Abwasser

Als Abwasser bezeichnet man

• das durch Gebrauch verunreinigte (bzw. in seinen Eigenschaften oder seiner Zusammensetzung veränderte) Wasser, das je nach Gebrauch oder Wiederverwendbarkeit weiter unterschieden wird:
  • Grauwasser ist laut der Europäischen Norm 12056-1 fäkalienfreies, gering verschmutztes Abwasser, wie es etwa beim Duschen, Baden oder Händewaschen anfällt, aber auch aus der Waschmaschine kommt und zur Aufbereitung zu Brauch- bzw. Betriebswasser dienen kann. Regenwasser, was auf dem Balkon oder dem Dach auftrifft, zählt auch hierzu.
  • Schwarzwasser ist in der Siedlungswasserwirtschaft laut ISO 6107-7:1997 häusliches Abwasser ohne Grauwasser mit fäkalen Feststoffen. Das Schwarzwasser kann noch getrennt werden in:
    • Gelbwasser: Sammelbezeichnung für Urin und Urin mit Spülwasser.
    • Braunwasser: Bezeichnung in der Siedlungswasserwirtschaft für den Teil des Abwassers, der nur Fäzes, Spülwasser und Toilettenpapier enthält. Reines Braunwasser entsteht nur durch Trenntoiletten, die Urin und Fäzes trennen, und kann nach Dehydrierung als Dünger verwendet werden
• teilweise auch das von befestigten Flächen abfließende Niederschlagswasser sowie
• das anfallende Fremdwasser, welches in die Kanalisation durch bauliche Schäden eintritt.

Abwässer werden im Zuge der Abwasserbeseitigung in der Kanalisation gesammelt und transportiert, in Mitteleuropa praktisch immer in Kläranlagen behandelt und danach in als Vorfluter dienende Gewässer oder durch Versickerung, Verrieselung oder Verregnung in das Grundwasser eingeleitet. Die im Abwasser enthaltene Wärmeenergie kann mit Systemen zur Abwasserwärmerückgewinnung für Warmwasser- und Heizzwecke genutzt werden.

Begriffe

Trockenwetterabfluss

Schmutzwasser sind häusliche Abwasser aus Toiletten (Fäkal- oder Schwarzwasser), Sanitäreinrichtungen, Küchen und Waschmaschinen (Wasch- oder Grauwasser) sowie Abwasser aus Betrieben, die in die öffentliche Kanalisation ableiten (gewerbliches oder industrielles Abwasser). Industrieabwasser kann besondere Verschmutzungen aufweisen, weshalb es oft in industrieeigenen Anlagen behandelt wird, bevor es in die öffentliche Kanalisation (Indirekteinleitung, Vermischung) oder in ein Gewässer (Direkteinleitung) abgeleitet wird. Manche Abwässer enthalten organische Stoffe (zum Beispiel Brauereiabwässer) oder/und anorganische Stoffe (z. B. bei der Metall- und Grundstoffindustrie). Auch aufgeheiztes Wasser aus Kühlanlagen zählt als Abwasser. Abwässer, die bei den verschiedensten Reinigungs- und Behandlungstechniken von Wasseraufbereitungsanlagen anfallen, gehören auch zu den Industrieabwässern oder sind mit diesen vergleichbar.

Fremdwasser ist das zusammen mit dem Schmutzwasser bei Trockenwetter abfließende unverschmutzte Wasser, das eigentlich nicht in die Kanalisation gelangen soll (Grundwasser, Dränwasser).

Regenwetterabfluss

Bei Regenwetter fließt außer dem oben aufgeführten Trockenwetterabfluss auch Regenwasser (Niederschlagswasser) ab, das in die Kanalisation eingeleitet wird. Da Regen aus der Atmosphäre Staub, Ruß, Pollen und Gase löst und auf Dächern, befestigten und landwirtschaftlichen Flächen vorhandenen Staub und Schadstoffe mitschwemmt, können Niederschlagsabflüsse manchmal sehr schadstoffhaltig sein und müssen behandelt werden.

Man unterscheidet daher

• behandlungsbedürftiges Regenwasser (es muss in Regenklärbecken oder in Kläranlagen abgeleitet werden) und
• nicht-behandlungsbedürftiges Regenwasser (Reinabwasser), das man in ein nahegelegenes Gewässer einleiten oder vor Ort versickern lassen kann.

Beispiele für Reinabwässer sind:

• Überlaufwasser von Quellen, Reservoirs, Brunnen
• Rücklaufwasser aus Kühl- und Klimaanlagen, Wärmepumpen
• Drainage- und Sickerwasser.

Misch- und Trennsystem

→ Hauptartikel: Kanalisation

Im Mischsystem fließen Schmutz- und Regenwasser gemeinsam ab.

Im Trennsystem dagegen wird das nur gering verschmutzte Regenwasser getrennt vom Schmutzwasser in einem zweiten Kanal abgeführt und behandelt. Eine Gefahr beim Trennsystem geht von Fehlanschlüssen aus, durch welche u. a. häusliches Schmutzwasser in den Regenwasser-Kanal eingeleitet wird und somit beinahe ungeklärt in die Umwelt gelangt. Hier spricht man von Fremdwasser. Der umgekehrte Fall, dass Regenwasser in den Schmutzwasser-Kanal geleitet wird, ist oft ebenfalls unerwünscht, weil die Verdünnung des Schmutzwassers dessen Reinigung beeinträchtigen kann.

Rechtliche Definitionen

Den Begriff Abwasser definiert in der Bundesrepublik Deutschland § 54 Abs. 1 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) vom 31. Juli 2009 (BGBl. I S. 2585). Danach ist Abwasser das durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte Wasser und das bei Trockenwetter damit zusammen abfließende Wasser (Schmutzwasser) sowie das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen gesammelt abfließende Wasser (Niederschlagswasser). Die aus Anlagen zum Behandeln, Lagern und Ablagern von Abfällen austretenden und gesammelten Flüssigkeiten gelten ebenfalls als Schmutzwasser. Die zuvor im Abwasserabgabengesetz bestehende Begriffsbestimmung wurde wortgleich übernommen.

In Österreich werden die abwasserrechtlichen Belange im Wasserrechtsgesetz, den Emissionsverordnungen und den Kanalanschlussgesetzen der Bundesländer sowie den dazugehörigen Verordnungen auf kommunaler Ebene behandelt.

Abwasseranfall

Der private Wasserverbrauch und somit der Abwasseranfall ist in Deutschland in den letzten Jahren gesunken. Nach Angaben der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) sank der durchschnittliche Abwasseranfall pro Tag und Person von 147 Liter im Jahr 1990 auf 127 Liter im Jahr 2004.

Der Wasserverbrauch wird in absehbarer Zeit weiterhin zurückgehen, weil steigende Energiekosten, gleichbleibende Wartungs- und Instandsetzungskosten bei rückläufigem Wasserverbrauch Gebührenerhöhungen für den einzelnen Haushalt mit sich bringen werden. Weiterhin werden durch die demografische Entwicklung in Deutschland die Abwasser(indirekt-)einleitungen sinken. Für Gebiete wie Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen belegen offizielle Demografiegutachten, dass in den nächsten 15 Jahren die Bevölkerung um bis zu 20 % vermindert wird. Der großflächig zurückgehende Wasserverbrauch hat neben einem positiven Aspekt des Schutzes der Ressource Trinkwasser auch negative Einflüsse auf die Funktion der Entwässerungseinrichtungen, den damit notwendig werdenden Wartungs- und Abwasserbehandlungsaufwand und somit schließlich auf die zukünftige Kostenentwicklung.

Eine Begründung dafür lässt sich darin sehen, dass Abwasseranlagen in Deutschland auf Eckparameter wie dem Wasserverbrauch von 130 bis 150 Liter pro Tag und Person dimensioniert und konstruiert worden sind. Diese Werte werden teilweise dramatisch unterschritten: in Sachsen lag der Durchschnittsverbrauch im Jahr 2005 bei nur 88 Liter pro Tag und Person. Das Abwassersystem ist zudem in der Regel auf eine konstante Benutzerzahl ausgelegt. Eine wesentliche Unterschreitung der Eckparameter führt u. a. zu vermehrten Ablagerungen im Kanal und einer Verlängerung der Fließzeit zur Abwasserreinigungsanlage mit vielen negativen Folgen, wie z. B. der Sulfidbildung in Abwasseranlagen. Die Auswirkungen sind veränderte Abwasserparameter, erhöhter Aufwand für die Abwasserreinigung, Geruchsbelästigungen, Biokorrosion und schließlich ein erhöhter Sanierungsbedarf in verkürzten Zeitintervallen. Zur Abhilfe wird schon heute zur Spülung der Abwasserrohre sauberes Trinkwasser verwendet, weil die anfallende Abwassermenge zur Durchspülung des Kanalisationsnetzes zu gering ist.

Inhaltsstoffe

Schmutzstoffe im Abwasser liegen vor in gelöster und ungelöster Form sowie als organische Verbindungen (Fette, Eiweiße, Kohlenhydrate). Man unterscheidet folgende Abwasserinhaltsstoffe:

Zehrstoffe

wie etwa Harnsäure, Glukose. Sie sind biologisch abbaubar und führen bei anaeroben Abbauprozessen zu Geruchsbelästigungen. Die durch diese Stoffe ausgelöste Sauerstoffzehrung reduziert den Sauerstoffgehalt im sie umgebenden Gewässer und kann zu Fischsterben führen (Eutrophierung).

Nährstoffe

wie etwa Stickstoff- und Phosphorverbindungen, die zur Eutrophierung insbesondere stehender Gewässer führen und auch für verstärktes Algenwachstum in Meeren verantwortlich sind.

Schadstoffe

wie etwa Gifte, Schwermetalle, synthetische organische Substanzen, Bakterien, Pilze, oder Viren, die zu Erkrankungen führen können.

Störstoffe

wie etwa Salze, Fette, Öle, Tone, Sand

Je nach Zusammensetzung des Abwassers sind unterschiedliche Verfahren zur Abwasserbehandlung erforderlich.

Abwasserbehandlung

Abwasseraufbereitungsanlage in Wilhelmshaven

Abwasseraufbereitungsanlage in Schiffdorf

Ziel der Abwasserbehandlung ist das Herauslösen der Abwasserinhaltsstoffe aus dem Wasser und eine Wiederherstellung der natürlichen Wasserqualität. In der Bundesrepublik Deutschland muss nach § 57 WHG Abwasser vor der Einleitung in ein Gewässer (Direkteinleitung) nach dem Stand der Technik behandelt werden. Mindestanforderungen für bestimmte Industriebranchen werden für Deutschland in der Abwasserverordnung genannt. Die Einleitung in öffentliche Abwasseranlagen (Indirekteinleitung) wird durch § 58 WHG geregelt.

Die Abwasserbehandlung geschieht in Kläranlagen, ggf. nach einer Vorbehandlung in einem Abscheider. Man unterscheidet dabei

• mechanische/physikalische Reinigungsverfahren,
• biologische Reinigungsverfahren und
• chemische Reinigungsverfahren.

Wasser, das potentiell mineralölhaltig ist, weil es z. B. zum Autowaschen verwendet wurde oder mit wassergefährdenden Stoffen in Kontakt gekommen sein kann (z. B. Abfüllflächen einer Tankstelle), muss vor Einleitung in den Abwasserkanal in einer Abscheideranlage nach EN 858 / DIN 1999 vorbehandelt werden.

Neben der Behandlung in technischen Kläranlagen kann Abwasser unter gewissen Umständen auch in Abwasserteichen sowie Pflanzenkläranlagen behandelt werden.

Die Behandlung von Abwässern außerhalb zentraler Abwasserbehandlungsanlagen findet in Kleinkläranlagen statt. Unterschieden wird hierbei zwischen veralteten Systemen ohne Abwasserbelüftung (DIN 4261 Teil 1) und den heute geforderten vollbiologischen Kleinkläranlagen mit belüfteter Reinigungsstufe (DIN 4261 Teil 2).

Auf dem Weg vom Ort des Anfalls des Abwassers zur Abwasserbehandlungsanlage finden Prozesse statt, die das Abwasser verändern. Es kann zur Bildung von Geruchs- und Gefahrstoffen, wie z. B. dem toxischen Schwefelwasserstoff (H₂S), kommen, was

• negative Auswirkungen auf den Abwasserreinigungsprozess hat,
• die Hauptursache für Geruchsbelästigungen (H₂S riecht wie faule Eier) ist,
• für Menschen gefährlich sein kann (H₂S ist ein Nervengas, das selbst in geringen Konzentrationen tödlich wirkt, bei 1000 ppm Tod in wenigen Augenblicken) und
• Abwasserbauwerke und -einrichtungen zerstören kann.
• bei Einleitung in ein Gewässer ohne Behandlung Gewässerverunreinigung und Fischsterben verursachen kann.

Geeignete Maßnahmen, wie z. B. durch eine zwischenstufliche Abwasserbehandlung in Entwässerungsanlagen, können diese Prozesse eindämmen bzw. beherrschbar machen.

Abwässer, die in Wasseraufbereitungsanlagen anfallen, werden immer häufiger in diesen Anlagen auch wieder aufbereitet (Kreislaufführung). Hierdurch wird die Nettoausbeute an Reinwasser gesteigert und die abzuführende Rest-Abwassermenge vermindert. Als Beispiel wird hierfür die Spülabwasseraufbereitung in Aufbereitungsanlagen für Trink- und Badewasser angeführt. In Gebieten mit Wassermangel ist auch die teilweise Rückführung und Wiederverwendung von Regenerierabwässern wirtschaftlich. Hierfür kommen jedoch nur die Vorlauf- und Restwaschwassermengen infrage, die einen niedrigeren oder gleichen Salzgehalt wie das Rohwasser aufweisen.

Dezentrale Abwasserbehandlung und -beseitigung

In der Bundesrepublik Deutschland müssen Haushalte und Anlagen, die nicht an die zentrale Abwasserbeseitigung angeschlossen sind, das anfallende Abwasser entweder in einer Sammelgrube auffangen und danach durch den Abwasserbeseitigungspflichtigen abtransportieren lassen, oder über eine eigene Kleinkläranlage behandeln lassen, um es dann direkt in ein Gewässer einzuleiten oder versickern oder verrieseln lassen. In diesem Fall überträgt die zuständige Wasserbehörde die Pflicht zur Abwasserbeseitigung auf den Grundstückseigentümer, meist in Verbindung mit der Erteilung einer Erlaubnis für die Ausübung der Gewässerbenutzung. Der Stand der Technik gilt als eingehalten, wenn die in den Anhängen der Abwasserverordnung für den jeweiligen Herkunftsbereich des Abwassers genannten Anforderungen eingehalten werden. Für Kleinkläranlagen zur Behandlung häuslichen Abwassers gelten die Anforderungen der Abwasserverordnung als eingehalten, wenn diese eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung aufweisen.

Bauartzugelassene Kleinkläranlagen wurden auf einem offiziellen Prüffeld getestet und können die gesetzlichen Anforderungen an den Kläranlagenablauf, üblicherweise einen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) unter 140 sowie einen biochemischen Sauerstoffbedarf innerhalb von 5 Tagen (BSB₅) unter 40 mg/l zuverlässig garantieren. Bewährt haben sich z. B. Anlagen nach dem SBR- (Sequencing Batch Reactor) oder Festbettverfahren, Tropfkörper, Membranbelebungsreaktoren (MBR) sowie naturnahe Reinigungsverfahren wie Pflanzenkläranlagen oder Abwasserteiche.

Siehe auch

• Siedlungswasserwirtschaft in Deutschland
• Neuartige Sanitärsysteme

Literatur

• Thomas Kluge, Jens Libbe (Hrsg.): Transformation netzgebundener Infrastruktur. Strategien für Kommunen am Beispiel Wasser. (=Difu-Beiträge zur Stadtforschung, Band 45). Difu, Deutsches Institut für Urbanistik, Berlin 2006, ISBN 3-88118-411-2.
• Jens Libbe, Ulrich Scheele: Räumliche Aspekte von Qualitäts- und Versorgungsstandards in der deutschen Wasserwirtschaft. In: Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (Hrsg.): Infrastruktur und Daseinsvorsorge in der Fläche. Informationen zur Raumentwicklung. 1/2 2008, ISSN 0303-2493, S. 101–112.
• Theo Mann: Die Entwicklung der Abwassertechnik und der Wasserreinhaltung. In: Chemie in unserer Zeit. 1991, 25, S. 87–95, doi:10.1002/ciuz.19910250205.
• Dieter Weismann, Theodor Gutzeit: Kommunale Abwasserpumpwerke. 2. Auflage. Vulkan, Essen, ISBN 3-8027-2843-2.
• Dieter Weismann, Manfred Lohse (Hrsg.): Sulfid-Praxishandbuch der Abwassertechnik; Geruch, Gefahr, Korrosion verhindern und Kosten beherrschen! Vulkan, Essen 2007, ISBN 978-3-8027-2845-7.
• Diana Hummel, Alexandra Lux: Die Rechnung geht nicht auf: Weniger Menschen = niedriger Wasserverbrauch. Rückgang der Bevölkerung fordert Planer von Versorgungssystemen heraus. In: Forschung Frankfurt. 24 (1) (2006), ISSN 0175-0992, S. 60–63.
• Hans-Jürgen Leist: Wasserversorgung in Deutschland - Kritik und Lösungsansätze. (=Hochschulschriften zur Nachhaltigkeit, Band 35). oekom, München 2007, ISBN 978-3-86581-078-6. (zugleich Dissertation an der Universität Hannover 2007 unter dem Titel: Wasserressourcennutzung und Trinkwasserversorgung aus der Sicht eines integrierten Umweltschutzes)
• Becker Büttner Held (Hrsg.): DWA-Themenband Abwasserentsorgung und Energierecht. 2. Auflage. DWA, 2010, ISBN 978-3-941897-40-3.

Weblinks/Quellen

 Wiktionary: Abwasser – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Das deutsche Abwasserabgabengesetz
• DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.
• ÖWAV Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband
• VSA Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute
• Webseite des Forschungsverbundes netWORKS
• Interessengemeinschaft Dezentrale Abwasser-Behandlung (IDA)
• Abwasser mit Pumpwerken in Druckleitungen transportieren
• VKU Verband kommunaler Unternehmen e. V.
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