Kommunales Abwasser
Als kommunales Abwasser bezeichnet man sämtliche Abwässer, die innerhalb von Gebäuden anfallen, welche an ein öffentliches Kanalnetz angeschlossen sind. Dazu zählen häusliche Abwässer aus Wohnungen, Büros, Hotels und Schulen ebenso wie bestimmte industrielle Abwässer sowie eingedrungenes Regen- und Fremdwasser. Je nach Rahmenbedingungen erfolgt die Behandlung entweder in dezentralen Anlagen oder in größeren, zentralen Klärwerken.
Was ist kommunales Abwasser und warum ist seine sachgerechte Behandlung so wichtig?
Die Behandlung kommunaler Abwässer umfasst die Sammlung, den Transport, die Behandlung sowie die sichere Einleitung oder Wiederverwendung des gereinigten Wassers. Ziel ist der Schutz von Mensch und Umwelt.
Typischerweise gliedert sich die Abwasserbehandlung in vier Stufen:
Mechanische Vorbehandlung – Entfernung grober Bestandteile und Fremdkörper
Primärbehandlung – Absetzen oder Aufschwimmen fester Stoffe
Sekundärbehandlung – Biologischer Abbau organischer Substanzen
Tertiärbehandlung – Weitergehende Entfernung von Nährstoffen, Krankheitserregern und verbleibenden Schadstoffen
Eine ordnungsgemäße Abwasserbehandlung verhindert Umweltverschmutzung, reduziert Gesundheitsrisiken, unterstützt wirtschaftliche Entwicklung und stärkt die Wasserverfügbarkeit sowie die Resilienz gegenüber klimatischen Veränderungen.
Die physikalische, chemische und biologische Zusammensetzung von Abwasser
Kommunales Abwasser weist eine Vielzahl physikalischer, chemischer und biologischer Bestandteile auf, die maßgeblich das Anlagendesign und mögliche Wiederverwendungsoptionen beeinflussen.
Physikalische Zusammensetzung
Farbe: Reicht von grau-braun bis schwarz und liefert Hinweise auf den Verschmutzungsgrad und den Behandlungsbedarf.
Geruch: Muffig bis faulig, häufig verursacht durch Gase aus Zersetzungsprozessen (Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Methan).
Temperatur: Beeinflusst biologische Prozesse sowie Löslichkeit und Flüchtigkeit von Stoffen.
Trübung: Verursacht durch Schwebstoffe – wirkt sich auf Lichtdurchdringung, Sauerstoffeintrag und Desinfektion aus.
Gesamtfeststoffe: Summe aus gelösten und ungelösten Stoffen – Indikator für Abwasserstärke und Schlammaufkommen.
| Parameter | Einheit | Typischer Bereich |
|---|---|---|
| Farbe | – | Grau bis schwarz |
| Geruch | – | Muffig bis schwefelig |
| Temperatur | °C | 10–40 |
| Trübung | NTU | 100–1000 |
| Gesamtfeststoffe | mg/L | 500–1500 |
Chemische Zusammensetzung
pH-Wert: Beeinflusst Löslichkeit, Korrosions- oder Inkrustationsneigung sowie die Leistungsfähigkeit biologischer Prozesse (typisch 6–9).
Gelöster Sauerstoff: Hinweis auf organische Belastung und Voraussetzung für aerobe Verfahren.
Sauerstoffbedarf: BSB (biologisch) und CSB (chemisch) quantifizieren die oxidierbare Belastung.
Nährstoffe: Stickstoff und Phosphor können ohne ausreichende Entfernung zur Eutrophierung führen.
Toxische Substanzen: Metalle, Pestizide, Lösungsmittel oder Arzneimittelrückstände können biologische Prozesse hemmen und die Wiederverwendung einschränken.
| Parameter | Einheit | Typischer Bereich |
|---|---|---|
| pH-Wert | – | 6–9 |
| Gelöster Sauerstoff (DO) | mg/L | 0–8 |
| Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) | mg/L | 100–400 |
| Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) | mg/L | 200–800 |
| Gesamtstickstoff | mg/L | 20–80 |
| Gesamtphosphor | mg/L | 5–15 |
| Schwermetalle | µg/L | Variiert je nach Metall und Quelle |
| Pestizide | µg/L | Variiert je nach Wirkstoff und Quelle |
| Arzneimittelrückstände | µg/L | Variiert je nach Substanz und Quelle |
Biologische Zusammensetzung
Pathogene: Bakterien, Viren und Parasiten erfordern eine wirksame Behandlung und Desinfektion.
Indikatororganismen: z. B. Koliforme oder E. coli zur Überprüfung der hygienischen Qualität.
Nützliche Mikroorganismen: Treiben biologische Reinigungsprozesse an und können zur Erzeugung von Biogas oder Klärschlamm beitragen.
| Parameter | Einheit | Typischer Bereich |
|---|---|---|
| Gesamtkoliforme | MPN/100 mL | 10⁶–10⁸ |
| E. coli | MPN/100 mL | 10⁵–10⁷ |
| Enterokokken | MPN/100 mL | 10⁴–10⁶ |
| Helmintheneier | Eier/L | 1–100 |
| Protozoenzysten | Zysten/L | 10–1000 |
Abwasseranfall pro Person nach Ländern
Weltweit unterscheiden sich Abwassermengen und -behandlung erheblich. Eine Analyse von UN-Water aus dem Jahr 2015 zeigte, dass nur ein Teil der anfallenden Abwassermengen tatsächlich behandelt wurde, mit großen regionalen Unterschieden. Bis 2020 galten schätzungsweise 56 % der häuslichen Abwässer als sicher behandelt. Die OECD veröffentlicht zudem regionale Schätzungen zu Abwasseraufkommen und -einleitungen.
| Region | Insgesamt erzeugt (Mio. m³/Jahr) | Insgesamt eingeleitet (Mio. m³/Jahr) | Landwirtschaftlich eingeleitet (Mio. m³/Jahr) | Industriell eingeleitet (Mio. m³/Jahr) | Kommunal/urban eingeleitet (Mio. m³/Jahr) |
|---|---|---|---|---|---|
| Afrika | 85.811 | 85.811 | 68.649 | 1.162 | 16.000 |
| Asien | 359.432 | 359.432 | 288.346 | 9.086 | 62.000 |
| Europa | 66.688 | 66.688 | 53.350 | 2.338 | 11.000 |
| Nordamerika | 66.688 | 66.688 | 53.350 | 2.338 | 11.000 |
| Ozeanien | 8.511 | 8.511 | 6.809 | 171 | 1.531 |
| Welt | 587.130 | 587.130 | 470.504 | 15.095 | 101.531 |
Regionale Unterschiede
Der Pro-Kopf-Abwasseranfall spiegelt Wasserverbrauch, Industrialisierungsgrad, Urbanisierung, Landwirtschaft und Klima wider.
| Land | Abwasseranfall pro Person (m³/Jahr) |
|---|---|
| Monaco | 1.124 |
| Vereinigte Staaten | 231 |
| Dänemark | 60 |
| Costa Rica | 41 |
| Frankreich | 22 |
Sehr hoher Wasserverbrauch (z. B. in Tourismusregionen) erhöht die Pro-Kopf-Werte.
Stark industrialisierte und urbanisierte Volkswirtschaften erzeugen größere Abwassermengen.
Wassersparmaßnahmen senken den Anfall und fördern die Wiederverwendung.
Klima und Saisonalität beeinflussen Menge und Zusammensetzung, etwa durch Regenwassereinträge.
Wie unterscheidet sich kommunales Abwasser von Industrieabwasser und Regenwasserabfluss?
Kommunales Abwasser aus Haushalten, Gewerbe und öffentlichen Einrichtungen weist in der Regel gleichmäßigere Mengenströme mit hohem Anteil an organischen Stoffen und Nährstoffen auf. Industrieabwasser variiert stark je nach Branche und kann spezielle oder gefährliche Inhaltsstoffe enthalten. Regenwasserabfluss transportiert diffuse Schadstoffe, die durch Niederschläge oder Schneeschmelze mobilisiert werden, und tritt häufig in kurzen, sehr hohen Spitzen auf. Entsprechend unterscheiden sich Behandlungs- und Managementstrategien deutlich.
Quellen und Arten kommunaler Abwässer
Die verschiedenen Abwasserarten
Schwarzwasser: Fäkalien und hochbelastete Küchenabwässer; erfordern intensive Behandlung.
Grauwasser: Fäkalienfreie Abwässer aus Duschen, Bädern und Waschmaschinen; geringere Belastung, begrenzte Wiederverwendung nach Aufbereitung möglich.
Gelbwasser: Getrennt erfasster Urin mit hohem Stickstoff- und Phosphorgehalt; als Dünger rückgewinnbar.
Häufige Quellen
Häusliche Abwässer aus Wohngebäuden sowie öffentlichen und gewerblichen Einrichtungen
Industrielle Einleitungen in kommunale Kanäle
Landwirtschaftliche Einträge (z. B. aus Tierhaltung oder Bewässerung, je nach Region)
Regenwasser, das in Misch- oder undichte Systeme eindringt
Regionale und saisonale Einflussfaktoren
Trockene Regionen setzen verstärkt auf Wiederverwendung für Bewässerung, Landschaftspflege oder Grundwasseranreicherung.
Kalte Regionen zeigen häufig erhöhte Salzgehalte durch Auftausalze.
Küstengebiete können erhöhte Chloridwerte infolge von Meerwassereintrag aufweisen.
Regenzeiten überlasten Kanäle und Kläranlagen, Trockenzeiten führen zu höheren Schadstoffkonzentrationen.
Der Wert kommunalen Abwassers als Ressource
Energie und Nährstoffe: Schlammfaulung erzeugt Biogas; Klärschlämme können Böden verbessern.
Unterstützung des Wasserkreislaufs: Hochwertig gereinigtes Abwasser kann Flüsse, Seen und Grundwasser speisen.
Wiederverwendung: Einsatz in Bewässerung, Industrie, Landschaftspflege, Toilettenspülung und – mit fortgeschrittener Aufbereitung – sogar zur Trinkwassernutzung.
Neue Schadstoffe im kommunalen Abwasser (z. B. PFAS)
Sogenannte „Emerging Pollutants“ wie Arzneimittelrückstände, Hormone, endokrine Disruptoren, industrielle Zusatzstoffe, Mikroperlen und Mikroplastik werden zunehmend nachgewiesen und sind häufig noch unzureichend reguliert. PFAS, seit den 1940er-Jahren weit verbreitet, sind besonders persistent und bioakkumulativ und geben Anlass zu erheblichen Gesundheits- und Umweltbedenken. Zur Entfernung kommen zunehmend fortschrittliche Oxidationsverfahren und spezialisierte Technologien zum Einsatz, etwa modulare Systeme zur PFAS-Oxidation in kommunalen Kläranlagen.
Zusammenfassung
Jede Kommune steht vor der Aufgabe, ihr Abwasser sicher und nachhaltig zu bewirtschaften. Modulare, dezentrale Systeme ermöglichen es, überlastete oder veraltete Anlagen rasch zu modernisieren und gezielt zentrale Parameter wie BSB, CSB, TSS, Stickstoff und Phosphor zu reduzieren. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben, zur Wiederverwendung von Wasser und zur langfristigen Resilienz der Wasserinfrastruktur.
