Kommunale Abwässer sind häusliche und gewerbliche Abwässer. Abwässer enthalten Schwebstoffe und Schadstoffe. Gelangen sie unbehandelt in die Gewässer, gefährden sie die Trinkwasserversorgung und die im Wasser lebenden Organismen. Daher wird das gesammelte Abwasser in Kläranlagen gereinigt. In der BRD fallen jährlich ca. 8 Milliarden m³ Abwasser an, das sind täglich etwa 128 l / Einwohner. Hinzu kommen die industriellen Abwässer.
Kommunale Abwässer setzen sich aus häuslichen und gewerblichen Abwässern zusammen. Wenn die oft schadstoffhaltigen Abwässer unbehandelt in die Flüsse gelangen, gefährden sie die Trinkwasserversorgung und die im Wasser lebenden Organismen. Daher ist es unbedingt notwendig, die gesammelten Abwässer in Kläranlagen zu reinigen. Im ländlichen Raum kommen Schilfklärbeete zur Abwasserreinigung als Alternative in Frage. In der BRD fallen jährlich ca. 8 Milliarden m³ Abwasser an, das sind täglich 128 l / Einwohner. Hauptbelastungen kommunaler Abwässer sind: suspendierte Feststoffe (Sand, biologisches Material, Fäkalien) Nährstoffe (Stickstoffverbindungen und Phosphate) abbaubare organische Verbindungen (z. B. Eiweiße, Fette, Tenside) teilweise kritische Schwermetallgehalte (Zn, Pb, Cd, Hg) teilweise biologisch wirksame Stoffe (z. B. Arzneimittel, Hormone) Abwasserreinigung Eine kommunale Kläranlage besitzt mehrere Reinigungsstufen. Das Hauptziel besteht dabei in der Abtrennung der Feststoffe, der organischen Inhaltsstoffe sowie der Nährstoffe aus dem Abwasser. In der ersten Stufe, der mechanischen Reinigung , werden mit dem Rechen die Feststoffe abgetrennt, die dann auf eine Deponie oder zur Müllverbrennung gelangen. Die zweite Stufe ist eine biologische Reinigung . Hier bauen Mikroorganismen im Belebtbecken unter Belüftung die organischen Verbindungen größtenteils ab. Dabei werden auch die Nährstoffe weitgehend umgesetzt. Im Nachklärbecken setzen sich die Mikroorganismen als sog. Klärschlamm ab. Dieser wird z. T. in das Belebtbecken zurückgeführt. Durch die Vermehrung der Mikroorganismen entsteht Überschussschlamm, dieser gelangt zur Schlammbehandlung. Aus dem Schlamm wird im Faulbehälter Biogas gewonnen. In der biologischen Reinigung wird aber teilweise das Phosphat nur unzureichend eliminiert. Um das Risiko der Gewässereutrophierung durch Phosphat zu reduzieren, kann als dritte Stufe eine Phosphatfällung nachgeschaltet oder integriert werden. Hierbei wird durch Zugabe von Eisensalzen das Phosphat als schwer lösliches Eisen(III)-phosphat ausgefällt. Der in der biologischen Reinigung anfallende Überschussklärschlamm enthält etwa 95% Wasser und muss vor einer Verwertung oder Entsorgung auf einer Sonderdeponie entwässert werden. Im Prinzip ist Klärschlamm ein wertvoller organischer Dünger. Da aber daran auch z. B. Schwermetalle oder schwer abbaubare toxische organische Schadstoffe adsorbiert sein können, ist infolge des zu hohen Schadstoffgehaltes gemäß Klärschlammverordnung eine landwirtschaftliche Nutzung häufig nicht möglich. In Deutschland werden von den jährlich etwa 80 Millionen Tonnen Klärschlamm nur knapp 50% landwirtschaftlich verwertet, der Rest wird auf Deponien verbracht oder verbrannt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass verschiedene Stoffe in Kläranlagen kaum abgebaut werden, z. B. bestimmte Pharmaka. Das kann ein Risiko werden, da sie dann negativ auf die im Wasser lebenden Organismen in den Flüssen wirken oder über das Grundwasser in das Trinkwasser gelangen können. Damit sind mögliche Langzeitwirkungen nicht vorhersehbar. Medikamente und andere Pharmaka werden z. T. unverändert vom Menschen ausgeschieden und auch im Klärwerk nicht vollständig abgebaut. Beispielsweise nehmen über 15 Millionen Frauen in der BRD die Antibaby-Pille. Von den 30 µg Wirkstoff (meist Ethinylöstradiol) je Pille gelangt ein großer Teil unverändert ins Abwasser. Im Klärwerk erfolgt kaum ein Abbau dieses Stoffs. In Berliner Klärwerksabwässern beträgt der Gehalt an Ethinylöstradiol durchschnittlich 17 ng/ l, teilweise wurden aber auch die 2-4 fache Konzentration gefunden. In Rhein und Main wurden schon Mengen von 1-5 ng/ l gemessen. Eine Menge von 1 ng/ l ist zwar eine sehr geringe Konzentration, vergleichbar damit, dass man ein Becken von 1 km² Fläche und 10 m Tiefe mit Wasser füllt und darin 4 Stücke Würfelzucker (10 g ) auflöst. Aber schon 1 ng/ l dieses synthetischen Hormons kann die Eiablage von Fischen stören. In Klärwerksabwässern aufgezogene Fische verweiblichen, d. h. aus den Eiern entwickeln sich viel mehr Weibchen als Männchen, außerdem entstehen auch relativ viele Zwitter. Das ist ein Indiz dafür, dass bestimmte Stoffe in den Klärwerksabwässern biologisch wirksam sind bzw. bleiben. Viele biologisch wirksame Substanzen aus Medikamenten gelangen nach der Einnahme über die Abwässer in unsere Gewässer. Viele biologisch wirksame Substanzen aus Medikamenten gelangen nach der Einnahme über die Abwässer in unsere Gewässer. Ein weiteres Beispiel schwer abbaubarer Stoffe sind häufig verabreichte Medikamente, wie Blutfettsenker, Schmerzmittel oder Antibiotika. Diese wurden teilweise auch schon in Klärwerksabwässern, im Grundwasser und sogar in Spuren im Trinkwasser gefunden. Die gemessenen Konzentrationen liegen zwar noch deutlich unterhalb von denen, die akute Schäden in der Umwelt verursachen können, aber Langzeitwirkungen sind nicht auszuschließen. Beispielsweise kann die permanente Emission geringster Mengen an Antibiotika zur Bildung resistenter Keime beitragen. Es ist auch nicht bekannt, ob diese Stoffe miteinander reagieren oder als sogenannter Cocktail eine entsprechende Wirkung zeigen. Bei industriellen Abwässern kommt neben der Belastung mit Schwebstoffen, verschiedenen Anionen (z. B. Nitrit-, Nitrat-, Phosphat-Ionen) und Schwermetallen auch die Problematik von emulgierten und ölverunreinigten Abwässern hinzu. So sind Produzenten dieser Abwässer verpflichtet, ihre flüssigen Abfälle in Abwasseraufbereitungsanlagen einer physikalischen und chemischen Aufbereitung zu unterziehen. Erst nach Absenken (z. B. durch Fällungsreaktionen oder Aktivkohlefilter) auf die vorgeschriebene Schadstoffkonzentration im Abwasser und der Ölabscheidung dürfen die Abwässer in die kommunale Kanalisation zur Reinigung in einer Abwasserkläranlage (s. o.) eingeleitet werden.
Einleitung:
Die Abwasserreinigung ist ein wesentlicher Bestandteil des Umweltschutzes und der öffentlichen Gesundheit. Sowohl in industriellen als auch in kommunalen Bereichen fallen große Mengen an Abwasser an, die behandelt und gereinigt werden müssen, um schädliche Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren. In dieser Abhandlung werden wir uns mit den Methoden und Technologien der industriellen und kommunalen Abwasserreinigung befassen, um einen Einblick in die Bedeutung und den Prozess dieser wichtigen Praktiken zu gewinnen.
Industrielle Abwasserreinigung:
Industrielle Abwässer enthalten oft eine Vielzahl von Verunreinigungen, die von organischen Substanzen bis hin zu Schwermetallen reichen können. Die Reinigung industrieller Abwässer erfordert spezifische Behandlungsverfahren, die auf die Art und den Grad der Verschmutzung abgestimmt sind. Eine der gängigsten Methoden ist die physikalisch-chemische Behandlung, bei der physikalische Prozesse wie Sedimentation, Filtration und Adsorption in Kombination mit chemischen Verfahren wie Fällung, Flockung und Oxidation eingesetzt werden. Diese Techniken ermöglichen die Entfernung von Feststoffen, Schadstoffen und Schwermetallen aus dem Abwasser, bevor es in Gewässer oder Kläranlagen eingeleitet wird.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der industriellen Abwasserreinigung ist die Vorbehandlung. Viele Industrieunternehmen sind gesetzlich verpflichtet, ihr Abwasser vor der Einleitung in das öffentliche Abwassersystem vorzubehandeln, um die Kläranlagen nicht zu überlasten. Die Vorbehandlung umfasst oft das Entfernen von groben Feststoffen, Öl- und Fettrückständen sowie schädlichen Chemikalien durch physikalische Methoden wie Siebung, Absetzen und Abtrennen. Diese Vorbehandlung erleichtert die nachfolgende Behandlung des Abwassers und trägt zur effizienten Funktion der kommunalen Kläranlagen bei.
Kommunale Abwasserreinigung:
Die kommunale Abwasserreinigung bezieht sich auf den Prozess der Behandlung von Abwasser aus Haushalten, Gewerbebetrieben und öffentlichen Einrichtungen. Das Ziel besteht darin, das Abwasser auf einen Zustand zu bringen, in dem es sicher in die natürlichen Gewässer eingeleitet oder für die Bewässerung wiederverwendet werden kann. Der Prozess der kommunalen Abwasserreinigung erfolgt normalerweise in Kläranlagen, die verschiedene Stufen der Behandlung umfassen.
Die erste Stufe ist die mechanische Vorbehandlung, bei der grobe Feststoffe durch Sieben und Sedimentation entfernt werden. Anschließend erfolgt die biologische Behandlung, bei der mikrobiologische Prozesse wie Belebtschlamm- oder Tropfkörperverfahren eingesetzt werden. In diesen Verfahren zersetzen Bakterien und Mikroorganismen organische Verun
reinigungen im Abwasser, wodurch sie in unlösliche Substanzen umgewandelt werden. Dieser Prozess wird häufig durch Belüftung und Rühren des Abwassers unterstützt.
Die letzte Stufe der kommunalen Abwasserreinigung umfasst oft eine chemische Behandlung, um verbleibende Schadstoffe zu entfernen. Chemische Verfahren wie Fällung, Flockung und Desinfektion werden eingesetzt, um unerwünschte Substanzen zu eliminieren und das gereinigte Wasser für die Wiederverwendung oder die Einleitung in Gewässer geeignet zu machen.
Fazit:
Die industrielle und kommunale Abwasserreinigung spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz der Umwelt und der Gesundheit von Mensch und Tier. Durch den Einsatz verschiedener Behandlungsmethoden und -technologien können schädliche Verunreinigungen aus dem Abwasser entfernt werden, bevor es in natürliche Gewässer oder Kläranlagen gelangt. Es ist von großer Bedeutung, dass sowohl Industrieunternehmen als auch kommunale Einrichtungen angemessene Abwasserreinigungssysteme einrichten und betreiben, um die Umweltauswirkungen zu minimieren und eine nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser zu gewährleisten. Nur durch eine effektive Abwasserreinigung können wir eine saubere und gesunde Umwelt für die gegenwärtigen und zukünftigen Generationen erhalten.