Was ist Abwasser und woraus besteht es?
Abwasser umfasst alle Formen von genutztem und veränderten Wasser, das aus Haushalten, Gewerbe, Industrie und von befestigten Flächen stammt. Dieses Wasser wird in spezielle Kanalsysteme geleitet, um anschließend in Kläranlagen behandelt zu werden.
Abwasser besteht zu etwa 99 Prozent aus Wasser und zu 1 Prozent aus verschiedenen Verunreinigungen. Diese können sowohl organische als auch anorganische Stoffe umfassen und liegen in gelöster oder ungelöster Form vor. Zu den Hauptbestandteilen zählen:
Schmutzwasser: Es stammt aus Haushalten, Betrieben und der Industrie und enthält Verunreinigungen, die das Wasser physikalisch und chemisch verändern.
- Organische Stoffe: Fette, Eiweiße und Kohlenhydrate, die biologisch abbaubar sind.
- Anorganische Stoffe: Schwermetalle und Salze.
Niederschlagswasser: Regen und Schmelzwasser, das von Oberflächen wie Dächern und Straßen abfließt, enthält oft gelöste Schadstoffe wie Staub, Ruß und Pollen.
Fremdwasser: Wasser, das durch bauliche Mängel in die Kanalisation eindringt, wie Grundwasser und Sickerwasser.
Durch den alltäglichen Gebrauch im Haushalt entsteht Abwasser beispielsweise beim Kochen, Putzen, Duschen und Waschen. Auch gewerbliches und industrielles Abwasser gehört in diese Kategorie. Der Abwasseranfall variiert stark je nach Region und Nutzung, wobei der durchschnittliche Wasserverbrauch in Deutschland gesunken ist.
Die Behandlung in Kläranlagen umfasst das Entfernen von Schadstoffen, bevor das gereinigte Wasser wieder in die Umwelt abgegeben wird, um die Siedlungshygiene und den Gewässerschutz zu gewährleisten.
Methoden zur Abwasserbehandlung
Die Abwasserbehandlung verbessert die Wasserqualität, sodass es sicher in die Natur zurückgeführt werden kann. Es gibt vier zentrale Methoden: mechanisch-physikalische, biologische, chemische und fortgeschrittene Verfahren.
Mechanisch-physikalische Verfahren (Primärbehandlung):
- Rechen und Siebe: Entfernen von festen Bestandteilen wie Holz und Plastik.
- Sandfang: Sedimentierung schwererer Partikel wie Sand und Steine.
- Vorklärbecken: Absetzen weiterer Schwebstoffe durch Schwerkraft.
Biologische Verfahren (Sekundärbehandlung):
- Belebtschlammverfahren: Abwasser wird mit Mikroorganismen versetzt, die organische Verbindungen abbauen.
- Biofilmbasierte Verfahren: Mikroorganismen wachsen auf Trägermaterialien.
- Membranbioreaktoren (MBR): Kombination aus biologischer Behandlung und Membranfiltration.
Chemische Verfahren (Tertiärbehandlung):
- Fällung und Flockung: Gelöste Substanzen werden mit Chemikalien in ungelöste Form überführt und entfernt.
- Oxidation: Schadstoffe werden durch Oxidationsmittel in harmlose Substanzen umgewandelt.
- Adsorptionssysteme: Entfernung von Mikroverunreinigungen wie Arzneimittelrückstände durch Aktivkohle.
Fortgeschrittene und spezielle Methoden:
- Nano- und Ultrafiltration: Entfernen kleinster Partikel und Mikroverunreinigungen.
- Ozonisierung und UV-Bestrahlung: Bekämpfung von Mikroorganismen und Spurenstoffen.
- Pflanzenkläranlagen: Nutzung der natürlichen Reinigungskraft von Pflanzen und Mikroorganismen.
Diese Methoden stellen sicher, dass das Abwasser umfassend behandelt und möglichst schadstofffrei in die Umwelt zurückgeführt wird.
Spezielle Behandlung von Industrieabwasser
Industrieabwasser weist oft eine hohe Belastung mit schwer abbaubaren und gefährlichen Stoffen auf. Daher sind spezielle Behandlungsmethoden erforderlich, um diese Abwässer umweltgerecht zu entsorgen. Wichtige Verfahren umfassen:
Mechanische und Physikalische Vorbehandlung:
- Rechenanlagen und Siebe: Entfernen grober Partikel wie Produktionsabfälle.
- Sedimentationsbecken: Feststoffe setzen sich durch Schwerkraft ab.
Chemische Verfahren:
- Fällung und Flockung: Schadstoffe werden durch Chemikalien in Flocken gebunden.
- Neutralisation: Stabilisierung des pH-Werts bei stark sauren oder basischen Abwässern.
Biologische Behandlung:
- Belüftungsbecken: Mikroorganismen bauen organische Schadstoffe bei Sauerstoffzufuhr ab.
- Anaerobe Reaktoren: Effizient bei hochkonzentrierten organischen Abwässern, erzeugen Biogas.
Membran- und Filtrationstechniken:
- Ultrafiltration: Entfernung feinster Partikel und Mikroverunreinigungen.
- Umkehrosmose: Herstellung von hochreinem Wasser.
Spezielle Techniken je nach Industrie:
- Ölabscheider und Frittierfettverarbeitung: Trennung von Fett- und Ölbestandteilen.
- Thermische Verfahren: Nahezu vollständiges Verbrennen von Reststoffen.
Diese innovativen Verfahren gewährleisten die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und leisten einen bedeutenden Beitrag zum Umweltschutz.
Kleinkläranlagen
Kleinkläranlagen sind eine wichtige Lösung für Haushalte und kleine Gewerbebetriebe, die nicht an die öffentliche Kanalisation angebunden sind. Diese Anlagen sind speziell für die Reinigung von häuslichem Abwasser konzipiert.
Arten von Kleinkläranlagen
- SBR-Kleinkläranlagen (Sequencing Batch Reactor): Reinigen das Abwasser in Chargen, bekannt für hohe Reinigungsleistung.
- Pflanzenkläranlagen: Nutzen die natürliche Reinigungskraft von Pflanzen, besonders naturnah.
- Tropfkörperanlagen: Abwasser fließt über einen mediengefüllten Körper, Mikroorganismen bauen organische Stoffe ab.
- Biofiltrationsanlagen: Verwenden Trägermedien für Biofilme, die die Abwasserreinigung unterstützen.
Betriebsbedingungen und Zulassungen
Kleinkläranlagen müssen den Anforderungen der DIN-Normen entsprechen und von lokalen Wasserbehörden genehmigt werden.
Wartung und Kosten
Kleinkläranlagen beginnen preislich ab etwa 6.000 Euro, wobei zusätzliche Kosten für Planung, Einbau und Wartung anfallen. Regelmäßige Wartung ist notwendig, um die ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen.
Einsatzgebiete und Kapazitäten
Solche Anlagen sind für Haushalte mit einer Einwohnergleichwertzahl (EW) zwischen 4 und 50 dimensioniert und behandeln bis zu acht Kubikmeter Schmutzwasser pro Tag.
Auswirkungen von Abwasserinhaltsstoffen
Die Bestandteile des Abwassers haben erhebliche Folgen für Umwelt und Gesundheit. Je nach Art der Inhaltsstoffe variieren diese Auswirkungen stark.
Sauerstoffzehrende Stoffe
Biologisch abbaubare Substanzen wie Harnsäure und Glukose reduzieren den Sauerstoffgehalt in Gewässern, was insbesondere in stehenden Gewässern zu Fischsterben führen kann.
Nährstoffeinträge
Stickstoff- und Phosphorverbindungen führen zu Eutrophierung, was das übermäßige Wachstum bestimmter Pflanzenarten begünstigt und das Gleichgewicht der Gewässer stört.
Schadstoffe
Giftige Chemikalien, Schwermetalle und Mikroverunreinigungen wie Medikamente und Mikroplastik können das Ökosystem stören und Gefahren für die menschliche Gesundheit darstellen.
Störstoffe
Salze, Fette, Öle und mineralische Partikel können physikalische und mechanische Probleme verursachen, wie das Verstopfen von Kläranlagen.
Ein detailliertes Verständnis dieser Abwasserinhaltsstoffe ermöglicht es Ihnen, gezielte Maßnahmen zu ergreifen, um die Wasserqualität zu verbessern und die Umwelt zu schützen. Eine effektive Abwasserbehandlung ist aus ökologischer und gesundheitlicher Sicht unabdingbar.
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