Gegen Mikroverunreinigungen: Schweiz rüstet 100 Kläranlagen technisch auf

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Kläranlage (Foto: VKU)

Bern, Schweiz — Rund 100 Kläranlagen in der ganzen Schweiz werden in den kommenden Jahren technisch aufgerüstet. Dank einer zusätzlichen Reinigungsstufe sollen sie künftig problematische Mikroverunreinigungen unschädlich machen. Dazu zählen unter anderem Rückstände von Medikamenten, Reinigungsmitteln und Pflegeprodukten.

In Kläranlagen ist nach der mechanischen und biologischen Reinigung sowie der Phosphatelimination und Sandfiltration die sogenannte Ozonung eine weitere Stufe der Abwasserreinigung. In Pilotanlagen ist die Ozonung zur Abwasserreinigungzwar bereits erfolgreich getestet worden, doch in Dübendorf kommt die Technologie nun erstmals in einer Schweizer Kläranlage im grossen Stil zur Anwendung. Die vom nahe gelegenen Wasserforschungsinstitut Eawag wissenschaftlich begleiteten Ergebnisse stossen weit über die Landesgrenzen hinaus auf Interesse. Seit die Anlage im März 2014 ihren Betrieb aufgenommen hat, empfängt der ARA-Geschäftsführer Max Schachtler regelmässig ausländische Besucherdelegationen.

„Die Auswertung unserer Analysen wird auch international als Basis für die Auslegung von Anlagen zur Elimination von Mikroverunreinigungen dienen“, sagt Max Schachtler. Mikroverunreinigungen sind ein Sammelbegriff für organische Spurenstoffe und Schwermetalle. Hierzulande fallen im täglichen Gebrauch über 30.000 solche Stoffe an – sie sind Bestandteile von unzähligen Produkten in Industrie und Gewerbe, im Haushalt sowie in der Landwirtschaft. Weil diese in herkömmlichen Kläranlagen kaum entfernt werden, gelangen mit dem gereinigten Abwasser  zum Beispiel Inhaltsstoffe von Medikamenten und Körperpflegeprodukten, aber auch von Reinigungs-, Pflanzenschutz- und Flammschutzmittelnin die Gewässer, wenn auch in sehr tiefen Konzentrationen.

Gezielte Nachrüstung

Daher hat das Parlament im März 2014 beschlossen, ausgewählte Kläranlagen in der Schweiz für die Elimination von Mikroverunreinigungen aufzurüsten. Die dazu erforderliche Technologie wird vom Bund nicht vorgeschrieben. Im Rahmen von Praxisversuchen erzielten sowohl die Ozonung als auch eine Behandlung des Abwassers mit Pulveraktivkohle gute Resultate. Um die für den Ausbau nötigen finanziellen Mittel möglichst effizient einzusetzen, sollen nur die wichtigsten sowie bestimmte Kläranlagen mittlerer Grösse ausgebaut werden. Dafür rechnet man in den kommenden 20 Jahren mit Kosten von total 1,2 Mrd. CHF (1  Mrd. €). Betroffen sind Abwasserreinigungsanlagen mit mehr als 80.000 angeschlossenen Einwohnern und solche, die das gereinigte Abwasser in besonders sensible Gewässer einleiten. Das sind zwar nur rund 100 von 700 öffentlichen Kläranlagen im Inland. Zusammen reinigen sie jedoch über die Hälfte des gesamten Abwassers. Finanziert wird der Ausbau hauptsächlich über eine bei allen ARAs erhobene Abwasserabgabe von 9 CHF pro Einwohner und Jahr.

Chemische Reaktionen

Was Ozonierung bewirkt,erklärt ARA-Geschäftsführer Max Schachtler: „Die Mikroverunreinigungen werden durch die Behandlung mit Ozon nicht etwa aus dem Abwasser entfernt, sondern durch einen Oxidationsprozess chemisch verändert und so unwirksam gemacht.“ Ozon stellt jedoch technische Herausforderungen beim Bau der Anlage: „Es gab in der Schweiz nur ein einziges Werk, das uns Beton in der geforderten Qualität liefern konnte. Ozon ist ein sehr aggressives Gas, und wir mussten alle möglichen Vorkehrungen treffen, damit es nicht etwa die Armierungseisen angreift und dadurch die Statik des Reaktors schwächt.“ Welche Vorsichtsmassnahmen beim Bau tatsächlich nötig sind, wird sich erst sagen lassen, wenn klar ist, wie der Beton längerfristig auf die Ozonbelastung reagiert. „Erfahrungswerte gibt es nur sehr wenige“, sagt Max Schachtler. „Wir müssen uns schrittweise an die Qualitätsanforderungen herantasten.“

Das gilt nicht nur für die Beschaffenheit der Baumaterialien. Noch ist auch unklar, wie lange das Abwasser dem Ozon überhaupt ausgesetzt sein muss, um die Mikroverunreinigungen unschädlich zu machen. Fürs Erste geht man bei trockenem Wetter von einer Verweilzeit von 34 Minuten aus. Diese Aufenthaltszeit hat nicht zuletzt finanzielle Konsequenzen, denn je kürzer die Ozonbehandlung sein muss, desto kleiner lässt sich der Reaktor dimensionieren. Dies ist ein wichtiger Kostenfaktor, kommt eine ARA-Aufrüstung doch schätzungsweise auf 5 bis 7 Mio. CHF (4,1 bis 5,8 Mio. €) zu stehen.

Neue Messtechnologie ist gefragt

Aber nicht nur für den Bau der Klärstufe zur Elimination von Spurenstoffen liefert die neue Anlage in Dübendorf wertvolle Erfahrungen, sondern ebenso für den Betrieb und die Qualitätskontrolle. So gilt es zum Beispiel, neue Messmethoden zu entwickeln. Noch werden die Wasserproben aus der Abwasserreinigungsanlage Neugut nämlich in einem externen Labor analysiert, und die Ergebnisse liegen frühestens nach zwei Wochen vor – nicht eben ein praxistaugliches System. Um zu wissen, wie gut die Ozonung tatsächlich funktioniert, braucht es Messgeräte, die vor Ort zeigen, ob sich das Ziel einer Reduktion der Mikroverunreinigungen um mindestens 80 Prozent erreichen lässt.

Doch was genau soll eigentlich gemessen werden? Im behandelten Abwasser nach Rückständen der 3.‘000 verbreiteten Spurenstoffe zu suchen, ist ein Ding der Unmöglichkeit. Die Lösung des Problems liegt darin, ausgewählte Substanzen zu finden, die stellvertretend für ganze Stoffgruppen stehen. Gegenwärtig erforschen die Wasserfachleute der Eawag, welche davon sich am besten für die Qualitätskontrolle eignen. „Aufgrund unserer Erfahrungen wird sich zeigen, welche 5 bis 12 Stoffe künftig in den aufgerüsteten Kläranlagen der ganzen Schweiz gemessen werden müssen“, sagt Max Schachtler.

Die technische Nachrüstung zur Elimination von Spurenstoffen ist übrigens schon in diversen anderen Abwasserreinigungsanlagen in Planung: 2015 geht in Herisau eine Pulveraktivkohle-Anlage in Betrieb, und auch weitere Ozonungsanlagen werden zurzeit projektiert.

Quelle: Bundesamt für Umwelt BAFU