Hormone und Mikroplastik im Abwasser

Was das Gruppenklärwerk des Abwasserverbands Kempten kann – und was nicht

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Die beiden 27 Meter hohen Faultürme (Kostenpunkt: je zwölf Millionen Euro) wurden in den letzten beiden Jahren betontechnisch saniert. „Ein einziger Atemzug daraus wäre tödlich“, sagt Franz Beer. Im Vordergrund: das Vorklärbecken.
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Franz Beer, Geschäftsleiter des Abwasserverband Kempten und Betriebsleiter des Gruppenklärwerks bei Lauben, mit Blick von oben...
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...und der Blick auf die Faultürme von unten.
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Beim Blick in die Rechenanlage keimt der Verdacht, dass so mancher Mitbürger die Toilette als Mülleimer ansieht.
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Der Schaum entsteht durch im Abwasser befindliche Reinigungs- und Waschmittel oder durch Eiweißverbindungen, die in der Kläranlage entstehen.

Lauben/Kempten/Allgäu – Der heiße Sommer hat uns auch hier im Allgäu einmal mehr gezeigt, welch kostbares Gut Wasser ist. Wie aber gehen wir mit diesem Gut tagtäglich um? Welche Stoffe setzen wir unserem Trinkwasser, häufig unbedacht und mitunter unnötig, zu? Und kann das alles überhaupt wieder herausgefiltert werden? Wie unser Abwasser gereinigt wird und wo die Grenzen der Reinigung erreicht werden, weiß Franz Beer. Er ist Geschäftsleiter beim Abwasserverband Kempten (AVKE) und als solcher Betriebsleiter des Gruppenklärwerks bei Lauben.

Im Gruppenklärwerk, das nördlich von Kempten, zwischen Hirschdorf und Krugzell an der Iller liegt, sammelt sich seit 1986 das Abwasser der Stadt Kempten sowie der Gemeinden Altusried, Dietmannsried, Betzigau, Buchenberg, Durach, Haldenwang, Lauben, Sulzberg, Oy-Mittelberg, Waltenhofen und Wiggensbach. Das gesamte Kanalnetz umfasst circa 130 Kilometer und mündet in drei mächtigen Hauptleitungen, den sogenannten Sammlern (der Hauptsammler mit den Abwässern aus der Stadt Kempten hat einen Durchmesser von 2,30 Metern). Über sie gelangen durchschnittlich 35 bis 40 Millionen Liter Abwasser pro Tag aus Haushalten, Gewerbe und Industrie sowie Regen- und Oberflächenwasser in die Anlage. Sie verfügt über drei Klärstufen: eine mechanische, eine biologische und eine chemische. Franz Beer erläutert bei einem Rundgang über das erstaunlich wenig müffelnde Gelände, was diese Stufen leisten können. 

Pro Tag 600 Kilo Müll aus dem Wasser fischen 

„In der mechanischen Reinigungsstufe entfernen vier große Rechen zunächst Grobstoffe aus dem ankommenden Abwasser, zum Beispiel Feuchttücher – diese stellen für uns ein riesiges Problem dar –, Hygieneartikel, Kondome, Zigarettenkippen und vieles mehr. Das alles wird gesammelt, gewaschen, entwässert und landet schließlich in einem Container. Pro Tag sammeln sich hier 500 bis 600 Kilogramm (!) Festmaterial“, so Franz Beer. Es wird dem Zweckverband für Abfallwirtschaft zugeführt und dort verbrannt.“ 

Im nachgeschalteten, 50 Meter langen, belüfteten Sandfang, dessen seitliche Kammern als Öl- und Fettabscheider wirken, setzen sich im Lauf von 12 bis 16 Stunden Sand, Kies, Glassplitter und Splitt aus den Kanä- len und Straßeneinläufen ab. Pro Jahr werden so rund 170 Tonnen in einen Sandcontainer befördert. Das Fett wird in die beiden Faulbehälter gepumpt (hierzu später mehr). Das folgende Vorklärbecken dient dazu, die restlichen Schwimmstoffe (Fäkalien, Toilettenpapier) und Fette aus dem Wasser zu holen. „Nach dieser mechanisch-physikalischen Reinigung ist das Abwasser vorgeklärt und gelangt in unsere zweistufige biologische Klärung“, erklärt Franz Beer. 

Viel organische Fracht im Abwasser 

Bei der biologischen Klärung kommt ein Belebtschlammverfahren zum Einsatz. Hierbei verstoffwechseln Mikroorganismen – also Bakterien, Pilze und Einzeller – die Kohlenstoffverbindungen aus dem organischen Material zu Kohlendioxid und Wasser. „Unsere ‚big player‘ in Sachen organischer Fracht sind fünf große, milchverarbeitende Betriebe und der Kemptener Schlachthof“, so Beer. „Mit ihnen, wie auch mit den 20 anderen abwasserrelevanten Betreibern in der Region stehen wir in partnerschaftlichem Kontakt.“ 

Die Abbauprozesse in der biologischen Stufe seien mit den natürlichen mikrobiellen Reinigungsvorgängen in Gewässern vergleichbar, fährt er fort. „Die Belebungsbecken sind in zwei Bereiche untergliedert. Zu Beginn gibt es das unbelüftete Denitrifikationsbecken. Hier nutzen bestimmte Bakterien den Sauerstoff im Nitrat, um organische Verbindungen abzubauen und das Nitrat zu molekularem Stickstoff umzuwandeln. Dieser entweicht als Gas aus dem Wasser.“ Im sogenannten Nitrifikationsbecken wird dem Belebtschlamm Sauerstoff zugeführt. „Wir pumpen pro Stunde 10 bis 20 Kubikmeter Druckluft in das Becken. Dieser Prozess verschlingt die Hälfte der gesamten Energie, die wir für den Reinigungsprozess benötigen.“ Die Mikroorganismen oxidieren zunächst das Ammonium zu Nitrit und danach das (fischgiftige) Nitrit zu Nitrat. Im folgenden Nachklärbecken werden überschüssige und abgespülte Mikroorganismen als Tertiärschlamm entfernt. Ein Teil des Schlamms fließt zurück in die Belebungsbecken, wo die Mikroorganismen weiter ihre Arbeit verrichten. „Das Abwasser ist an diesem Punkt von circa 98 Prozent der zuvor enthaltenen biologisch abbaubaren Schmutzstoffe (Kohlenstoff, Phosphor, Stickstoff, Eiweiße u.a.) befreit.“ 

Phosphorrückgewinnung wird zur Pflichtaufgabe 

In der dritten, chemischen Reinigungsstufe werden mit Hilfe einer Eisenchloridsulfat-Lösung die restlichen Phosphorverbindungen (als unlösliches Eisenphosphat) aus dem Abwasser gefällt und landen im Klärschlamm. Aktuell wird die phosphorhaltige Klärschlamm-Asche in Deponien abgelagert oder zur Düngung verwendet. Künftig soll der Phosphor aber in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden. „Phosphor ist nicht nur ein wertvoller Dünger in der Landwirtschaft, sondern für alle Lebewesen lebensnotwendig. Wir brauchen ihn zum Beispiel für die DNA, Nervensignale oder Muskelbewegungen. Er kann aber nicht vom Körper selbst produziert werden“, erläutert Franz Beer. Da die fossilen Phosphor-Ressourcen begrenzt sind, wird ab 2029 die Phosphorrückgewinnung Pflicht. „Das Problem dabei ist, dass es derzeit noch kein verlässliches Verfahren gibt. Trotzdem müssen wir vom AVKE bis Ende 2023 einen Bericht über unsere diesbezüglichen Planungen vorlegen.“ 

In der Iller schwimmen? 

Mit dem Durchlaufen der genannten Stufen, bei denen selbstverständlich permanent verschiedene Schadstoff-Messungen durchgeführt werden, ist die Abwasserreinigung im Gruppenklärwerk beendet. Das gereinigte Wasser fließt zurück in die Iller. Keiner der folgenden Anrainer beziehe sein Trinkwasser aus der Iller, sagt Beer. „Das zurückgeführte Wasser erfüllt die Abwasserrahmenrichtlinien. Aber ich persönlich würde trotzdem nicht unbedingt in der Iller schwimmen.“ 

Das Klärwerk als Kraftwerk 

Zu Franz Beers Bestrebungen gehört es, die Kläranlage autark betreiben zu können. Sein eigens entworfenes Konzept wurde bereits mit dem Abwasser-Innovationspreis des Bayerischen Ministeriums für Umwelt und Verbraucherschutz ausgezeichnet (der Kreisbote berichtete) und soll noch in diesem Jahr verwirklicht werden. „Wir sind auch jetzt schon in der Lage, mehr Energie zu produzieren, als benötigt“, sagt Beer und erläutert das Prozedere: „Den aus den einzelnen Klärstufen anfallenden Schlämmen wird in den Voreindickern Wasser entzogen, ehe sie in die zwei beheizten Faulbehälter mit je 6500 Kubikmeter Fassungsvermögen gepumpt werden. Hier erzeugen Fäulnisbakterien unter Luftabschluss ein brennbares Klärgas (2/3 Methan, 1/3 Kohlendioxid). Dieses wird in einem Gastank gesammelt und zur Energieerzeugung genutzt.“ Zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) mit jeweils einer elektrischen Leistung von 515 Kilowatt und einem Wirkungsgrad von 40,3 Prozent sowie ein weiteres BHKW für den Reservebetrieb erzeugen über 90 Prozent der benötigten Energie als Strom. Die Abwärme aller Gasmotoren und der wichtigen Nebenaggregate stellen genügend Wärme für die Klärschlammfaulung, die Heizung und die Klärschlammtrocknung zur Verfügung. 

Hormone, Arzneimittelrückstände, Mikroplastik... 

Seine Grenzen erreicht das Gruppenklärwerk in puncto Hormonen, einigen Krankheitserregern und Arzneimittelrückständen, manchen Rückständen von Industrie- und Haushaltschemikalien, Mikroplastik und anderen Mikroschadstoffen. „Wir wissen, dass wir Ibuprofen zu 90 Prozent herausfiltern können, während beispielsweise Diclofenac die Klärung ungehindert passiert“, weiß Beer. Bekannt sei auch, dass die Hormonkonzentrationen im Abwasser zwar im Nanobereich lägen, sich aber dennoch auf Gewässerlebewesen auswirken. Zahlreiche andere der sogenannten anthropogenen Spurenstoffe im Abwasser seien indessen noch nicht ausreichend erforscht, so Beer weiter. In manchen Fällen könne eine vierte Reinigungsstufe Abhilfe schaffen. Als Verfahren stünden beispielsweise die Ozonierung oder Membrantrennverfahren und die Behandlung mit spezieller Aktivkohle zur Verfügung. Das deutschlandweit einzige Klärwerk, das derzeit über eine vierte Reinigungsstufe mit Ozonierung und Aktivkohle verfügt, steht im mittelfränkischen Weißenburg. Dieses Pilotprojekt, das durch das Bayerische Landesamt für Umwelt im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt und Verbraucherschutz koordiniert wird, ist seit Oktober 2017 in Betrieb. Erste Untersuchungsergebnisse zeigen, dass mehr als 90 Prozent der gefährlichen Spurenstoffe eliminiert werden können. „Wir hier am Gruppenklärwerk sind derzeit weder für deren Messung, noch für deren Klärung ausgerüstet“, sagt Franz Beer. Das wird vermutlich auch noch eine Weile lang so bleiben, denn eine vierte Reinigungsstufe würde, so Beers Schätzungen, mindestens zehn bis zwölf Millionen Euro kosten.

Sabine Stodal


Einige Kennzahlen

• Am AVKE beteiligte Kommunen: 12 

• Mitarbeitende: 37 

• Länge Kanalnetz: ca. 130 km 

• Durchschnittliche Abwassermenge: 35.000-40.000 m³/Tag 

• Fließzeiten bis Klärwerk: 3-12 Stunden 

• Durchschnittlicher Zufluss 5 Uhr: 200 l/Sek. 

• Zufluss bei Starkregen: bis 1166 l/Sek.

Ab ins Klo? Lieber nicht!

Nicht alles, was flüssig ist oder im Badezimmer Verwendung findet, darf einfach in die Toilette oder ins Waschbecken geschüttet werden. Einige Produkte enthalten Schadstoffe, die nicht mehr aus dem Wasser gefiltert werden können. Sie landen in Bächen oder Flüssen und, im schlimmsten Fall, wieder im Trinkwasser. Feststoffe und Öle hingegen können die Rohre verstopfen und schwere Schäden verursachen. 

Nicht in den Abfluss dürfen… 

Medikamente Inhaltsstoffe von Medikamenten gelangen über die menschlichen Ausscheidungen ins Abwasser. Darüberhinaus gibt es leider immer noch Menschen, die Tabletten, Säfte, Salben und Tropfen in der Toilette entsorgen – ein absolutes Unding! Auch moderne Kläranlagen können Arzneimittelstoffe nur zum Teil oder gar nicht herausfiltern. Sie belasten Flüsse und das Trinkwasser und wirken so z.B. auch bei der Entstehung von Antibiotikaresistenzen mit. 

So geht‘s richtig: Alte Medikamente gehören in den Hausmüll. Auch viele Apotheken nehmen diese entgegen und kümmern sich um die fachgerechte Entsorgung. 

Feuchttücher, Hygiene- und Kosmetikartikel Toiletten-Feuchttücher, Babytücher, Abschmink-, Brillenputz-, Putzeinweg- und Erfrischungstücher gehören nicht in den Abfluss! Dasselbe gilt für Windeln, Kondome, Tampons, Binden und Slip-Einlagen, Wattestäbchen und Abschminkpads. Sie verstopfen Pumpen im Abwassernetz und ihr Kunststoff verharzt und zerstört Dichtungen. 

So geht‘s richtig: Ab in den Hausmüll damit! 

Zigarettenkippen In einer Zigarette stecken rund 4800 chemische Substanzen und 250 Giftstoffe. Nur wenige davon können in Klärwerken herausgefiltert werden. Der Rest landet in Gewässern und im Grundwasser. Die Substanzen sind für Fische und andere Wasserbewohner schädlich und teilweise sogar tödlich. 

So geht‘s richtig: Ab in den Hausmüll! 

• Essensreste Essensreste, Küchenabfälle, Kaugummis und dergleichen gehören nicht in die Toilette. Grobe Abfälle können die Rohre verstopfen. Zudem locken die Nahrungsmittel Ratten an. Sie vermehren sich in der Kanalisation kräftig und verfolgen das Essen bisweilen sogar zurück bis zur Toilettenschüssel. 

So geht‘s richtig: Viele Essensreste kann man in die Biotonne geben. Fleisch- und Fischabfälle gehören in den Restmüll. Flüssige Reste wie Suppe werden in einem verschließbaren Beutel oder Gefäß im Restmüll entsorgt. 

Speisefette und -öle Besonders schädlich sind Speisefette und -öle. Sie lagern sich vor allem in den Abwasserrohren der Hausinstallation ab, aber auch im Kanalnetz. Dort entstehen üble Gerüche und Verstopfungen, die sich nur mit großem Aufwand beseitigen lassen. 

So geht‘s richtig: Reste von Speiseöl und Fett werden mit Haushaltspapier aufgesaugt und dann in die Restmülltonne gegeben. Für größere Fettmengen wie z.B. verbrauchtes Frittieröl gibt es auf den Wertstoffhöfen den Öli-Eimer. 

Mineralöle Altöl darf keinesfalls in die Kanalisation gelangen (z.B. über Gullys). Schon wenige Tropfen können unser Abwasser vergiften und den Reinigungsprozess in der Kläranlage schwerwiegend stören. Gelangt Mineralöl in die Kanalisation, können dort explosionsfähige Gasgemische entstehen. 

So geht‘s richtig: Altöl wieder in die Verkaufsverpackung abfüllen und an die Öl-Verkaufsstelle zurückgeben. Sie ist gesetzlich zur kostenlosen Rücknahme verpflichtet. 

Putz- und Reinigungsmittel Viele Putz- und Reinigungsmittel enthalten aggressive Chemikalien, die in den Kläranlagen schwer oder gar nicht wieder herausgefiltert werden können. Chemische Rohrreiniger, Reinigungs- und Desinfektionsmittel, aber auch WC-Beckensteine, werden oft unbedacht und in zu großen Mengen verwendet. Sie stören das Gleichgewicht der biologischen Klärstufen. 

So geht‘s richtig: Der Umwelt zuliebe auf sparsame Dosierungen achten. In den meisten Fällen gibt es alternative biologische oder biologisch abbaubare Reinigungsmittel. Konservierungsstoffe können die Abwasserreinigung beeinträchtigen. Sie sind nur schwer oder gar nicht aus dem Abwasser wieder zu entfernen. 

Farben, Lacke, Lösungsmittel Farben und Lacke (aus Pinseln oder Gefäßen), Autolacke, Nagellack, Lösungsmittel, Pinselreiniger, Fotochemikalien und dergleichen haben nichts im Abwasser zu suchen! Sie enthaltenen Chemikalien und Giftstoffe, die nur sehr schlecht oder gar nicht herausgefiltert werden können und ungehindert in unsere Gewässer gelangen. 

So geht‘s richtig: Eingetrocknete Reste können in der Regel in den Hausmüll. Die Behälter kommen auf den Wertstoffhof. Flüssige Farb- und Lackreste gehören in die Problemmüll-Sammlung (findet regelmäßig auf Wertstoffhöfen statt). 

Dünger und Pflanzenschutzmittel Die enthaltenen Chemikalien sind eine Gefahr für Flüsse, Grundund Trinkwasser. Sie dürfen auch nicht in den Rest- oder Hausmüll! 

So geht‘s richtig: Rest in Problemmüllsammlungen abgeben. 

Kleintierstreu und Vogelsand für Hamster, Kaninchen. Vögel & Co. quillt auf, verklebt und verklumpt schnell und verstopft dadurch die Abflussrohre. 

So geht‘s richtig: Ab in den Hausmüll. Biologisch abbaubare Produkte dürfen auch auf den Kompost.

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