Abwasserreinigungsanlagen rüsten auf

12 Feb 2020
Das im Januar 2016 revidierte Grundwasserschutzgesetz hat auch die Qualitätssicherung der Trinkwasserressourcen zum Ziel Das im Januar 2016 revidierte Grundwasserschutzgesetz hat auch die Qualitätssicherung der Trinkwasserressourcen zum Ziel

Aus den Augen aus dem Sinn? Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser können wieder in den Nahrungskreislauf gelangen.

In der Schweiz sorgen rund 800 Kläranlagen und 40 000 km öffentliche Kanalisation für den reibungslosen Transport und die Wiederaufbereitung unseres Abwassers. Doch die bisherigen Reinigungsstufen der Abwasseranlagen reichen nicht aus, um auch Mikroverunreinigungen wie Arzneimittelrückstände, Röntgenkontrastmittel, Pestizidrückstände oder andere künstliche Substanzen aus dem Wasser zu filtern. Die Anlagen eliminieren Fäkalien und organische Substanzen wie Ammoniumstickstoff und Phosphor. Phosphate werden in der letzten Reinigungsstufe von Sandfiltern zurückgehalten. Die Sandkörner können jedoch Rückstande von Medikamenten und Pestiziden nicht aufhalten. So gelangen diese in Bäche, Flüsse und Seen.

Die Qualität des Grundwassers

Die Qualität des gereinigten Abwassers entscheidet über die Qualität des Trinkwassers. Die wichtigste Trinkwasserressource in der Schweiz ist das Grundwasser. Doch der Siedlungsraum schränkt dessen Nutzbarkeit ein. Vor allem wo abwasserbelastete Fliessgewässer ins Grundwasser infiltrieren, können Mikroverunreinigungen nachgewiesen werden. Diese Stoffe treten zwar in  geringen Mengen auf, jedoch sind die Auswirkungen der Stoffkombinationen auf den Menschen unerforscht. Bei Tieren wurden bereits Anomalien festgestellt. Die bei Süsswasserkrebsen beobachteten Missbildungen können auf ein bestimmtes Krebsmittel (Tamoxifen) zurückgeführt werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Rückstände sehr langlebig sind. Neben den Auswirkungen auf die Wasserlebewesen können die Rückstände über die Nahrungskette auch in den menschlichen Körper gelangen.
Die nationale Grundwasserbeobachtung (NAQUA) mit über 600 Messstellen liefert ein repräsentatives Bild über den Zustand und die Entwicklung der Grundwasserressourcen. Seit 2016 sind laut NAQUA-Bericht eine nachhaltige Beeinträchtigung des Grundwassers durch Nitrat und andere Pflanzenschutzmittel aus der Landwirtschaft zu verzeichnen. Des Weiteren sind künstliche und langlebige Substanzen aus Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft nachweisbar. Diese Messergebnisse treten vor allem im dicht besiedelten und intensiv landwirtschaftlich genutzten Mittelland auf. Bis 2040 soll laut BAFU 70% des kommunalen Abwassers in ausgewählten Kläranlagen mit Aktivkohle behandelt werden. Durch die zunehmende Aufrüstung der Kläranlagen wird eine Verbesserung der Trinkwasserqualität an flussnahen Messstellen erwartet.

Die 4. Reinigungsstufe: Aktivkohle

Die kommunalen Abwasserreinigungsanlagen sind neben der Landwirtschaft der wichtigste Einflussfaktor von Mikroverunreinigung im Grundwasser.  Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) hat in der Untersuchung „Strategie Micropoll“ herausgefunden, dass Mikroverunreinigungen durch technische Massnahmen wesentlich reduziert werden können. Mit der Zugabe von Aktivkohle kann eine signifikante Verbesserung der Abwasserqualität erreicht werden. Eine grosse Bandbreite von organischen Stoffen und synthetischen Verbindungen werden dadurch eliminiert.
Die Aktivkohle wird aus unterschiedlichen Materialen wie Braun- und Steinkohle oder Kokosnussschalen hergestellt und in Pulver- oder Granulatform verwendet. Die hohe spezifische Oberfläche der Aktivkohle wird genutzt, um die die organischen Stoffe zu adsorbieren. Das zu behandelnde Wasser wird eine gewisse Zeit mit dem Aktivkohleprodukt in Kontakt gebracht. Die Schadstoffe haben genügend Zeit, in die Poren der Aktivkohle einzudringen und sich an der Oberfläche zu binden. Danach muss die beigefügte Aktivkohle möglichst vollständig vom gereinigten Abwasser getrennt werden. Hier gibt es verschiedene Abtrennverfahren wie z.B. Sand- oder Tuchfilter oder das sogenannte Membranverfahren. Bei der Trinkwasseraufbereitung kann mit Hilfe der Membranfiltration 100 Prozent der Aktivkohleausscheidung entfernt werden. Diese Desinfektion des Trinkwassers wird somit ohne den Einsatz von Chlor erreicht.

Pilze als Alternative

Da Frischkohle einen hohen Primärenergieverbrauch und Treibhausgase verursacht, wird auch an Biofiltersystemen auf der Basis von Pilzenzymen geforscht. Bei dem an der TU Dresden entwickeltem Verfahren wird die ringförmige Struktur der Verbindungen durch einen Enzymcocktail der Ständerpilze (Basidiomyceten) aufgespalten. Die Enzyme der Pilze wirken wie chemische Scheren. Die Ringstruktur wird zerschnitten und kann dann weiter biologisch abgebaut werden. So können schon 15 Substanzen auf natürlichem Weg aus dem Wasser entfernt werden. Darunter auch ein Anti-Epileptikum, für das es bisher keine praktikable Lösung gab.

Aus der Familie der Ständerpilze werden  die zur Abwasserreinigung verwendeten Enzyme gewonnen Nature-Pix, pixabay

Aus der Familie der Ständerpilze werden die zur Abwasserreinigung verwendeten Enzyme gewonnen                         Nature-Pix, pixabay

Auch wenn immer mehr Abwasserreinigungsanlagen mit Hilfe der zusätzlichen Reinigungsstufe und dem Einsatz von Aktivkohle die meisten Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser herausfiltern können, ist es dennoch am besten, diese Verunreinigungen gar nicht erst in die Umwelt zu bringen. Das bedeutet, möglichst natürliche und biologisch abbaubare Produkte zu verwenden. Falls es nicht anders möglich ist, sollten synthetische Produkte äusserst sparsam verwendet werden.

 

Quellen und weitere Informationen:
Micropoll: Verfahrenstechnik Mikroverunreinigung
BAFU: Wasserqualität der Fliessgewässer
BAFU: Zustand und Entwicklung des Grundwassers in der Schweiz
Pilze filtern Medikamente aus Abwasser

 

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