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Demonstrationsvorhaben Ozonung des Abwassers auf der Kläranlage Aachen-Soers

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Die Staaten der Europäischen Union haben sich mit der EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) verpflichtet, einen guten ökologischen Zustand der Gewässer in Europa anzustreben.

Eine wesentliche Voraussetzung für einen guten ökologischen Gewässerzustand ist Schaffung der Möglichkeit zur Wiederansiedlung von gewässertypenspezifischen Lebewesen durch die Wiederherstellung natürlicher Wasserläufe. Weiterhin sind hydraulische Belastungen zu vermindern, die vor allem aus den Niederschlagswasserabflüssen von befestigten Flächen resultieren und oftmals konzentriert an wenigen Stellen einem Gewässer zugeführt werden.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt sind die Einleitungen von Abwasser aus Kläranlagen. In den letzten Jahren konnten erhebliche Erfolge bei der Reinigung unserer Abwässer erzielt werden. Dennoch werden viele Substanzen nicht vollständig eliminiert. Einige Stoffe stehen im Verdacht, auch schon in geringsten Konzentrationen eine negative Wirkung auf die Biozönose zu haben, so z. B. scheinen hormonell wirksame Stoffe dazu beizutragen, dass Fischpopulationen verweiblichen.

Immer wieder wird in der Presse über Pestizide, Industriechemikalien und Medikamentenrückstände im Wasser berichtet. Durch ständige Verbesserungen der chemischen Nachweisverfahren lassen sich mittlerweile Stoffe in geringsten Konzentrationen in nahezu allen Gewässern nachweisen. Wie diese Stoffe im Einzelnen, auch in geringsten Konzentrationen, wirken, ist Gegenstand aktueller Forschung. Ist schon die einzelstoffbezogene, labortechnische Wirkbetrachtung aufwändig, so sind die Untersuchungen mit realen Wässern und die Findung eines kausalen Zusammenhangs zwischen einzelnen Stoffen in Stoffgemischen und deren Wirkung eine Herausforderung.

Die meisten organischen Stoffe werden durch den Menschen in die Umwelt eingetragen, sei es durch das Ausbringen auf Feldern, Abgase, Reifen-/Bremsbelagabrieb, oder in den Haushalten verwendete Reinigungsmittel und Medikamente.

Somit beschäftigt die Elimination organischer Restverschmutzungen aus kommunalem Abwasser in den letzten Jahren vermehrt die Wasserwirtschaft. Sah die EU-WRRL bislang eine Begrenzung einzelner Substanzen vor, die im Wesentlichen durch andere Stoffe substituiert werden konnten bzw. im großen Konsens als prioritär gefährlich eingestuft wurden (z. B. Dioxine), so werden zunehmend Stoffe als schädlich für einen guten Zustand der Gewässer diskutiert, die nicht einfach verboten werden können, wie z. B. Medikamentenwirkstoffe (z. B. Antibiotika oder Schmerzmittel wie Diclofenac).

Um diese Stoffe aus den Gewässern fernzuhalten, wurden in den letzten Jahren vor allem in der Schweiz, Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen verschiedene Eliminationsverfahren erprobt. Als geeignet für die Eliminierung bestimmter Stoffe hat sich bislang die Behandlung des konventionell gereinigten Abwassers mit pulverisierter Aktivkohle, die Filtration über granulierte Aktivkohle und die Ozonung gezeigt. Weitere Verfahren befinden sich noch in frühen Entwicklungsstadien.

Allen Verfahren gemein ist, dass sie keine vollständige Eliminierung gewährleisten können, relativ teuer sind und erhebliche Primärenergieverbräuche verursachen und somit im Konflikt zur Treibhausgasverminderung stehen.

Der Wasserverband Eifel-Rur (WVER) hat das Ziel, in Form einer Demonstrationsanlage das Verfahren der Ozonung im Hinblick auf die Gewässerbeeinflussung zu evaluieren. Es soll untersucht werden, inwiefern eine weitergehende Reduzierung anthropogener Restverschmutzungen, die über Kläranlagenabläufe eingetragen werden, die Vulnerabilität der Gewässerbiozönose reduziert bzw. die Gewässerqualität signifikant soweit verbessert, dass ein guter ökologischer Zustand im Gewässer erreicht werden kann.

Hierzu wird an einem stark von Abwasser geprägten Gewässer ein Monitoring der Biozönose, der chemischen Belastung des Gewässers oberhalb und unterhalb einer Kläranlage mit Spurenstoffen und die Schädlichkeit des Gewässers auf Ein- und Mehrzeller mit Biotests durchgeführt. Diese Untersuchungen erfolgen vor und nach der Inbetriebnahme der Demonstrationsanlage zur Ozonung.

Hierbei soll eine Aussage getroffen werden, ob sich mit der Eliminierung von Spurenstoffen in Kläranlagenabläufen der Gewässerzustand signifikant verbessert und nicht andere Einflüsse aus der Landwirtschaft, hydraulische Belastungen, Niederschlagswassereinleitungen oder Mischwasserabschläge für das Gewässer und seine Biozönose prägender sind und die aufwändig betriebene Eliminierung für das Gewässer folgenlos bleibt.

Ein weiteres Ziel ist es, das Verfahren der Ozonung mit den Erkenntnissen aus bereits errichteten Versuchsanlagen für die Anwendung auf kommunalen Kläranlagen weiter zu optimieren und einen Beitrag für die Bemessung solcher Anlagen leisten zu können. Anhand des Betriebs der großtechnischen Demonstrationsanlage wird darüber hinaus ein Handbuch entwickelt.

Standort der Demonstrationsanlage zur Ozonung des Abwassers und der begleitenden Forschung wird die Abwasserreinigungsanlage Aachen-Soers sein, der das Gewässer Wurm als Vorflut dient. Die vom WVER betriebene Kläranlage trägt mit ihrer Einleitung bis zu rund 70 % der Wasserführung der Wurm bei. Die organische Restverschmutzung könnte durch den Einsatz einer Abwasserozonung verringert und so die Gewässerqualität der Wurm dem Ziel der EU-WRRL, ein guter ökologischer Zustand, näher kommen.

Das Demonstrationsvorhaben wird vom Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Naturschutz und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.