Umwelt
Abwasser gegen Durst und Dürre

26.09.2019 Die Wasserwelt diskutierte auf der 12. internationalen Konferenz der International Water Association, IWA, in Berlin im Juni 2019 über den aktuellen Stand der Wiederverwendung von Abwasser.

Berlin hat die IWA-Richtlinien für ein nachhaltiges Wassermanagement in der Stadt anerkannt und unterzeichnet und ist somit „Water-Wise Citie“. Im Bild: Prof. Drewes, TU München; Prof. Vairavamoorthy, IWA-Geschäftsführer; Stefan Tidow, Staatssekretär für Umwelt und Klimaschutz, Berlin; Jörg Simon, Vorstandsvorsitzender der Berliner Wasserbetriebe (v.l.n.r.)
© Foto: Susanne Hartwein
Berlin hat die IWA-Richtlinien für ein nachhaltiges Wassermanagement in der Stadt anerkannt und unterzeichnet und ist somit „Water-Wise Citie“. Im Bild: Prof. Drewes, TU München; Prof. Vairavamoorthy, IWA-Geschäftsführer; Stefan Tidow, Staatssekretär für Umwelt und Klimaschutz, Berlin; Jörg Simon, Vorstandsvorsitzender der Berliner Wasserbetriebe (v.l.n.r.)
Vom 16. bis 20. Juni 2019 tauschten zur IWA-Tagung in Berlin Experten aus aller Welt ihr Wissen im Rahmen von über 200 Vorträgen und bei Fachexkursionen aus. Fokusthemen waren dabei die landwirtschaftliche, industrielle und Trinkwasser-Nutzung von aufbereitetem Abwasser, innovative Verfahrenstechnologien und deren Anwendung, Anreicherung der Grundwasservorräte sowie die gesellschaftliche Akzeptanz und ökonomische Aspekte.

Windhoek – die Wiege des Abwasser-Recyclings

Der Wiederverwendung von Abwasser, wie sie seit Jahrzehnten in Afrika und den USA, aber auch in Australien, Asien und Südeuropa praktiziert wird, stehen deutsche Wasserversorger aber eher skeptisch gegenüber und diskutieren darüber, ob es sich beim Recycling von Abwasser um ein Zukunftsmodell oder einen Sündenfall handelt. Möglicherweise schwingt hier noch die Erinnerung an die Rieselfelder mit, die auch in der Umgebung von Berlin bis heute ihre Wirkung als Altlasten durch die Schwermetallanreicherung in den Böden zeigen.

Hinsichtlich der Umsetzung nationaler und internationaler Forschungsprojekte sowie der Entwicklung entsprechender Technologien tragen deutsche Wissenschaftler jedoch im Verbund mit ihren internationalen Kollegen weltweit dazu bei, Wege zu entwickeln, Abwasser als wertvolle Ressource zu etablieren.

In der namibischen Hauptstadt Windhoek z.B., wird die Bevölkerung seit 1968  mit Trinkwasser versorgt wird, das direkt aus aufbereiteten Abwasser gewonnen wird. Damit ist Windhoek die erste Stadt weltweit, in der dieser Weg der Wasserversorgung gewählt wurde, und der bis heute auch unter Beteiligung deutscher Wissenschaftler weiter optimiert wird. In Südafrika, Texas, New Mexiko, Singapur und Australien werden solche Anlagen ebenfalls betrieben.

Technologien zur Abwasseraufbereitung

Umkehrosmose ist eine häufig verwendete Technologie, um Abwasser zu reinigen und Trinkwasserqualität zu erzielen. Der hohe Energieaufwand und die erforderliche Entsorgung der anfallenden Lauge motiviert zur Entwicklung von Alternativen. Auch keramische Membranfilter werden auf ihre Wirksamkeit zur Elimination von organischer Substanz und Arzneimittelrückständen getestet.

Ein modularer Ansatz aus Ultrafiltration und Umkehrosmose in Kombination mit Vor- und Nachbehandlungsverfahren wie Flockung, Pulverkohledosierung, Aktivkohlefiltration und UV-Desinfektion wurde im deutschen Verbundvorhaben MULTI-ReUse entwickelt.

Der Oldenburgisch-Ostfriesische Wasserverband wird dieses Konzept am Klärwerk Nordenham umsetzen, um aufbereitetes Abwasser zur Nutzung in einem neuen Industriepark zur Verfügung zu stellen.

Bier aus Abwasser als Marketingmaßnahme

Rührige Mitarbeiter des schwedischen Umweltinstituts haben eine namhafte Brauerei in Stockholm dafür gewonnen, Bier aus recyceltem Abwasser herzustellen. Dieses wird in der städtischen Kläranlage mit standardisierten Reinigungsverfahren und einem Membran-Bio-Reaktor aufbereitet. Auch in den USA, in Tschechien und in Deutschland gibt es Bier, das mit recyceltem Wasser gebraut wird und als Botschafter für die Wasserwiederverwendung dient. Auch in Deutschland gibt es vergleichbare Aktivtitäten der Firma Xylem – lesen Sie dazu den Bericht auf Seite 38/39 in wwt wasserwirtschaft wassertechnik Nr. 9/2019.

Eine Frage der Akzeptanz

Erfahrungen über die Akzeptanz der Bevölkerung, aufbereitetes Abwasser zu trinken oder damit angebaute und verarbeitete Lebensmittel zu konsumieren, gibt es aus den Städten und Regionen, in denen Abwasser recycelt wird. Mangelnde öffentliche Akzeptanz hat schon manches dieser Projekte scheitern lassen.

Die aktuelle Empfehlung ist es, eine offene Kommunikation mit den Verbrauchern zu führen, wenngleich dies im Fall einer landwirtschaftlichen Nutzung von recyceltem Abwasser dazu führen kann, dass so erzeugte Produkte nicht gekauft werden. Umgekehrt gibt es Projekte wie die seit Jahrzehnten praktizierte Bewässerung von Kartoffeln in Noirmoutier in Frankreich. Dass dabei aufbereitetes Abwasser eingesetzt wird, wurde nie öffentlich kommuniziert. Weltweit zeigen Beispiele wie etwa in Australien oder San Diego, dass eine ablehnende Haltung der Bevölkerung gegenüber Trinkwasser aus aufbereitetem Abwasser in Akzeptanz umgewandelt werden kann durch eine sorgfältige, transparente und langfristige Informations- und Öffentlichkeitsarbeit. Auch die Tatsache, dass 40 Städte weltweit Abwasser als Trinkwasserquelle nutzen und ein Dutzend diesbezügliche Planungen anstellt, mag überzeugend wirken.

Erschwerend ist sicher auch, dass sich Verbraucher im Normalfall kaum fragen, woher ihr Trinkwasser eigentlich kommt und wären sicher erstaunt zu erfahren, dass sie heute schon vielfach Wasser trinken, das aus Oberflächengewässern stammt, in das auch das gereinigte Abwasser aus Kläranlagen eingeleitet wird. Zur Grundwasseranreicherung wird seit Jahrzehnten ebenfalls aufbereitetes Abwasser genutzt und damit indirekt zur Trinkwassergewinnung.

EU-weite Regulierung in Sicht

Die Europäische Kommission hat inzwischen das große Potenzial entdeckt, das für Europa in der Wiederverwendung von behandeltem Abwasser steckt und das noch lange nicht ausgeschöpft ist: Von den 40 Mrd. Kubikmetern Abwasser, die jährlich in die europäischen Kläranlagen fließen, wird derzeit nur knapp 1 Mrd. Kubikmeter wiederverwendet.

Nicht zuletzt im Sinne ihrer Circular Economy Policy sieht die EU-Kommission die Notwendigkeit, diesen Zustand zu ändern. Sie hat daher 2018 eine Verordnung auf den Weg gebracht, die die Mindestanforderungen an die Qualität von aufbereitetem Abwasser für die landwirtschaftliche Bewässerung und zur Regeneration der Grundwasserspeicher für die EU-Mitgliedstaaten einheitlich festlegt. Eine Befeuerung der Abwasserwiederverwendung in der EU und die damit verbundene Neuentwicklung von Know-how, Technologien und Serviceleistungen verspricht zudem ein lukratives Geschäftsmodell für die europäische Wirtschaft zu werden. Denn der Weltmarkt für Wasser wächst jährlich um 20 Prozent.

Die EU stellt ihren Mitgliedstaaten bereits heute zahlreiche Fonds zur Finanzierung von Wasserwiederverwendungsprojekten zur Verfügung, ebenso werden Forschungsvorhaben und die Umsetzung technologischer Innovationen gefördert.

Auch die Staaten der EU selbst führen Forschungsprojekte durch, um zur Entwicklung der EU-Verordnung beizutragen. Dabei steht die Frage nach sicheren Lebensmitteln im Vordergrund, die entweder auf mit recyceltem Abwasser bewässerten Flächen oder damit gespeisten Hydroponischen Systemen kultiviert werden. Vor allem in Spanien, aber auch in Italien und Frankreich  gibt es bereits langjährige praktische Erfahrungen im großflächigen Anbau von Lebensmitteln.

Interessante Lösungen für die Industrie

Auch in der Industrie ist Wasser zunehmend ein Thema, sei es, um Produktionsausfälle bei Wasserknappheit zu vermeiden, aber auch aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen. Im Rahmen des EU-Forschungsprojekts E4Water wurden Wege zur Entkopplung von wirtschaftliches Wachstum und Wasserverbrauch untersucht und in sechs Fallstudien Technologien, Materialien und Methoden für ein integriertes Wassermanagement erprobt. Dabei konnten unter anderem Resultate von je bis zu 80 Prozent weniger Abwasseranfall und Frischwasserverbrauch im Produktionsprozess erzielt werden. Die Lösungen sind auf andere Industriebranchen übertragbar. Ähnliche Konzepte gibt es auch in der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie: Teile des Prozesswasser werden aufbereitet und wieder in der Produktion genutzt.

Beim Zero Liquid Discharge Konzept wird gar kein Abwasser mehr aus dem System des Industriebetriebs ausgeschleust. Unter Fachleuten wird dieser Ansatz kritisch diskutiert, weil hierfür derzeit noch teure Membrantechnologie in Kombination mit energieintensiver Evaporationstechnologie eingesetzt wird, die nicht von jedem Experten als ökonomische und nachhaltige Lösung bewertet wird.

Inzwischen gibt es in Europa um die 800 Projekte für die Verwendung von aufbereitetem Abwasser, vor allem in der Landwirtschaft, aber auch in der Industrie oder zur Bewässerung öffentlicher Flächen. Dennoch haben die USA, Afrika, Asien und Australien derzeit noch eine Menge Vorsprung an Know-how bei der Umsetzung von Abwasser-Recycling-Projekten.

Ein Beitrag von Susanne Hartwein

Fachartikel aus wwt wasserwirtschaft wassertechnik Nr. 9/2019

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