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Nereda®-Verfahren auf der Kläranlage Altena

Der Ruhrverband betreibt für seine Mitglieder über 60 Kläranlagen in Nordrhein-Westfalen und reinigt dort die Abwässer von mehr als zwei Millionen Menschen und zahlreichen Gewerbebetrieben. Die Kläranlage im sauerländischen Altena wurde 1984 mit einer Ausbaugröße von 52.000 Einwohnerwerten (EW) in Betrieb genommen. Die biologische Reinigung erfolgt derzeit nach dem Belebungsverfahren. Im Faulbehälter wird der Schlamm anaerob stabilisiert, dann maschinell entwässert und anschließend einer thermischen Verwertung zugeführt. Der Kläranlagenstandort soll umfassend saniert und an die seit den 1980er Jahren deutlich gesunkene Einwohnerzahl angepasst werden (zukünftige Ausbaugröße 20.000 EW). Ein Ziel der Umbaumaßnahmen ist es, die Anlage künftig ohne eigene Schlammbehandlung als so genannte Satellitenanlage, also von einer benachbarten Kläranlage aus, zu betreiben. Die geringe Flächenverfügbarkeit und die eingeschränkte Zugänglichkeit des Geländes für schweres Baugerät stellten wesentliche Herausforderungen für die Neuplanung dar. Auf Basis der Ergebnisse einer umfangreichen Machbarkeitsstudie wurde vom Ruhrverband die Umsetzung des Nereda ® -Verfahren als die vorteilhafteste Lösung für die Erneuerung der biologischen Reinigungsstufe ausgewählt. Das Nereda ® -Verfahren ist ein neuartiges biologisches Abwasserreinigungsverfahren, in dem die Bakterien durch eine spezielle Reaktorgestaltung und gezielte Betriebsführung anstelle von Flocken kompakte „Granulen“ ausbilden. In diesen Granulen laufen die verschiedenen biologischen Prozesse der Abwasserbehandlung in den inneren anaeroben Bereichen und den äußeren aeroben Bereichen gleichzeitig ab. Das Verfahren basiert auf einem modifizierten Sequencing Batch Reactor (SBR)-Betrieb, bei dem Beschickungs- und Ablaufphase, Reaktionsphase und Sedimentationsphase zyklisch aufeinander folgen. Überschüssiger Schlamm wird regelmäßig abgezogen und zur Weiterbehandlung auf eine benachbarte Kläranlage verbracht. Im Vergleich zu konventionellen biologischen Reinigungsverfahren nach dem Stand der Technik ergeben sich beim Nereda ® -Verfahren deutliche betriebliche und wirtschaftliche Vorteile durch den geringeren Flächenbedarf, eine hohe Robustheit des Verfahrens sowie geringere Betriebskosten und verminderten Wartungsbedarf. Eine moderne Mess-, Steuer- und Regeltechnik mit Online-Überwachung und Fernzugriff ist Bestandteil des Verfahrens. Mit der neuen Anlage und dem neuen Verfahren soll eine weitestgehend biologische Phosphorelemination erfolgen. So kann im Vergleich zum Ist-Zustand eine Einsparung von Fällmitteln für die chemische Phosphatfällung um voraussichtlich etwa 75 Prozent realisiert werden. Insgesamt wird mit der neuen Technologie eine deutliche Verbesserung der Ablaufwerte erwartet. Zusätzlich wird im Vergleich zum Ist-Zustand für die Kläranlage in Altena mit dem Nereda®-Verfahren eine Verringerung des Energiebedarfs um mindestens 30 Prozent erwartet. Insgesamt ergeben sich Einsparungen von 130 Tonnen CO 2 pro Jahr bzw. 7,6 Kilogramm CO 2 pro EW und Jahr. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Ruhrverband Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: seit 2019 Status: Laufend

Ressourcenschonung in der kommunalen Abwasserreinigung unter dem Aspekt der Nährstoffrückgewinnung von Phosphor und Stickstoff und der Energieoptimierung

Ziel des Vorhabens ist es, ein gesamtheitliches Konzept zur Nährstoffrückgewinnung und Energieoptimierung auf der Kläranlage Felsalbe umzusetzen. Diese ist ausgelegt für 36.500 Einwohnerwerte (EW) und verfügt über eine zentrale Schlammbehandlungsanlage. Die technische Innovation des neuen Pilotprojektes besteht in der Kombination von Thermodruckhydrolyse im Teilstromverfahren und zwischengeschalteter Hochlastfaulung mit anschließender Fällung von Magnesiumammoniumphosphat. Es sollen jährlich 9.000 Kubikmeter Sekundärschlamm mit dem Ziel behandelt werden, 250 Tonnen Magnesiumammoniumphosphat aus dem Faulschlamm zurückzugewinnen. Magnesiumammoniumphosphat kann wegen seiner guten Pflanzenver- fügbarkeit direkt als Düngemittel eingesetzt werden. Zusätzlich ist geplant, aus einem Teil der im Schlamm enthaltenen Stickstofffracht Flüssigdünger in Form von Ammoniumsulfat (ca. 30 Tonnen pro Jahr) zu gewinnen, um so die anlageninterne Rückbe- lastung mit Ammonium zu verringern. Mit dem Vorhaben können mehr als 60 Prozent Phosphor zurückgewonnen werden. Die Gasausbeute soll sich um 15 Prozent und die Eigenenergieerzeugung von 10 auf 16 Kilowattstunden pro EW steigern. Der Energieverbrauch kann von 18 auf 16 Kilowattstunden pro EW gesenkt werden. Die damit verbundene Verringerung des CO 2 -Ausstoßes beträgt rund 75 Tonnen pro Jahr. Die Reduktion des Klärschlamms beträgt bis zu 15 Prozent, die Einsparung an Fällmittel bis zu 60 Prozent und von Polymer bis zu 50 Prozent. Branche: Öffentliche Verwaltung, Erziehung, Gesundheitswesen, Erholung Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Stadt Pirmasens Bundesland: Rheinland-Pfalz Laufzeit: seit 2016 Status: Laufend

Einleiten von geklärtem Abwasser aus der Kläranlage Oberstaufen in die Weißach

Der Markt Oberstaufen betreibt im Ort Oberstaufen sei 1986 eine Kläranlage mit einer Ausbaugröße von ursprünglich 18.750 EW BSB60. Die ursprüngliche Tropfkörperanlage wurde im Jahr 2000 mit einer vorgeschalteten Belebtschlammstufe mit dem Ziel einer Denitrifikation und eines Kohlenstoffvorabbaus ertüchtigt. Der Überschuss-schlamm wird einem Faulbehälter anaerob stabilisiert, anschließend entwässert und abtransportiert. Die P-Elimination erfolgt über die Zugabe von Fällmittel. An die Kläranlage sind außer dem Hauptort Oberstaufen noch weitere Ortsteile und Gemeinde angeschlossen. Diese umfassen Vorderreute, Hinterreute, Zell, Buflings, Kalzhofen, Wengen, Salmas, Lamprechts, Wiedemannsdorf, Konstanzer, Hinterstaufen, Bad Rain, Weißach, Steinebach, Berg, Teile von Laufenegg sowie die Alpengebiete Schwandalp, Hündle und Imberg. Der durch den Reinigungsprozess anfallende Klärschlamm wird thermisch verwertet und über einen Fachbetrieb entsorgt. Zusätzlich anderweitig anfallende Abfälle (z.B. Siedlungsabfälle, Sieb- und Rechenrückstände, ölverschmutze Betriebsmittel) werden ebenfalls über einen Fachbetrieb entsorgt. Die wasserrechtliche Erlaubnis endet zum 31.06.2025 und soll daher erneuert werden. Hierzu ist eine UVP-Vorprüfung notwendig.

Rückstände aus der Trinkwasseraufbereitung

Rückstände aus der Trinkwasseraufbereitung Bei der Trinkwasseraufbereitung können zuvor im Rohwasser gelöste Radionuklide ungewollt in Aufbereitungsrückständen angereichert werden. Rückstände mit erhöhtem Radionuklidgehalt entstehen im Wesentlichen bei zwei der gängigen Aufbereitungsverfahren: Bei der "Entmanganung und Enteisenung" sowie bei der "Entsäuerung". Für Spülschlämme aus der Mangan- beziehungsweise Eisenentfernung sowie aus der Entsäuerung ist eine unzulässig hohe Strahlenexposition bei den derzeit praktizierten Verwertungs- und Deponierungsmethoden auch bei hohen Radionuklidgehalten nicht zu erwarten. Eisenschlämme aus der Trinkwasseraufbereitung Quelle: © Bayerisches Landesamt für Umwelt Bei der Trinkwasseraufbereitung können zuvor im Rohwasser gelöste Radionuklide ungewollt in Aufbereitungsrückständen angereichert werden. Je nach Aufbereitungsverfahren und Zusammensetzung des Rohwassers können Rückstände entstehen, deren Radionuklidgehalt ( spezifische Aktivität ) den natürlichen Hintergrundgehalt von Böden und Gesteinen um ein Vielfaches übersteigt. Rückstände mit einem erhöhten Gehalt natürlicher Radionuklide entstehen im Wesentlichen bei einigen Aufbereitungsverfahren zur Nutzung von Grundwasser zu Trinkwasserzwecken. Rückstandsart und spezifische Aktivität Grundwasser muss häufig erst aufbereitet werden, bevor es als Trinkwasser verwendbar ist. Entfernung von Mangan und Eisen, Entsäuerung Rückstände mit erhöhtem Radionuklidgehalt entstehen im Wesentlichen bei zwei der gängigen Aufbereitungsverfahren: Die beschriebenen Verfahren können auch in Kombination angewendet werden. In den Spülschlämmen treten dementsprechend die Nuklide Radium-226, Radium-228 und Blei-210 auf. Die spezifische Aktivität dieser Nuklide in Spülschlämmen beträgt, soweit bekannt, weniger als 0,5 bis 10 Becquerel pro Gramm, in Ausnahmefällen bis 20 Becquerel pro Gramm. Entfernung von Uran Bisher wenig verbreitet ist die gezielte Entfernung von Uran . In einigen wenigen Wasserwerken liegen die Uran -Konzentrationen oberhalb des Grenzwertes der Trinkwasserverordnung von 10 Mikrogramm pro Liter. Um diesen Grenzwert einhalten zu können, werden spezielle Absorberharze (Austauscherharze) eingesetzt. Nach Gebrauch sind diese mit Uran belegt und können für Uran -238 beziehungsweise Uran -234 spezifische Aktivitäten von mehreren 100 Becquerel pro Gramm aufweisen. Beseitigung der Rückstände Nach abfallrechtlichen Vorgaben hat die Verwertung von Rückständen Vorrang gegenüber einer Deponierung. Bisher wurde etwa ein Drittel der Rückspülschlämme deponiert, der überwiegende Teil dagegen wieder verwertet. Je nach chemischer Zusammensetzung ist es nach den technischen Regeln aus dem Merkblatt W-221-3 des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) möglich, die Rückstände in der Zement- und Ziegelindustrie, bei der Herstellung von Pflanzgranulat, im Straßen- und Wegebau, als Fällungsmittel in Abwasseranlagen sowie in der Land- und Forstwirtschaft (hier nur die Entsäuerungsschlämme) wieder zu verwerten. Die Wasserversorger setzten dies in der Vergangenheit auch um. Filterkiese Absorberharze (Austauscherharze) Filterkiese Filterkiese Filterkiese bleiben über mehrere Jahre bis Jahrzehnte im Wasserwerk im Einsatz. Ein Austausch erfolgt in der Regel nur bei Sanierungsarbeiten im Wasserwerk. Informationen zur Menge der verwerteten oder deponierten Rückstände sind nicht veröffentlicht und liegen auch dem DVGW nicht vor. Von Einzelfällen ist bekannt, dass die Kiese zur Inbetriebnahme neuer Filteranlagen in anderen Wasserwerken oder im Straßenbau eingesetzt wurden. Absorberharze (Austauscherharze) Absorberharze (Austauscherharze) Aktuell werden Absorberharze (Austauscherharze) üblicherweise regeneriert, indem man das Uran chemisch von den Absorberharzen entfernt. Die Harze können dann erneut bei der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt werden. Absorberharze könnten zwar in herkömmlichen Müllverbrennungsanlagen thermisch verwertet werden, allerdings spricht der hohe Urangehalt dagegen. Die Deponierung der Absorberharze auf Deponien der Klasse 0 bis 3 ist aufgrund des hohen Brennwertes nicht möglich. Die Harze können deshalb nur untertage oder in Sondermüll-Verbrennungsanlagen beseitigt werden. Bei niedrigeren Urangehalten ist eine thermische Verwertung in konventionellen Müllverbrennungsanlagen leichter umsetzbar. Als Ausweg bietet sich die teilweise Belegung, das heißt eine kürzere Nutzung der Absorberharze, an. Strahlenexposition Für Spülschlämme aus der Mangan- beziehungsweise Eisenentfernung sowie aus der Entsäuerung liegen umfangreiche Daten zum Radionuklidgehalt sowie teilweise auch zur Verwertung beziehungsweise Beseitigung vor. Eine unzulässig hohe Strahlenexposition ist bei den derzeit praktizierten Verwertungs- und Deponierungsmethoden auch bei hohen Radionuklidgehalten nicht zu erwarten. Für Filterkiese und Absorberharze liegen nur wenige Informationen zur Menge, zum Radionuklidgehalt und zur Beseitigungspraxis vor. Filterkiese werden zwar nur selten ausgetauscht, beim Wechsel können jedoch mehrere Hundert Tonnen Rückstände anfallen. Beim Austausch von Filterkiesen mit hohen spezifischen Aktivitäten kann nach Einschätzung des BfS eine Überschreitung des Dosisrichtwertes von 1 Millisievert pro Jahr in Einzelfällen nicht ausgeschlossen werden. Stand: 20.03.2025

Gehobenen Erlaubnis für die Einleitung von Abwasser, Stadtverwaltung PS

Gehobene Erlaubnis der Stadtverwaltung Pirmasens für die Einleitung von Abwasser aus der Kläranlage Felsalbe und Genehmigung zum Bau und Betrieb der Dosier-und Lagerstationen zur Lagerung von Fällmittel und externer Kohlenstoffquelle

Fällmittelnotstand bei der Abwasserbehandlung

Die Energie- und Lieferkrise resultierend aus dem Krieg in der Ukraine haben besonders die Abwasserentsorger in große Schwierigkeiten gebracht. Ziel dieses Forschungsberichts ist es, die benötigte Fällmittelmenge für Deutschland hinsichtlich chemischer Phosphorelimination zu ermitteln, sowie die voraussichtlichen Fehlmengen aufgrund der Mangellage zu berechnen. Weiterhin werden Lösungsmöglichkeiten identifiziert, wie Fällmittel eingespart oder substituiert werden kann. Es werden Hilfestellungen für die Praxis und Modifikationen des Betriebsablaufes formuliert, und wie sich der verfahrenstechnische Einfluss von regulatorischen Änderungen auf den Betrieb auswirkt. Veröffentlicht in Texte | 56/2024.

Indikator: Eutrophierung von Flüssen durch Phosphor

Indikator: Eutrophierung von Flüssen durch Phosphor Die wichtigsten Fakten An mehr als der Hälfte aller Messstellen an deutschen Flüssen werden zu hohe Phosphor-Konzentrationen gemessen und die ⁠ Gewässergüte ⁠ muss herabgestuft werden. Messstellen mit hohen Konzentrationen sind seit Beginn der 1980er Jahre um rund ein Drittel zurückgegangen. Extreme Belastungen treten nur noch selten auf. Ziel der Nachhaltigkeitsstrategie ist es, die Phosphor-Orientierungswerte spätestens 2030 in allen Gewässern einzuhalten. Dafür muss die Landwirtschaft ihre Düngepraxis verändern und besonders kleine Kläranlagen die Phosphorelimination an den Stand der Technik anpassen. Welche Bedeutung hat der Indikator? Die Gewässer Deutschlands sind mehrheitlich in keinem guten Zustand (siehe Indikatoren zum ökologischen Zustand der Flüsse , Seen und Meere ). Die Überdüngung der Gewässer (⁠ Eutrophierung ⁠) mit Phosphor ist eines der größten Probleme, weil es ein übermäßiges Wachstum von Algen und Wasserpflanzen auslöst. Sterben diese ab, werden sie von Mikroorganismen zersetzt. Dabei wird viel Sauerstoff verbraucht. Sauerstoffdefizite im Gewässer wirken sich auf Fische und andere aquatische Organismen negativ aus; in Extremsituationen kann es zu Fischsterben führen. Um die Überdüngung zu vermeiden, muss vor allem die Belastung durch Phosphor verringert werden. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Anfang der 1980er Jahre wurden an fast 90 % aller Messstellen überhöhte Phosphorgehalte gemessen. Seit 2018 liegt der Anteil bei knapp 60 %. Betrachtet man die unterschiedlichen Güteklassen, sieht man eine weitere Verbesserung: Insgesamt ist der Anteil der stärker belasteten Gewässer zurückgegangen. Zu dieser Verbesserung haben vor allem die Einführung phosphatfreier Waschmittel und die Phosphatfällung in den größeren Kläranlagen beigetragen. Derzeit bestehen Engpässe bei der Lieferung von Fällmitteln (z.B. Aluminiumsalze), mit denen der Phosphor in Kläranlagen aus dem Abwasser entfernt wird. Stehen diese Chemikalien zur Abwasserreinigung nicht in ausreichender Menge zur Verfügung, hat dies eine Erhöhung der Phosphorkonzentrationen im Gewässer zur Folge. Nach der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EU-RL 2000/60/EG) müssen alle Gewässer bis 2027 einen guten ökologischen Zustand erreichen. In Deutschland haben fast zwei Drittel der Gewässer hierfür zu hohe Phosphorgehalte. Um die Einträge in Gewässer zu reduzieren, schreibt die neue Düngeverordnung vor, auf Böden mit hohen Phosphorgehalten wenig Gülle oder phosphorhaltige Mineraldünger auszubringen. In eutrophierten Gebieten können die Anforderungen verschärft werden. Ob dies ausreicht, wird ein Wirkungsmonitoring zeigen. Daneben soll die Abwasserverordnung nach einer Anpassung regeln, dass auch kleine Kläranlagen Phosphor nach dem Stand der Technik entfernen. In größeren Anlagen erfolgt dies bereits. Gemäß Ziel 6.1.a der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung sind die Orientierungswerte für Phosphor spätestens im Jahr 2030 einzuhalten. Wie wird der Indikator berechnet? Die Bundesländer übermitteln dem Umweltbundesamt Messwerte von etwa 250 repräsentativen Messstellen. Für die Einordnung in eine Gewässergüteklasse wird der Mittelwert der Phosphor-Konzentration mit der Konzentration verglichen, die für den guten ökologischen Zustand in dem jeweiligen Gewässertyp nicht überschritten werden sollte (OGewV 2016) . Sie liegen je nach ⁠ Fließgewässertyp ⁠ zwischen 0,1 und 0,15 mg/l Phosphor (bei einem Typ 0,3 mg/l) sowie in Übergangsgewässern bei 0,045 mg/l. Der ⁠ Indikator ⁠ entspricht dem Anteil der Messstellen, die diese Orientierungswerte nicht einhalten.

Fällmittelnotstand bei der Abwasserbehandlung

Die Energie- und Lieferkrise resultierend aus dem Krieg in der Ukraine haben besonders die Abwasserentsorger in große Schwierigkeiten gebracht. Ziel dieses Forschungsberichts ist es, die benötigte Fällmittelmenge für Deutschland hinsichtlich chemischer Phosphorelimination zu ermitteln, sowie die voraussichtlichen Fehlmengen aufgrund der Mangellage zu berechnen. Weiterhin werden Lösungsmöglichkeiten identifiziert, wie Fällmittel eingespart oder substituiert werden kann. Es werden Hilfestellungen für die Praxis und Modifikationen des Betriebsablaufes formuliert, und wie sich der verfahrenstechnische Einfluss von regulatorischen Änderungen auf den Betrieb auswirkt.

Fällmittel für Kläranlagen bleiben knappes Gut // Willingmann: „Jetzt Lager aufstocken“

Der Überfall Russlands auf die Ukraine sowie die folgende Energiekrise haben im vergangenen Winter den Betrieb von Kläranlagen beeinträchtigt. Zeitweise konnten die Anlagenbetreiber keine Fällmittel für die Behandlung des Abwassers mehr ordern. Betroffen von den Lieferengpässen waren auch Anlagen aus Sachsen-Anhalt. Umweltminister Prof. Dr. Armin Willingmann empfiehlt deshalb, die Lager rechtzeitig zu füllen. „Aktuell können die Betreiber von Kläranlagen wieder genügend Fällmittel am Markt beschaffen“, erklärte der Minister am Donnerstag. „Die Gelegenheit ist insoweit günstig, Lagerbestände aufzustocken.“ Fällmittel wie Eisen- und Aluminiumsalze kommen in Kläranlagen zum Einsatz, um Phosphor aus dem Abwasser zu entfernen. Gelangt zu viel Phosphor in Gewässer, kann dies starkes Algenwachstum und einen höheren Sauerstoffverbrauch auslösen, der Tier- und Pflanzenarten im Wasser bedroht. Im vergangenen Winter wichen Kläranlagenbetreiber engpassbedingt auf alternative Stoffe für die Abwasserbehandlung aus, um wasserrechtlich relevante Grenzwertüberschreitungen zu vermeiden. Eine dauerhafte Alternative stellen diese jedoch nicht dar, weil sie unter anderem weniger effektiv sind als Fällmittel aus Eisensalzen. Nach Angaben der Bund-Länder-Arbeitsgruppe Abwasser werden aufgrund gesunkener Energiepreise wieder mehr Fällmittel produziert, so dass sich die Versorgungslage für Kläranlagenbetreiber insgesamt entspannt hat. Sie müssten sich dennoch auf lange Lieferzeiten und höhere Preise einstellen. Dem Arbeitskreis zufolge könne auch eine erneute Mangellage noch nicht ausgeschlossen werden. „Unnötige Einleitungen von Phosphor in unsere Gewässer gilt es auch in Zukunft zu vermeiden. Hitze- und Trockenperioden stellen bereits jetzt eine große Belastung für die Ökosysteme dar“, betonte Willingmann. „Deshalb ist es notwendig, dass die Anlagenbetreiber rechtzeitig Vorkehrungen treffen, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.“ Aktuelle Informationen zu interessanten Themen aus Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt gibt es auch auf den Social-Media-Kanäle n des Ministeriums bei Facebook , Instagram , LinkedIn , Mastodon und Twitter .

Zur rechtlichen Bewertung der situationsbedingten Knappheit von Betriebsmitteln für die Abwasserbehandlung

In der Folge des Angriffskriegs der Russischen Föderation auf die Ukraine zeichnet sich eine massive Verknappung von Betriebsmitteln für die Abwasserbehandlung (insbes. Eisensalze als Fällmittel für die Phosphor-Elimination in Kläranlagen) ab. Infolgedessen kann nicht ausgeschlossen werden, dass insbesondere die in der Abwasserverordnung festgelegten Grenzwerte für Phosphor und die Überwachungswerte nach dem Abwasserabgabengesetz teilweise erheblich überschritten werden. Das Gutachten untersucht, wie dies unter ordnungs- und abgabenrechtlichen Gesichtspunkten einzuschätzen ist und welche Handlungsoptionen die Regelungen den Behörden und den Betreibern eröffnen. Veröffentlicht in Texte | 147/2022.

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