Aktuelle Herausforderungen in der Abwasserreinigung

Klimaneutrale Kläranlagen bis 2045

Kläranlagen gehören zu den größten Energieverbrauchern im öffentlichen Bereich. Sie benötigen jedes Jahr mehrere tausend Gigawattstunden Strom. Dies führt zu hohen Kosten und zu einem erheblichen Ausstoß von CO₂.

Zwar wurde der Energieverbrauch in den vergangenen Jahren bereits spürbar gesenkt. Dennoch steht die Abwasserwirtschaft vor einer großen Aufgabe: Bis spätestens 2045 müssen sämtliche Kläranlagen klimaneutral arbeiten. Denn die am 1. Januar 2025 in Kraft getretene EU-Kommunalabwasserrichtlinie (Richtlinie [EU] 2024/3019) sieht unter anderem vor, dass deren Strom bis spätestens Ende 2045 zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien stammen muss. Dies erfordert sowohl einen Ausbau klimaneutraler Energiequellen als auch eine weitere Reduzierung des Stromverbrauchs von Kläranlagen.

Belastungen durch extreme Wetterereignisse

Starkregen und Trockenzeiten treten immer häufiger auf und bringen viele Abwassersysteme an ihre Grenzen. Bei heftigem Regen kann es zu Überflutungen kommen. In solchen Situationen gelangt oft ungeklärtes Abwasser in Flüsse oder Seen. Umgekehrt führen lange Trockenphasen dazu, dass in den Gewässern mehr Schadstoffe bleiben, weil weniger Wasser zum Verdünnen vorhanden ist.

Viele Kanalnetze und Kläranlagen sind auf solche Wetterereignisse nicht vorbereitet. Die Folgen sind hohe Kosten, ein gestörter Anlagenbetrieb und gesundheitliche Risiken durch verschmutztes Wasser. Dies betrifft nicht nur Ereignisse wie Starkregen, sondern auch langanhaltende Trockenperioden. In solchen Phasen muss sichergestellt sein, dass Mischwassersysteme genug Wasser führen, um Regen und Abwasser zuverlässig abzuleiten.

Dazu zählen Rückhaltebecken mit erhöhtem Speichervolumen, die Entkopplung von Regen- und Schmutzwasser, vorausschauende Netzberechnungen und moderne Steuerungstechnik. Digitale Wehranlagen können etwa automatisch auf Regenereignisse reagieren. Es braucht ein System, das nicht nur bei durchschnittlichem Wetter funktioniert, sondern auch mit Starkregen und Trockenphasen umgehen kann. Die Klimaanpassung stellt eine Daueraufgabe mit technischen, organisatorischen und finanziellen Herausforderungen dar.

Vierte Reinigungsstufe gegen Mikroschadstoffe

Mikroplastik und Arzneimittelrückstände gelangen weiterhin in Flüsse, Seen und Grundwasser. Untersuchungen zeigen, dass Rückstände von Schmerzmitteln, Antibiotika und hormonellen Wirkstoffen im Wasserkreislauf Jahr für Jahr zunehmen. Auch Mikroplastikpartikel werden in vielen Kläranlagen nicht zuverlässig entfernt. Die herkömmlichen drei Reinigungsstufen reichen dafür meist nicht aus.

Die neue EU-Kommunalabwasserrichtlinie greift dieses Problem auf: Sie fordert einen schrittweise erfolgenden Ausbau größerer Kläranlagen um eine vierte Reinigungsstufe. Damit sollen Mikroschadstoffe künftig besser aus dem Abwasser entfernt werden. Bis 2045 soll dieses zusätzliche Verfahren flächendeckend eingeführt werden. Vorrang haben Anlagen mit mehr als 150.000 Einwohnerwerten. Auch Kläranlagen ab 10.000 Einwohnerwerten sind betroffen, wenn sie in empfindliche Gewässer einleiten. Finanziert werden soll der Umbau größtenteils über eine erweiterte Herstellerverantwortung: Produzenten von Arznei- und Kosmetikprodukten sollen mindestens 80 Prozent der Kosten übernehmen. Für die Kommunen bleibt der Aufwand bei Planung und Umsetzung dennoch hoch.

Weitere Reduktion von Stickstoff und Phosphor

Neben Mikroschadstoffen sorgen auch klassische Nährstoffe weiterhin für Probleme bei der Abwasserreinigung. Besonders Stickstoff und Phosphor gelangen in zu großen Mengen in die Gewässer. Etwa die Hälfte der Phosphorfracht stammt aus der Landwirtschaft, die andere Hälfte aus städtischen Quellen wie Kläranlagen und Regenüberläufen. Obwohl die Werte seit den 1990er-Jahren deutlich gesunken sind, werden an mehr als der Hälfte aller Messstellen in deutschen Flüssen noch immer zu hohe Phosphorwerte gemessen.

Ein ähnliches Bild zeigt sich bei der Stickstoffbelastung. Zwar ist die Stickstoffkonzentration in Flüssen und Bächen auf einem historisch niedrigen Stand. An über 80 Prozent der 250 Messstellen wird der Zielwert seit 2011 eingehalten. Doch in vielen Gewässern liegen die Werte weiterhin über dem gewünschten Niveau. Dies führt zu einer spürbaren Beeinträchtigung der Wasserqualität.

Um die Zielwerte für Stickstoff und Phosphor zu erreichen, müssen Kläranlagen ihre Reinigung weiter verbessern. Dazu gehören moderne biologische Verfahren, eine genauere Dosierung von Fällmitteln und der Einsatz digitaler Messtechnik. Auch die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm und der Ausbau von Rückhaltebecken gewinnen an Bedeutung.

EU-Vorgaben verschärfen den Handlungsdruck

Die im Januar 2025 in Kraft getretene EU-Kommunalabwasserrichtlinie (EU 2024/3019) verschärft die Anforderungen an die Abwasserreinigung deutlich. Die Vorgaben betreffen nicht nur technische Details. Sie markieren vielmehr eine grundlegende Transformation für die gesamte kommunale Abwasserwirtschaft. Künftig müssen Energieeinsparung, Klimaanpassung, der Umgang mit Mikroschadstoffen und die Einhaltung von Nährstoffgrenzwerten verbindlich umgesetzt werden.

Zusätzlich bleiben nationale Vorgaben bestehen. Dazu zählen die Oberflächengewässerverordnung und die Pflicht zur Phosphorrückgewinnung ab 2029. Auf die Betreiber kommen damit mehrere Aufgaben gleichzeitig zu. Dies bedarf einer vorausschauenden Planung und hoher Investitionen.

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