Schwermetall

Schwermetall im Klärschlamm? Wir können vielleicht helfen!

Schwermetall im Klärschlamm? Wir können vielleicht helfen!

Wie man sieht, haben wir mit Schwermetall keine Schwierigkeiten und die Hantel hält nicht nur ein Ingenieur unseres Hauses mühelos waagerecht und auch noch ohne dabei zu zittern.

Auch unser Chemiker kann hier mithalten und er kann zudem die Hantel chemisch bewerten.

Haben Sie eine Schwermetallaufgabe mit Ihrem Klärschlamm?

Dann haben wir aus vielen Gründen mit der 5266 die beste Telefonnummer der Welt:

+49 3761 5266 oder für Deutschland: o3761 5266

Ein Grund für die beste Telefonnummer ist die wasserwirtschaftliche Erfahrung über 3 Generationen in der Familie!

Konsequenzen einer Grenzwertüberschreitung von Schwermetallkonzentrationen

  1. Hohe Kosten, denn bei Grenzwertüberschreitung von Schwermetallkonzentrationen wird dieser meist Sondermüll, dessen Entsorgung sehr teuer ist.
  2. Bei „Nichtstun“ und Anzeige, ggf. Anklage wegen Straftatbestand der Gewässerverschmutzung.

Nur wenn die relevanten Schwermetallemittenten (-verursacher) bekannt sind, kann die tatsächliche Ursache der Verschmutzung des Grundwassers beurteilt werden.

Eine eventuelle Verschmutzung des Grundwassers mit Schwermetallen – eine entsprechende Dosis vorausgesetzt – ist eine bedeutend folgenreichere Umweltvergiftung gegenüber zu viel Schwermetall im Klärschlamm, der, wenn dies bekannt ist, gefährdungslos – aber teuer – zu entsorgen ist.

Allerdings gibt es auch eine Selbstreinigung von Schwermetallen in der Natur;

Der Wasserkreislauf!

Man muss nur warten können und dürfen.

Wie schwer ist eigentlich Schwermetall?

Wie schwer ist denn nun Schwermetall?

Einer Definition zufolge ist alles Metall mit einer Dichte ≥ 5 g/cm³ Schwermetall.

Eisen hat die Dichte von ≈ 7,9 g/cm³, ist damit ein Schwermetall und so ist das Hantelgleichnis gar nicht so abwegig.

Da Eisen fast überall ist, gilt:

In jedem Klärschlamm dürfte eine gehörige Menge Schwermetall sein.

Wichtige Eigenschaften von Metall

Wegen der Vollständigkeit seien für den, der es noch nicht weiß, die wichtigsten Eigenschaften von Metall aufgezählt:

  1. elektrisch gut leitfähig
  2. undurchsichtig
  3. gut verformbar
  4. relativ hoher Schmelzpunkt
  5. glänzend

Und nun kommt das Besondere dieses Beitrages. Es geht um Schwermetalle,

  1. die nicht nur schwer,
  2. sondern die auch giftig sind,
  3. die vom Belebtschlamm aufgenommen werden und die dann
  4. im Klärschlamm landen.

Schwermetalle sind meist giftig!

Aber manche sind sogar lebensnotwendig!

Doch das ist hier kein Thema.

Warum sind nun Schwermetalle im Klärschlamm zu minimieren?

Um in Ausnahmefällen zu verhindern, dass bei hohen Stoffkonzentrationen giftige Schwermetalle über den Stoffkreislauf den Menschen und andere Organismen vergiften können.

In der Regel, weil es Vorschrift ist.

Eine Mittel zur Schwermetallminimierung: Erfahrung

Schwermetalle im Klärschlamm gelangen über die Kanalisation – meist über Indirekteinleiter auf die Kläranlage.

Langjährige Erfahrungen und kompetente, erfolgreiche Mitarbeiter, z. B. unseren Chemiker Herrn Uwe Eichhorn sind ein wichtiges Mittel zur Schwermetallminimierung.




CSB – Kein Beweismittel einer Gewässerverschmutzung

Der CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) wird in einem Labor ermittelt. Die Reaktionsbedingungen zur Messung des CSB sind so lebensfeindlich und kommen im Wasser oder im Gewässer nicht vor, so dass das CSB-Laborergebnis unmöglich und mit Gewissheit auf Wasser, Gewässer oder auf die Natur übertragbar ist.

In den Anhängen zum Wasserhaushaltsgesetz wird von der falschen Annahme ausgegangen, dass der CSB ein Schadstoff sei. Diese Doktrin, dass der CSB ein Schadstoff ist, wird allein schon in Wertung der Tatsache ad absurdum geführt, dass im simplen Kaffee erhebliche Mengen des angeblich schädlichen CSB nachweisbar sind und dieser wird ja in Mengen konsumiert.

CSB

Kaffeetasse mit mächtig viel chemischem Sauerstoffverbrauch – nach wasserrechtlicher Deutung extrem schadstoffbelastet! Ein Liter Kaffee enthielt einer Messung des Labors AGROLAB zufolge biologisch nicht abbaubare Stoffe, die aber im Labor unter konkreten Bedingungen geneigt waren, vom K2Cr2O7 ca. 7.070 mg O2 anzunehmen! (BSB20 schon subtrahiert)

Es gibt in einem Gewässer keine, auch nur annähernd vergleichbare Reaktionsbedingungen, wie sie zur Bestimmung des CSB im Labor erforderlich sind.

Extreme Reaktionsbedingungen

Zum Verständnis seien einige Bedingungen genannt, um im Gewässer den gleichen CSB zu erzeugen, wie er im Labor gemessen wird:

  • Genutzt wird Kaliumdichromat. Es ist eines der stärksten chemischen Oxidationsmittel. Kaliumdichromat liefert den Sauerstoff zur Erzeugung des sog. „O2-Bedarfes“.
  • Um seine Reaktionswirkung noch zu steigern, wird nicht nur Schwefelsäure, sondern Silbersulfat zugegeben. Alles giftig!
  • Zusätzlich muss die ganze Mischung bei 148 °C ± 3 °C 110 Minuten schwach sieden. Da bekanntlich Wasser schon bei 100 °C kocht, ist die Reaktion unter Druck zu halten.
  • Auch die Dosis der weiteren Reaktionsmittel ist giftig. So werden auf 20 ml Probe (z. B. Kläranlagenablauf) 10 m l quecksilbersulfathaltige Kaliumdichromat-Lösung und 30 ml silbersulfathaltige hochkonzentrierte Schwefelsäure zugegeben.

Quecksilbersulfat, Silbersulfat oder gar Schwefelsäure ist zu Recht so das Letzte, was eine Wasserbehörde im Gewässer haben will. Als fiktives Weltbild scheinen den Gesetzgeber diese Gifte im Gewässer aber nicht zu stören. Warum?

Es gibt im Wasser oder im Gewässer keinen Bedarf an CSB.

Also, um es auf den Punkt zu bringen: Es gibt keinen Bedarf an chemischem Sauerstoff! Durch die extremen Reaktionsbedingungen wird Kaliumdichromat im Labor (!) reduziert, d. h. sein chemisch gebundener Sauerstoff wird verbraucht. Wenn also etwas ein Sauerstoffdefizit erleidet, dann ist es das Kaliumdichromat, das aber im Gewässer oder im Wasser nicht vorkommt und deshalb auch dort keinen Bedarf verursachen kann.

Ein im Labor nach DIN 38409, Teil 41 bestimmter Verbrauch von chemisch gebundenem Sauerstoff lässt sich aufgrund der extremen Reaktionsbedingungen mit Gewissheit im Gewässer nicht reproduzieren oder gar übertragen. Denkbar wäre das in einer Fiktion, auf einem fernen Planeten bei 148 °C in einem Fluss, in dem Schwefelsäure mit einigen Verunreinigungen an quecksilbersulfathaltigem Kaliumdichromat und Silbersulfat fließt. Kippt man nun in diese heiße Suppe einen Liter Kaffee, dann könnte der Fluss einen Bedarf an 7.070 mg O2 verspüren, um zu verhindern, dass sich sein Kaliumdichromat zersetzt. Wie man erkennt, sollte man bei der Bewertung des CSB wenigstens die wichtigsten Aspekte seiner Bestimmung kennen. Das ist leider eher selten der Fall, wie die häufig falsche Interpretation des CSB beweist. Zu Gute halten muss man bestimmten Interpreten, dass der Gesetzgeber sie zwingt von falschen Voraussetzungen auszugehen.

Ein CSV oder wenn man unbedingt will auch der CSB – außerhalb des Laboratoriums – ist eine unwissenschaftliche Fiktion. Sachlich und fachlich ist deshalb der CSV offenkundig (im juristischen Sinne) und nach sachverständiger Prüfung mit Gewissheit kein Schadstoff; gesetzlich aber unbedingt und ausnahmslos.

Darüber, warum der Gesetzgeber die falschen Interpretationen des CSV-Begriffes erzwingt, darf diskutiert werden.

Fakt ist:

Jeder Straftatbestand einer Gewässerverunreinigung ist die Konklusion eines normativen Trugschlusses, wenn seine Prämissen ausschließlich auf einer oder mehreren CSB-Analyse bzw.  CSB-Analysen beruht bzw. beruhen.

Bei diesen Ausführungen handelt es sich nicht etwa um eine Neuheit, sondern um schlichtes, wenigstens seit 83 Jahren (Brix 1934) bekanntes wasserchemisches Grundlagenwissen, zu dem für jedermann nachlesbar beispielsweise in der DIN 38409, Teil 41.

Selbst als Hilfstatsache (Indiz) in einem Rechtsstreit ist der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB) nur bedingt und keineswegs zuverlässig tauglich, weil für seine Bewertung eine Referenz sowie die Kenntnis der Wahrscheinlichkeit zwischen der Referenzanalyse (z. B. biologischer Sauerstoffbedarf)  und der Höhe des CSB benötigt wird.

Im Gewässer oder im Abwasser gibt es also keinen Bedarf an Sauerstoff (CSB) für eine chemische Reaktion nach DIN 38 409 Teil 41 und ein Gewässer hat auch keinen Bedarf an Sauerstoff des Kaliumdichromates. Schlicht deshalb nicht, weil im Gewässer kein Kaliumdichromat vorkommt, ausgenommen bei einem Chemieunfall!

Und wenn wirklich bei einem Chemieunfall Kaliumdichromat in ein Gewässer gelangen sollte, dann sterben die Fische blitzschnell am Kaliumdichromat und nicht an Sauerstoffarmut.

Früher wurde der CSB noch korrekt als CSV – Chemischer Sauerstoffverbrauch – bezeichnet

Wie schon erwähnt war man 1934 schon einmal klüger als heute. Damals wurde der chemische Sauerstoffbedarf noch korrekt chemischer Sauerstoffverbrauch (CSV) genannt, aber irgendeine Expertengruppe hat später dann wohl versucht dem Gewässer einen Bedarf an chemischen Sauerstoff andichten zu können. Und es ist ihr exzellent gelungen! Der CSB dient zur Begründung eines fiktiven Schadstoffes und man kann eine Abgabe für eine Fiktion erheben, vergleichbar mit dem Ablasshandel im Mittelalter. Für diese Fiktion muss der Abwasserbeseitigungspflichtige eine Lenkungsabgabe zahlen. Bei der CSB-Lenkungsabgabe kann allerdings zudem die Lenkung extrem in die falsche Richtung lenken, denn es gibt Situationen, in denen ein hoher CSB Indiz für eine besonders gute Abwasserreinigung ist. Und dann?

Dem ersten Leser eine Flasche Sekt, der mir mit den Regeln der Logik beweist, dass es im Gewässer einen Bedarf an chemischem Sauerstoff nach DIN 38 409, Teil 41 gibt. Es darf sich auch eine arme Studentin bewerben.

Ein falscher Begriff als Trojaner

Der „Chemische Sauerstoffbedarf“ als falscher Begriff ist ein Trojaner,…

…der die Verbreitung von Halbwissen fördert und Schäden verursacht, wie z. B.:

  • CSB-Abwasserabgabe
  • CSB-Überwachung von Abwassereinleitungen zum Beweis eines Straftatbestandes der unerlaubten Gewässerverschmutzung
  • unnötige Investitionen zur CSB-Reduktion
  • zusätzliche Aufwendungen beim Anlagenbetrieb
  • Begründung verschärfter CSB-Überwachungswerte mit einer Fiktion
  • Entwertung von kommunalem Eigentum (z. B. zahlreiche Außerbetriebnahme von ökologisch bedeutungsvollen Abwasserteichen, weil Mindestanforderungen an den CSB-Überwachungswert nicht eingehalten wurden)
  • durch die CSB-Doktrin verursachte Fehlsteuerung und Fehlentscheidungen im Gewässerschutz

Diese Fehlsteuerung und Fehlbewertung ist nicht aufzuhalten, weil die CSB-Schadstoffdoktrin in zahlreichen Gesetzeswerken unerschütterlich zementiert wurde.

Den CSB als Untersuchungsmethode abzuschaffen ist keine Lösung, denn sie hat durchaus zahlreiche Vorteile.

Der CSB ist aber kein Beweismittel für eine Gewässerverwaltung, um eine CSB-Abwasserabgabe oder eine CSB-Gewässerverschmutzung zu begründen!

Der CSB ist auch kein Schadstoff. Dafür fehlt die sachliche Begründung.

Wie soll etwas geschützt werden, wenn schon das Ziel unsachlich definiert wurde und die CSB-Begrifflichkeit falsch ist?

Weitere Argumente und Erklärungen über den CSB sind dem Fachbeitrag von 2013 in der wwt zu entnehmen. Download: CSB – Beweismittel einer Gewässerverschmutzung?

***

(Artikel vom Juli 2012, überarbeitet am 11.01.2017)




Kläranlagen korrekt bewerten!

Leistungsreserven und/oder Leistungsdefizite

Jeder weiß: Die Angaben auf dem Typenschild enthalten oft versteckte Leistungsreserven und genau die können wir finden und nachweisen, sofern sie auch tatsächlich vorhanden sind. Im Ergebnis derartiger Untersuchungen kennt nicht nur der Anlagenfahrer (Klärwärter) und/oder sein Chef das Leistungsvermögen und ggf. auch die Defizite seiner Kläranlage,  sondern auch die Zulauffrachtentwicklung. Es ist ähnlich wie beim Arztbesuch: Das Blutbild bewertet nicht die „Betriebstagebuch“-Software im Computer oder die Krankenschwester, sondern es ist oft Aufgabe zweier Spezialisten. Und dafür stehen Ihnen Ingenieure mit langjähriger theoretischer und praktischer wasserwirtschaftlicher Erfahrung zur Seite mit Routine bei einer besonderen Datenbewertung. Sicher kann man auch alles selber machen, selber lernen und die Kosten für fremde Leistungen damit sparen. Aber eines wird in solchen Fällen garantiert nicht gelingen: Unsere Erfahrungen und unser Wissen für eine effiziente Abwasserreinigung zu erschließen. Nur ein Beispiel: Einige Kläranlagen wurden schon von offizieller Seite als zu klein bewertet. Am Ende stellten sich in manchen Fällen aber Leistungsreserven von 50…100 % heraus und die Anzahl derartiger Bewertungen aus unserem Haus übersteigt inzwischen 50 Anlagen.

Bewertung der tatsächlichen Kläranlagenleistung

 Und wie machen wir es? Hier ein kleiner Hinweis aus einem Vortrag im Rahmen der Geschäftsführertagung 2015 der AWG CALCULAT_KOM GmbH 2015 in Magdeburg :
KA-Bewertung-Einzelfall-Vortrag

Vielfältige Anlagengröße und zahlreiche Abwasserarten

Die bisherigen von uns bewerteten Anlagen waren in ihrer Größe vielfältig. Sie reichen von Kleinkläranlagen für Grundstücke bis zu großen Kläranlagen mit einigen hunderttausend Einwohnerwerten. Ebenso vielfältig waren und sind die Abwasserarten:
  • häusliches Abwasser,
  • Abwässer der Lebensmittelindustrie,
  • Lederfabriken,
  • Papierfabriken,
  • Chemische Werke,
  • Mischwässer
  • usw.

Ausgewählte Aufnahmen von Kläranlagen

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Abwasserbehandlung kann auch sehr schön sein:

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 Leider werden zunehmend derartige Kläranlagen (natürlich belüftete Teichkläranlagen), die keinen Strom verbrauchen und auch äußerst wertvoll für die Artenvielfalt in der meist industriell geprägten Landschaft sind, von manchen Wasserbehörden verboten. Angeblich entsprechen sie nicht dem „Stand der Technik“. Auf diese Weise wird den Kommunen durch Entwertung der funktionsfähigen Kläranlagen Schaden zugefügt. Der Schaden ist dann besonders groß, wenn abgeschriebene, aber noch funktionsfähige Anlagen nicht mehr genutzt werden dürfen. In einem Fall wurde argumentiert, der Vorfluter wäre nicht leistungsfähig genug und das gereinigte Abwasser würde versickern!? Diese abstrakte Begründung erschließt sich dem Beobachter nicht, wenn wenige Meter neben diesem Bach mit dem so „gefährlichen“ Teichablauf Gülle aufgebracht wird, dies schon seit gut 50 Jahren und zudem ein abwärts gelegener Grundwasserpegel die beste Wasserqualität seit Jahren aufweist. Die Argumente wurden wohl gehört aber nicht berücksichtigt.
Bei der Bewertung des „Standes der Technik“ wird regelmäßig der Stand, leider aber nicht die Effizienz des Standes bewertet. Dafür ist der Blickwinkel wohl zu klein.



Phosphor als Nährstoff

Atuelle Ergebnisse aus der Schweiz:

Fischer wollen Seewasser düngen

„Nach ihren deutschen Kollegen wollen nun auch die Schweizer Bodenseefischer mehr Phosphat in den See leiten. Umweltschützer lehnen das Ansinnen ab.“

„Die Erträge der Bodenseefischer sind in den vergangenen Jahren dramatisch gesunken. Grund ist das saubere Seewasser. Moderne Kläranlagen filtern fast alles Phosphat aus den Abwässern. Resultat: Die Fische finden weniger Nahrung, ihre Bestände gehen zurück, die Tiere werden weniger gross.“

„Das Vorhaben der Fischer stösst bei Umweltschützern jedoch auf wenig Gegenliebe: WWF und Pro Natura haben bereits klargemacht, dass sie von einer «Aufdüngung des Bodensees» wenig halten.“

Zu der Rolle der Nichtregierungsorganisationen (NGO) siehe z.B.:

  1. NovoArgumente: Dossiers : Grüne NGOs

    www.novo-argumente.com/magazin.php/novo_dossiers/gruene_ngos/

    Grüne NGOs. Wolfgang Branscheid: Biofleisch: Globuli fürs Klima Der Öko-Landbau gilt als die politisch korrekte Produktionsform. Heiße Luft: Erfolge für Natur …

  2. EU: NGO-Förderung geht am Bürger vorbei – Novo

    www.novo-argumente.com/…/novo…/eu_ngo_foerderung_geht_am_bu…

    22.05.2014 – Die EU-Förderung für NGOs muss reformiert werden; sie ist … So definiert, sind NGO private Körperschaften und prinzipiell förderungsfähig.

  3. Was Sie (auch) über NGOs wissen sollten – Novo

    www.novo-argumente.com/…/novo…/was_sie_auch_ueber_ngos_wissen…

    25.03.2010 – Der Titel „Friends of the EU“, eine Anspielung auf die eingangs genannte

Siehe auch Gewässerschutz verursachte Fischsterben und arbeitslose Fischer




Der chemische Sauerstoffverbrauch

Der chemische Sauerstoffverbrauch – Beweismittel einer Gewässerverschmutzung? von U. Halbach

Kaffeetasse mit mächtig viel chemischem Sauerstoffverbrauch - nach wasserrechtlicher Deutung extrem schadstoffbelastet!

Fachartikel  veröffentlicht in der wwt 6, 7-8 und 9/2013

Auszug einer Leserzuschrift von Herrn Jürgen Wachtendorf am 13.11.2013:

Sie schreiben auf S. 16 im 1. Teil (etwas unter dem CSV/BSB-Bild): „Zusätzlich muss die ganze Mischung bei 148 +/- 3°C 110 Minuten schwach sieden. Da bekanntlich Wasser schon bei 100°C kocht, ist die Reaktion unter Druck zu halten.“  Diese Aussage ist nicht korrekt, bei der CSB-Bestimmung nach DIN wird das Reaktionsgemisch am Rückfluss bei normalem Luftdruck am Sieden gehalten. Reines Wasser kocht tatsächlich schon bei 100°C, das Reaktionsgemisch hat aber einen derart hohen Säure- und Salzanteil, dass der Siedepunkt viel höher als 100°C liegt, eben bei besagten 148°C. Ein erhöhter Druck ist hier nicht erforderlich. Bei der CSB-Bestimmung mit einem Küvettentest, mit dem auf vielen Kläranlagen die CSB-Analyse zuverlässig durchgeführt wird (und die – nebenbei bemerkt – wesentlich appetitlicher, umweltfreundlicher und unter Arbeitsschutzaspekten sicherer als das DIN-Verfahren ist), stehen die geschlossenen Küvetten leicht unter Druck, da sich die Luft in der verschlossenen Küvette durch die Hitze ausdehnt, erforderlich ist dieser Druck aber nicht.

Kommentar:
Ich folge den Argumenten! Vielen Dank für die Hinweise!
U. Halbach




Phosphorrückgewinnung

Marina Sabelfeld und Sven-Uwe Geißen
Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser
Übersichtsbeitrag

Einige Auszüge aus der Zusammenfassung:

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“
„Ein fortschreitendes Schrumpfen der Phosphorlagerstätten verbunden mit einer zunehmenden Abkehr von der direkten Ausbringung des Klärschlamms auf landwirtschaftliche Flächen hat zu der Notwendigkeit eines P-Recyclings aus dem Abwasser geführt. “
„Vor allem die Mikro- und Ultrafiltration, die entweder zur Flockenabtrennung bei einer nachgeschalteten Fällung bzw. direkt zur Biomassenabtrennung in Form eines MBR eingesetzt werden kann, gewährleistet Ablaufwerte von < 0,1mgL–1 Pges.“
„Eine Integration der Maßnahmen zur P-Rückgewinnung auf einer Kläranlage hat oftmals einen positiven Effekt auf die Stabilität des Kläranlagenbetriebes (verbesserte Schlammentwässerbarkeit, Vermeidung der P-Rückbelastung sowie Inkrustierungen). “
„Aus diesen Gründen sollte bereits in der Planungsphase einer Kläranlage das Konzept der P-Rückgewinnung in Betracht gezogen werden.“
„Allerdings erfordert die Integration einer P-Rückgewinnung meist einen hohen Investitions- und operativen Aufwand und setzt je nach der Verfahrensart eine Bio-P voraus. Außerdem muss die Einhaltung der geforderten Ablaufqualität sowie die Erzeugung eines markttauglichen Düngers oder Industrierohstoffs sowie deponierbarer Reststoffe beachtet werden.“

***

Kommentar:

Zu der Erwartung

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“

in dem wertvollen Übersichtsbeitrag „Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser“ eine Überlegung:

Die Erwartung, dass mit Blick auf die neue Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer die Phosphorablaufwerte weiter abzusenken sind, ist wasserwirtschaftlich oder auch ökologisch m.E. nicht nachvollziehbar.

Zu verstehen wäre die weitere Absenkung der Phosphorwerte dagegen, wenn es nur darum ginge, Kosten ohne Nutzen zu verursachen, also wenn die Erwartung im Wesentlichen auf geschäftliche Gründe zurückzuführen wäre:

Vergleiche dazu z. B.:
Nitrat und Phosphor im Gewässer,
u.a. die Ausführungen von Prof. Reichholf, J.H., Der Tanz um das goldene Kalb, Der Ökokolonialismus Europas, Verlag Klaus Wagenbach Berlin, 1. Auflage 2006 und
Prof. Kroiss: Wassergütewirtschaft – gesicherte Grundlagen, ungewisse Zukunft.
Prof. Kroiss: Kosten-Nutzen Überlegungen zur Abwasserfiltration

Ob eine solche Erwartung letztlich auch zu akzeptieren ist, ist eine Frage des Standpunktes und der Interessen des/der Wertenden.

Marina Sabelfeld und Sven-Uwe Geißen
Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser
Übersichtsbeitrag 

Einige Auszüge aus der Zusammenfassung:

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“
„Ein fortschreitendes Schrumpfen der Phosphorlagerstätten verbunden mit einer zunehmenden Abkehr von der direkten Ausbringung des Klärschlamms auf landwirtschaftliche Flächen hat zu der Notwendigkeit eines P-Recyclings aus dem Abwasser geführt. “
„Vor allem die Mikro- und Ultrafiltration, die entweder zur Flockenabtrennung bei einer nachgeschalteten Fällung bzw. direkt zur Biomassenabtrennung in Form eines MBR eingesetzt werden kann, gewährleistet Ablaufwerte von < 0,1mgL–1 Pges.“
„Eine Integration der Maßnahmen zur P-Rückgewinnung auf einer Kläranlage hat oftmals einen positiven Effekt auf die Stabilität des Kläranlagenbetriebes (verbesserte Schlammentwässerbarkeit, Vermeidung der P-Rückbelastung sowie Inkrustierungen). “
„Aus diesen Gründen sollte bereits in der Planungsphase einer Kläranlage das Konzept der P-Rückgewinnung in Betracht gezogen werden.“
„Allerdings erfordert die Integration einer P-Rückgewinnung meist einen hohen Investitions- und operativen Aufwand und setzt je nach der Verfahrensart eine Bio-P voraus. Außerdem muss die Einhaltung der geforderten Ablaufqualität sowie die Erzeugung eines markttauglichen Düngers oder Industrierohstoffs sowie deponierbarer Reststoffe beachtet werden.“

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Kommentar:

Zu der Erwartung

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“

in dem wertvollen Übersichtsbeitrag „Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser“ eine Überlegung:

Die Erwartung, dass mit Blick auf die neue Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer die Phosphorablaufwerte weiter abzusenken sind, ist wasserwirtschaftlich oder auch ökologisch m.E. nicht nachvollziehbar.

Zu verstehen wäre die weitere Absenkung der Phosphorwerte dagegen, wenn es nur darum ginge, Kosten ohne Nutzen zu verursachen, also wenn die Erwartung im Wesentlichen auf geschäftliche Gründe zurückzuführen wäre:

Vergleiche dazu z. B.:
Nitrat und Phosphor im Gewässer,
u.a. die Ausführungen von Prof. Reichholf, J.H., Der Tanz um das goldene Kalb, Der Ökokolonialismus Europas, Verlag Klaus Wagenbach Berlin, 1. Auflage 2006 und
Prof. Kroiss: Wassergütewirtschaft – gesicherte Grundlagen, ungewisse Zukunft.
Prof. Kroiss: Kosten-Nutzen Überlegungen zur Abwasserfiltration

Ob eine solche Erwartung letztlich auch zu akzeptieren ist, ist eine Frage des Standpunktes und der Interessen des/der Wertenden.
Marina Sabelfeld und Sven-Uwe Geißen
Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser
Übersichtsbeitrag

Einige Auszüge aus der Zusammenfassung:

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“
„Ein fortschreitendes Schrumpfen der Phosphorlagerstätten verbunden mit einer zunehmenden Abkehr von der direkten Ausbringung des Klärschlamms auf landwirtschaftliche Flächen hat zu der Notwendigkeit eines P-Recyclings aus dem Abwasser geführt. “
„Vor allem die Mikro- und Ultrafiltration, die entweder zur Flockenabtrennung bei einer nachgeschalteten Fällung bzw. direkt zur Biomassenabtrennung in Form eines MBR eingesetzt werden kann, gewährleistet Ablaufwerte von < 0,1mgL–1 Pges.“
„Eine Integration der Maßnahmen zur P-Rückgewinnung auf einer Kläranlage hat oftmals einen positiven Effekt auf die Stabilität des Kläranlagenbetriebes (verbesserte Schlammentwässerbarkeit, Vermeidung der P-Rückbelastung sowie Inkrustierungen). “
„Aus diesen Gründen sollte bereits in der Planungsphase einer Kläranlage das Konzept der P-Rückgewinnung in Betracht gezogen werden.“
„Allerdings erfordert die Integration einer P-Rückgewinnung meist einen hohen Investitions- und operativen Aufwand und setzt je nach der Verfahrensart eine Bio-P voraus. Außerdem muss die Einhaltung der geforderten Ablaufqualität sowie die Erzeugung eines markttauglichen Düngers oder Industrierohstoffs sowie deponierbarer Reststoffe beachtet werden.“

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Kommentar:

Zu der Erwartung

„Angesichts der neuen Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer ist eine weitere Absenkung der Phosphorablaufwerte zu erwarten.“

in dem wertvollen Übersichtsbeitrag „Verfahren zur Eliminierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser“ eine Überlegung:

Die Erwartung, dass mit Blick auf die neue Fassung der Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer die Phosphorablaufwerte weiter abzusenken sind, ist wasserwirtschaftlich oder auch ökologisch m.E. nicht nachvollziehbar.

Zu verstehen wäre die weitere Absenkung der Phosphorwerte dagegen, wenn es nur darum ginge, Kosten ohne Nutzen zu verursachen, also wenn die Erwartung im Wesentlichen auf geschäftliche Gründe zurückzuführen wäre:

Vergleiche dazu z. B.:
Nitrat und Phosphor im Gewässer,
u.a. die Ausführungen von Prof. Reichholf, J.H., Der Tanz um das goldene Kalb, Der Ökokolonialismus Europas, Verlag Klaus Wagenbach Berlin, 1. Auflage 2006 und
Prof. Kroiss: Wassergütewirtschaft – gesicherte Grundlagen, ungewisse Zukunft.
Prof. Kroiss: Kosten-Nutzen Überlegungen zur Abwasserfiltration

Ob eine solche Erwartung letztlich auch zu akzeptieren ist, ist eine Frage des Standpunktes und der Interessen des/der Wertenden.




Beliebige Größe des Einwohnergleichwertes?

Einwohnergleichwert als Mittelwert

Für die Frachtbewertung ist natürlich entscheidend, wie viel kg BSB5 /d die Kläranlage abbauen muss und nicht wie groß der Einwohnerwert ist.

Unter anderem für vergleichende Bewertungen und für Plausibilitätsprüfungen ist der Einwohnergleichwert aber durchaus interessant. Dient er doch dann zur Kläranlagenbemessung, wenn tatsächliche Frachtmessungen unterblieben oder nicht bzw. nur teilweise möglich waren.

Relevant ist dabei aber der Einwohnergleichwert für das konkrete Einzugsgebiet und sollte es sich um eine Kleinstadt oder um den ländlichen Raum handeln, dann nicht jener, der vielleicht für München, Hannover, Berlin oder für Frankfurt am Main in einer Höhe von 60 g BSB5 /Ed vor Jahren für zweckmäßig erachtet wurde und sicherlich noch einen gewissen Sicherheitszuschlag von wenigstens 10 % enthält.

Für den ländlichen Raum oder für Kleinstädte ist der übliche Einwohnergleichwert von 60 g BSB5 /Ed eher unrealistisch. Dafür gibt es mehrere Anzeichen:

1. Mit der Wende sprang der Einwohnergleichwert für die neuen Bundesländer von 54 g BSB5 /Ed plötzlich auf einen Einwohnergleichwert von 60 g BSB5 /Ed (siehe auch die  folgende Tabelle).

2. Mehrere Messungen des Autors, die 60 g BSB5 /Ed im Osten Deutschlands zu reproduzieren, scheiterten (z. B. Aue, Schollene, Könnern).

Tabelle: Größe und Struktur des Einwohnergleichwertes nach Literaturangabe

Das folgende Diagramm veranschaulicht, dass die Wahl eines allgemeingültigen Einwohnergleichwertes eine recht beliebige, wenn nicht gar unmögliche Angelegenheit werden kann.

Bag-Plot: Auswertung der Daten von gemessenen Einwohnergleichwerten von Pöpel

Der Einwohnergleichwert für die Kläranlage Könnern berechnet sich aus dem mittleren BSB5-Zulauf abzüglich der Frachten erheblicher industrieller Last dividiert durch die Zahl der angeschlossenen Einwohner.

In einem kürzlich kalkulierten Einwohnergleichwert beträgt die BSB5-Zulauffracht im Mittel 600 kg/d.

An die Kläranlage angeschlossen sind 11.205 E und dezentral der Fäkalschlamm aus dem Abwasser von 3.673 Einwohnern.

Nun ist zu berücksichtigen, dass das Abwasser der dezentralen Entsorgung eine Frachtreduzierung durch die Kleinkläranlagen erfuhr.

Ausgehend von der Annahme, dass der absetzbare BSB5 ca. 33 % des gesamten BSB5 beträgt (20 g BSB5/Ed dividiert durch 60 g BSB5/Ed ), gelangen mit der Fäkalschlammabfuhr maximal 33 % des BSB5 des Abwassers von 3.673 Einwohnern auf die Kläranlage. Maximal deshalb, weil ja auch ein gewisser Teil der BSB5-Last des Fäkalschlammes durch die anaeroben Prozesse während der Lagerung des Schlammes abgebaut wird.

Es wäre also mit einer Einwohnerzahl von 1.212 E zu rechnen, so dass die Gesamtzahl der frachtrelevanten Einwohner nun 12.417 Einwohner entspricht.

Werden jetzt 600 kg BSB5 durch 12.417 Einwohner dividiert, so beträgt dieser einzugsgebietsspezifische Einwohnergleichwert nicht etwa 60 g BSB5 /Ed, sondern einschließlich aller gewerblichen, industriellen Abwässer des Fäkalschlamms im Mittel kalkulatorisch nur 48 g BSB5 /Ed.

Einwohnergleichwert als P85

Kläranlagen werden nicht für eine mittlere Zulauffracht bemessen, sondern nach dem P85. In einem untersuchten Fall mit 41 gültigen Trockenwetterfrachtmessungen lag der P85 36 % über dem Mittelwert, so dass in diesem Fall der P85 des EGW 65,3 g BSB5/Ed beträgt. Neue BSB5-Frachten des Abwassers von Einwohnern wären als m. E. mit 65,3 g BSB5/Ed zu berücksichtigen und zu der vorhandenen P85 Zulauffracht zu addieren.
Für die industrielle Last, die mit dem EGW60 auf P85 umgerechnet wurde,  gilt natürlich einzugsgebietsunabhängig, dass ein Einwohner 60 g BSB5/d verursacht.

Erläuterungen ausgewählter Begriffe

Bag-Plot

Bag-Plots sind zweidimensionale Verallgemeinerungen des eindimensionalen Box-Plots. Im mittleren dunkelblauen Bereich der Graphik liegen die mittleren 50 % der Daten, die auch in der Box – dem Interquartilabstand – eines Box-Plots eingeschlossen werden. Der Abstand zwischen dem mittleren dunkelblauen Bereich und dem äußeren hellblauen Bereich entspricht der Länge mit der Whisker bei einem Box-Whisker-Plot. Punkte, die außerhalb der hellblauen Umrandung liegen, werden als Ausreißer angenommen und entsprechend markiert. Schließlich ist in dem Diagramm noch der Median einer Stichprobe eingetragen

Einwohnergleichwert (60 g BSB5/Ed)

Der Einwohnergleichwert dient in erster Linie dem Vergleichen einer industriellen Abwasserbelastung (z. B. Molkerei, Schlachthöfe,…) mit jener Abwasserbelastung, die eine bestimmte Anzahl von Einwohnern verursacht. Bezogen auf die CSB-Last verursacht ein Einwohner täglich 120 g CSB/Ed.

Der EGW bezieht sich in der Regel auf die BSB5Last, die ein Einwohner während eines ganzen Tages verursacht. Enthalten sind in dem EGW auch Lastanteile des Kleingewerbes!

Das Perzentil (P)
ist eine Bewertungsgröße zur Lage der Häufigkeit in einer Verteilungskurve z. B. von Messergebnissen im Rahmen einer statistischen Auswertung. Dabei wird die Verteilung in 100 gleiche Teile zerlegt (100 % der Messwerte). Perzentile sind gebräuchlich für die Güteüberwachung verschiedener Umweltmedien. Ein Perzentil 85 (P85) als Grenzwert gibt z. B. an, dass höchstens 15 % aller Messwerte eines Beobachtungszeitraumes über dem Grenzwert liegen dürfen. Eine Kläranlage wird dabei im Allgemeinen nicht für Maximalwerte bemessen. Vielmehr gilt für Frachten das Perzentil 85 und bei der hydraulischen Belastung das Perzentil 99 als Bemessungsmaximum.

Ausgewählte Literatur:

Randolf, R.
Kanalisation und Abwasserbehandlung
VEB Verlag für Bauwesen Berlin; 1974

Pöpel, F.
Lehrbuch für Abwassertechnik und Gewässerschutz
Deutscher Fachschriftenverlag, 7. Ergänzungsauslieferung, 1993

Imhoff, K.
Taschenbuch der Stadtentwässerung
27. Auflage, R. Oldenburg Verlag München – Wien 1990

Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen ab 5.000 Einwohnerwerten
ATV-Arbeitsblatt A 131, Februar 1991

ATV-Regelwerk
Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen
ATV-DVWK-A 131
Mai 2000


[1] interquartile range, IQR

[2] P25 – 1,5 *(P75-P25) bzw. P75 + 1,5 *(P75-P25)

[3] Bei einem Median hat höchstens die Hälfte der Beobachtungen in der Stichprobe einen Wert < m und höchstens die Hälfte einen Wert > m.




Nitrat und Phosphor im Gewässer

Schlechter wasserchemischer Gewässerzustand – auch eine Frage des Imports von Düngemitteln für den Export von Fleisch

Reichholf:

„Geht man auf den 55 % landwirtschhaftlich genutzter Landesfläche von einer Düngermenge aus, die gegenwärtig im Durchschnitt bei gut 200 Kilogramm Stickstoff pro Hektar und Jahr liegt, so stellt sich die Frage, woher diese nun kommt.

Mineraldünger macht nur wenig mehr als die Hälfte davon aus; in großen Gebietsteilen sogar erheblich weniger.

Organischer Dünger liefert also bis zu 100 Kilogramm Stickstoff.

»Dung« war früher Mist und ist heute in ganz überwiegendem Maße Gülle, also das, was die Tiere wieder von sich geben.

Recycling ist das aber nicht, wie sich aus den Angaben und Kalkulationen in den ersten drei Kapiteln ergibt.

Die »Super-Serengeti« Deutschland kann ihren Tierbestand selbst nicht ernähren.

Sie importiert in gewaltigen Mengen Futtermittel.

Sie steckt fast die Hälfte der Getreideproduktion in die Bereitstellung von Tierfutter, also fließt ein Teil des Mineraldüngers über den Umweg der Pflanzenproduktion zu den Tieren in die Ställe und als Gülle über das Land.

Und er kommt als »Dünger aus der Luft« zurück, weil Ammoniak (NH3) der Gülle und den Ställen entweicht, der vom Niederschlag aufgenommen und gelöst wird, um schließlich in Form von Ammonium gleichfalls zu düngen.

Die Gesamtmengen lassen sich besser im Vergleich verstehen:

Die landwirtschaftliche Viehhaltung erzeugt wenigstens dreimal soviel Abwasser als alle 82 Millionen Menschen in Deutschland.

Die Hauptquelle der Überdüngung ist also nicht die Getreideproduktion mit Einsatz von Mineraldünger, sondern die Abwasserproduktion der Tierhaltung.

Diese fällt das ganze Jahr über an, während sich der Mineraldüngereinsatz effizient auf die Zeit kurz vor Beginn und in den Wochen des starken Wachstums konzentriert.

Ginge das bei der Gülle auch, könnte sie den Mineraldünger sogar weitgehend ersetzen, aber Gülle gibt es nicht nur zwischen Mai und Juli.

Damit werden die importierten Futtermittel ganz klar zur Hauptquelle der generellen Überdüngung und Belastung von Böden, Grundwasser, Flüssen und Seen.

Der importierte Überschuß kann längst nicht mehr verkraftet und abgebaut werden.

Abwasser aus Südamerika fließt über Deutschland, könnte man verkürzt und überspitzt die Lage charakterisieren.

Gleichzeitig verschlingt dieser transkontinentale Fluß von Stoffen riesige Mengen an Energie.

In der mitteleuropäischen Landwirtschaft wird pro Kopf mehr als dreimal soviel Energie verbraucht wie vom großen Rest der Bevölkerrung.

Dabei sind davon nur die direkt eingesetzten Energiemengen zur Erzeugung und nicht die indirekten für die schier unglaublichen Transportwege erfaßt, die Zwischenprodukte zurücklegen — mit gravierenden Folgen für Deutschland, Europa und die Welt.“

Quelle:

Reichholf, J.H.
Der Tanz um das goldene Kalb
Der Ökokolonialismus Europas
Verlag Klaus Wagenbach Berlin
1. Auflage 2006

***

Kommentar

Lesenswertes Buch!

Wäre zu ergänzen mit der Bedeutung der „Biogasgüllle“.

U. Halbach

zenproduktion zu den Tieren in die Ställe und als Gülle über das Land. Und er kommt als »Dünger aus der Luft« zurück, weil Ammoniak (NH3) der Gülle und den Ställen entweicht, der vom Niederschlag aufgenommen und gelöst wird, um schließlich in Form von Ammonium gleichfalls zu düngen. Die Gesamtmengen
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lassen sich besser im Vergleich verstehen: Die landwirtschaftliche ‚ Viehhaltung erzeugt wenigstens dreimal soviel Abwasser als alle 82 Millionen Menschen in Deutschland.
Die Hauptquelle der Überdüngung ist also eetwereetteetergeSguktion mit Einsatz von Mineraldünger, sondern die Abwasserproduktion der Tierhaltung. Diese fällt das ganze Jahr über an, während sich der Mineraldüngereinsatz effizient auf die Zeit kurz vor Beginn und in den Wochen des starken Wachstums konzentriert. Ginge das bei der Gülle auch, könnte sie den Mineraldünger sogar weitgehend ersetzen, aber Gülle gibt es nicht nur zwischen Mai und Juli.
4)Anit werden die ImportfetietiPuttermittel ganz klar zur Haelliiir quelle der generellen Überdüngung und Belastung von Böden; Grundwasser, Flüssen und Seen. Der importierte Überschuß kann
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längst nicht mehr verkraftet und abgebaut werden. Abwasser au ’s Südamerika fließt über Deutschland, könnte man verkürzt un ,
überspitzt die Lage charakterisieren. Gleichzeitig verschlingt diesentranskontinentale Fluß von Stoffen riesige Mengen an Energie. ha/
der mitteleuropäischen Landwirtschaft wird pro Kopf mehr als dreimal soviel Energie verbraucht wie vom großen Rest der Bevölke-lr rung. Dabei sind davon nur die direkt eingesetzten Energiemengen
zur Erzeugung und nicht die indirekten für die schier unglaublichen Transportwege erfaßt, die Zwischenprodukte zurücklegen — mit gravierenden Folgen für Deutschland, Europa und die Welt.

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lassen sich besser im Vergleich verstehen: Die landwirtschaftliche ‚ Viehhaltung erzeugt wenigstens dreimal soviel Abwasser als alle 82 Millionen Menschen in Deutschland.
Die Hauptquelle der Überdüngung ist also eetwereetteetergeSguktion mit Einsatz von Mineraldünger, sondern die Abwasserproduktion der Tierhaltung. Diese fällt das ganze Jahr über an, während sich der Mineraldüngereinsatz effizient auf die Zeit kurz vor Beginn und in den Wochen des starken Wachstums konzentriert. Ginge das bei der Gülle auch, könnte sie den Mineraldünger sogar weitgehend ersetzen, aber Gülle gibt es nicht nur zwischen Mai und Juli.
4)Anit werden die ImportfetietiPuttermittel ganz klar zur Haelliiir quelle der generellen Überdüngung und Belastung von Böden; Grundwasser, Flüssen und Seen. Der importierte Überschuß kann
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längst nicht mehr verkraftet und abgebaut werden. Abwasser au ’s Südamerika fließt über Deutschland, könnte man verkürzt un ,
überspitzt die Lage charakterisieren. Gleichzeitig verschlingt diesentranskontinentale Fluß von Stoffen riesige Mengen an Energie. ha/
der mitteleuropäischen Landwirtschaft wird pro Kopf mehr als dreimal soviel Energie verbraucht wie vom großen Rest der Bevölkerrung. Dabei sind davon nur die direkt eingesetzten Energiemengen
zur Erzeugung und nicht die indirekten für die schier unglaublichen Transportwege erfaßt, die Zwischenprodukte zurücklegen — mit gravierenden Folgen für Deutschland, Europa und die Welt.




Kosteneffizienz beim Gewässerschutz

Die Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik – Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) vom 23.10.2000 (2000/60/EG, ABl. L 327/1), geändert durch die Entscheidung Nr. 2455/2001/EG vom 20.11.2001 (ABl. L 331/1) ist am 22.12.2000 in Kraft getreten.

Vorrangige Ziele sind die Herstellung eines guten ökologischen und chemischen Zustands der oberirdischen Gewässer und die Schaffung eines guten chemischen und quantitativen Zustands des Grundwassers.

Gefordert wird eine „Trendumkehr“ bei zunehmender Verschmutzung.

  1. Für künstliche oder erheblich veränderte Gewässer ist das gute ökologische Potenzial und der gute chemische Zustand herzustellen.
  2. Die Gewässerschutzmaßnahmen sind nach Kosteneffizienzkriterien durchzuführen.
  3. Alle signifikanten Belastungen im Einzugsgebiet der Gewässer sind zu erfassen und ihre Auswirkungen auf die Gewässer zu bewerten.
  4. Für die Zielerreichung sind unter Beteiligung der Öffentlichkeit Maßnahmenprogramme auszuarbeiten.

Kommentar:

Nach meiner langjährigen Beobachtung wird gegen die Positionen 2-4 dann am häufigsten verstoßen, wenn es um die Verschärfung oder um zusätzliche Gewässerschutzmaßnahmen geht.

Auf diese Weise werden dann mitunter sehr „teure Vögel“, aber in formal korrekter Manier geschaffen.

Man hält sich dabei vorzugsweise an Kommune und Abwasserzweckverbände, obwohl die Gewässerbelastung (N und P) z. T. mit über 90 % von der industriellen Landwirtschaft verursacht und z. T. sogar importiert wird.

U.H.

***

Siehe auch:

Bewirtschaftungsplan – EU WRRL

Ökologisches Potenzial für künstliche und erheblich veränderte Gewässer

Überwachungswert – Abwassereinleitung in Gewässer

Überwachungswerte – Verschärfung

 

 

 

 

 

 




650 Gramm Kokain! Und das im Abwasser an einem einzigen Sommerwochenende

Kläranlagen lassen Giftstoffe durch, Nachrüstung ist nötig

Von Beate Kittl.

„Viele Chemikalien fließen heute trotz Abwasserreinigung ungehindert in Flüsse und Seen.

Ozongas und Aktivkohlefilter schaffen Abhilfe.

Wer die Aufrüstung bezahlen soll, ist jedoch umstritten.“

Basler Zeitung am 14.3.2011

„Christoph Mathieu von der Universität Bern fand an einem Sonntag im Zürcher Abwasser Spuren von 650 Gramm Kokain – das sind rund 19’000 Linien an einem einzigen Sommerwochenende.

Wird das Abwasser von den Mikroverunreinigungen gereinigt, verlieren die Fahnder einen ihrer verlässlichsten Informanten.“




Kein CSB in der Natur!

Im übrigen erzeugt der CSB in der Natur keinen Sauerstoffbedarf, wie fälschlich fast ausnahmslos geglaubt wird.

Tatsächlich handelt es sich um den simulierten Verbrauch des Oxidationsmittels Kaliumdichromat unter unnatürlichen extremsten Laborbedingungen.

Stöchiometrisch wird die Masse des chemischen Sauerstoffes berechnet, den das Kaliumdichromat an das Reduktionsmittel „Wasserinhaltsstoffe“ abgibt.

Fachlich korrekt handelt es sich um den Kaliumdichromatverbrauch einer wässrigen Probe, ausgedrückt in mg O2 , z. B in mg O2/l.

Der CSB ist also eine Fiktion und noch nicht einmal eine wissenschaftliche.

Folgt man den Überlegungen von Goethe (Johann W. von Goethe, Maximen und Reflexionen) dann spielt es wohl ein wichtige Rolle, ob ein Begriff falsch oder wahr ist:

Begriffe und großer Dünkel sind immer auf dem Wege, entsetzliches Unglück anzurichten.

Siehe auch:

Fachbeitrag von 2013 in der wwt.
Download: CSB – Beweismittel einer Gewässerverschmutzung?)

Der CSB-Dosisfehler

Schwer abbaubar – auch ein Glück für die Umwelt!

Das Dilemma der Überwachung




Der CSB-Dosisfehler

Zwischen dem Überschreiten des CSB-Überwachungswertes und dem spezifischen Abwasseranfall kann es einen Zusammenhang geben.

Da der CSB meist einen hohen Anteil von nicht abbaubaren Stoffen enthält, kann beim Rückgang der Abwassermengen und bei sonst gleichen Bedingungen natürlich die CSB-Konzentration im Kläranlagenablauf steigen.

Nicht abbaubare Stoffe werden nun mal – wie der Name es verrät – nicht abgebaut und schon gar nicht in gewöhnlichen Kläranlagen. Bleibt die CSB-Fracht gleich und sinkt die Abwassermenge dann steigt die CSB-Konzentration. Vor 1989 gab es im Osten Deutschlands dieses Dilemma nicht, denn der wissenschaftliche Ansatz beim damaligen Gewässerschutz – der Effekt sei mal dahingestellt – beruhte auf der Einleitfracht, z. B. kg BSB5 /d.

Die Dosis eines Stoffes ist maßgeblich für eine Schadwirkung und nicht die Konzentration eines Überwachungswertes, die sich natürlich leichter verwalten lässt, ohne dass man von der Sache auch etwas verstehen muss.

Die Überlegungen zur Notwendigkeit einer Dosis gehen auf Philippus Theophrastus Aureolus Bombast von Hohenheim zurück, auf einen Arzt mit legendären Heilerfolgen. Die nach ihm benannte Paracelsus-Medaille ist die höchste Auszeichnung der deutschen Ärzteschaft für verdiente Ärzte. Bei dem Gewässerschutz findet sein Schadstofflehrsatz von 1589 „All Ding‘ sind Gift und nichts ohn‘ Gift; allein die Dosis macht, das ein Ding kein Gift ist.“ jedoch keine Beachtung. (Bemerkenswert ist, dass der Frachtansatz für die  ostdeutsche Wasserwirtschaft vor der Wende selbstverständlich war. Auch in der österreichischen Indirekteinleiterverordnung sind ebenso Schmutzfrachten als Schadstoffgrenzen vorgeschrieben, die zudem noch in Abhängigkeit der Kläranlagengröße stehen.)

Im Wasserrecht und in der Praxis wurde die Notwendigkeit einer Dosis als grundlegende Voraussetzung für eine Schadwirkung nicht berücksichtigt und damit eine unwissenschaftliche Basis geschaffen.

Anstelle der Dosis tritt in der Wasserwirtschaft – im extremen Gegensatz zur Medizin – nun eine zufällige, mitunter auch willkürliche Vorsorge. (Man darf nur hoffen, dass die Mediziner nicht dem „wasserwirtschaftlichen“ Niveau nach unten folgen und die Arzneien als Wirkstoffkonzentration nach gutem Glauben des Patienten verordnen.)

Vor dem Hintergrund, dass die Wasserwirtschaft ja effektiv sein soll, so zumindest schreibt es der Gesetzgeber vor, entspricht ein CSB-Überwachungswert als Konzentration nicht dem Stand der Technik.

Ob das ein Rückschritt ist? Der Autor ist sich aber nicht sicher, ob der Stand der Wissenschaft eine höhere Priorität hat als der Stand der Technik, oder ob sich beide Stände – wenn es um den Kommerz geht – sich sogar hin und wieder ausschließen? Denn das was der letzte Schrei der Technik ist, muss deshalb noch lange nicht gut für Deutschlands Gewässer sein.  Eine interessante Frage lautet:

Ist der Stand der Technik auch dann noch Stand der Technik, wenn er wissenschaftlich gewertet oder nüchtern logisch gesehen zugleich Unfug ist?

Doch nun zu einigen Voraussetzungen, die notwendig sind, damit überhaupt der versprochene Umweltschaden eintritt. Damit ein Stoff Schaden anrichten kann, müssen u. a. folgende Voraussetzungen gleichzeitig erfüllt sein:

  • Der Stoff muss am Zielort des Schadens sein.
  • Der Stoff muss hinreichend Zeit für seine Wirkung haben.
  • Der Stoff muss eine bestimmte Dosis überschreiten, die für die Schadwirkung notwendig ist.

Beweisführung

Prämissen

  1. Für das Verursachen eines Schadens ist eine Dosis notwendig
  2. Bei der CSB-Überwachung wird nur eine Konzentration gemessen.
  3. Eine Konzentration ist keine Dosis.

Konklusion:

Allein aus der CSB-Konzentration ist in der Regel keine Wirkung oder Schadwirkung zu beweisen.

(Eine Ausnahme: hinreichende Statistik bei induktiver Beweisführung.)

Siehe auch:

Fachbeitrag von 2013 in der wwt.
Download: CSB – Beweismittel einer Gewässerverschmutzung?)

Schwer abbaubar – auch ein Glück für die Umwelt!

Das Dilemma der Überwachung

Kein CSB in der Natur!




Kleinkläranlagen und Wassersparen

Wassersparen kann zu einer Überschreitung des CSB führen, weil die Konzentration der schwer- oder nicht abbaubaren Stoffe im Ablauf teilweise nur durch die Verdünnung reduziert wird.

Spart der Hauseigentümer Trinkwasser, dann konzentriert sich der CSB logischerweise auf. Diese Überlegungen treffen auch für kleine Siedlungskläranlagen zu.

Siehe hierzu die Abbildung. Man erkennt, dass Ablaufkonzentrationen von 250 mg CSB/l bei einem Trinkwasserverbrauch von 100 l/Ed normal sein können.

Die Überschreitung des CSB-Überwachunsgwertes ist aber kein Beweis für einen Straftatbestand der Gewässerverschmutzung, weil das CSB-Laborergebnis nicht auf die Natur übertragbar ist. Es gibt in der Natur keinen CSB.

Im Übrigen ist der Chemische Sauerstoffbedarf ein falscher Begriff. Tatsächlich handelt es sich um den Verbrauch von Sauerstoff, der an ein Oxidationsmittel chemisch gebunden ist.

Da im Gewässer dieses Oxidationsmittel nicht vorhanden ist, kann es dort auch keinen Bedarf für die Reduktion dieses Oxidationsmittels (Kaliumdichromat) geben.

 

(Siehe auch den Fachbeitrag von 2013 in der wwt.
Download: CSB – Beweismittel einer Gewässerverschmutzung?)




Abwasserlasten

Abwasserlasten

Der Begriff Abwasserlast ist als Äquivalent zum Begriff der Abwasserfracht zu nutzen, d. h. es handelt sich um die Masse der abgeleiteten Schadstoffmengen.

Die Angabe wird auf einen Zeitraum, wie z. B. kg/h; kg/d oder t/a oder auf ein Produktionsergebnis bezogen, z. B. kg BSB5/t Brühwurst. Die Fracht des jeweiligen Inhaltsstoffes wird über die Kombination der gemessenen Konzentration (z. B. mg/l; g/m³) mit der im Zeitraum der Ermittlung der Abwasserkonzentration angefallenen Abwassermenge (z. B. m³/d ) errechnet.
Der Hauptfehler bei der Bemessung von Kläranlagen für Gewerbegebiete oder bei der Berücksichtigung der Abwasserlast aus Gewerbegebieten besteht beobachtungsgemäß meist in einer fragwürdigen Annahme gewerblicher Abwasserlasten, für die es keine gesicherten Daten oder Anhaltspunkte gibt.

Uwe Halbach




LUA: Belastete Klärschlämme nicht landwirtschaftlich verwerten

Der nachfolgende Artikel wurde mit freundlicher Empfehlung vom EUWID Wasser und Abwasser bereitgestellt

LUA: Belastete Klärschlämme nicht landwirtschaftlich verwerten

“Vermeidung von Schadstoffeintrag nur durch Verzicht zu erreichen”

Das Prinzip der Vermeidung bzw. Minimierung des Schadstoffeintrags in Böden ist in letzter Konsequenz nur durch einen generellen Verzicht auf die bodenbezogene Klärschlammverwertung zu erreichen. Zu diesem Ergebnis kommt das Projekt “Umweltrelevante Schadstoffe in Klärschlämmen, Dünger und Kompost in Nordrhein-Westfalen” des Landesumweltamtes NRW (LUA), Essen. Der Forderung der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz (LABO) nach einer Vermeidung bzw. Minimierung des Eintrags von anthropogen erzeugten Schadstoffen in Böden könne die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung nicht gerecht werden.

Das Vermeidungs-/Minimierungsprinzip ist laut LUA für diese zahlreichen Stoffe schon deshalb dringend geboten, da wirkungsbezogene Erkenntnisse über das Verhalten in Böden allenfalls nur begrenzt vorliegen und bei der Mehrzahl der Stoffe gänzlich fehlen. Im Hinblick auf eine zukünftige bodenbezogene Klärschlammverwertung hält es die Behörde für unverzichtbar, dass mäßig bis stärker belastete Klärschlämme von einer Verwertung ausgeschlossen werden. Für ausgewählte Leitparameter sollten zulässige Höchstwerte festgelegt werden, die sich auch an der Ist-Belastung schadstoffarmer Klärschlämme orientieren sollten. Gegenüber den derzeitigen bzw. derzeit diskutierten Grenzwerten der deutschen Klärschlammverordnung und dem Entwurf der EU-Klärschlamm-Richtlinie sieht die Behörde zum Teil „ein erhebliches Absenkungspotenzial“.

Zu prüfen sei, ob die bodenbezogene Klärschlammverwertung auf die Abwasserbehandlungsanlagen zu beschränken sei, die in Abhängigkeit von der Einleiterstruktur eher schadstoffarmes Abwasser behandeln. Eine derartige Prüfung erfolge derzeit durch ein seitens des Umweltministeriums NRW in Auftrag gegebenes Gutachten.

Im Hinblick auf die in Böden überall vorkommenden Schadstoffe – etwa PAK, PCB, PCDD/F – muss nach Auffassung des Landesamtes für Umweltschutz zusätzlich sichergestellt werden, dass es durch die Klärschlammaufbringung nicht zu einer signifikanten Erhöhung der vorhandenen Hintergrundbelastung in Böden kommt. Dies ließe sich durch eine Begrenzung der Schadstoffkonzentrationen im Klärschlamm nach dem Grundsatz „Gleiches zu Gleichem“ oder durch eine Begrenzung der zugeführten Schadstofffracht auf ein „Eintrags-/Austrags-Gleichgewicht“ erreichen, heißt es weiter. Ergänzend könne ein biologischer Toxitätstest verbleibende Unsicherheiten, insbesondere hinsichtlich nicht chemisch-analytisch überwachter Schadstoffe, minimieren.Untersucht wurden im Rahmen des Projekts laut LUA alle 66 kommunalen Kläranlagen Nordrhein-Westfalens der Größenklasse 5 (über 100.000 Einwohner) sowie eine repräsentative Auswahl der übrigen Größenklassen.

Kontakt: Landesumweltamt NRW (LUA), Postfach 102363, 45023 Essen, Tel. 0201/79 95-0, Fax 0201/7995-1448.

Erschienen in der Zeitschrift EUWID – Wasser-Abwasser 07
Europäischer Wirtschaftsdienst GmbH
Bleichstr. 20-22
D-76593 Gernsbach
Tel.: 0 72 24/93 97-0
Fax: 0 72 24/93 97-904
www.euwid-wasser.de
wasser@euwid.de




Hohe Schadstoffeinträge durch Regenwasser

Der nachfolgende Artikel wurde mit freundlicher Empfehlung vom EUWID Wasser und Abwasser bereitgestellt

Hohe Schadstoffeinträge durch Regenwasser

In Nordrhein-Westfalen stammen fast genau so viele Einträge an sauerstoffzehrenden Substanzen aus Regenwasser wie aus den Abläufen der Kläranlagen. Im Jahr 2000 betrug die aus Mischkanälen direkt in die Gewässer eingetragene Fracht in NRW rund 60.000 Tonnen. Mit dem geklärten Abwasser gelangten im gleichen Jahr 65.000 Tonnen sauerstoffzehrende Substanzen in die Gewässer, berichtete Viktor Mertsch vom Umweltministerium des Landes Ende März auf der Essener Tagung für Wasser- und Abfallwirtschaft.

Auch hinsichtlich der chemischen Gewässergüte spielen für Mertsch die Mischwassereinträge eine herausragende Rolle. Bereits 1996 habe die Internationale Kommission zum Schutz des Rheins (IKSR) ermittelt, dass für Quecksilber die Mischwassereinleitungen den Hauptpfad darstellten. Auch Cadmium, Kupfer, Zink, Blei und Nickel gelangten heute vorwiegend aus unbehandelten Niederschlagseinleitungen in den Rhein, so Mertsch.

Aus diesen Gründet fordert Mertsch erhebliche Anstrengungen zur Verbesserung der Mischwasserbehandlung. Als geeignete Behandlung schlägt er den Bau von Bodenfiltern, die Steuerung des Mischwasserabflusses vor, dezentrale Versickerungsmaßnahmen sowie die Umstellung auf dezentrale Trennsysteme vor.

Erschienen in der Zeitschrift EUWID – Wasser-Abwasser 07
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Kostenlose Software des Institutes für Wasserwirtschaft Halbach

Zum Download den Hyperlink anklicken und entweder „Datei speichern“ und/oder – je nach Meldung des Browsers – sofort die „Datei ausführen“.

Download

Setup abwasser.exe
(zip-Datei)

Version: 2009

Größe: 2,2 MB

Programmbestandteile

  • Hydraulik – vollgefüllte Kanäle und Druckrohrleitungen (Gefälle gegeben und Gefälle gesucht)
  • Kalkulation der Schlammmengen nach der Schlammtabelle im „Taschenbuch der Stadtentwässerung“ von Karl und Klaus R. Imhoff , 27. Auflage Seite 242, Oldenburg 1990
  • Kalkulation der Schlammmengen bei einer Schlammentwässerung, Zentrifuge, Trocknung, usw.
  • Überbemessung von Kläranlagen – Was nun?
  • Energiekosten für Trink- und Abwasserpumpwerke
  • Ermittlung der Abwasserlast, jetzt auch nach Tabelle 1 der A 131
  • Euro- und Umsatzsteuerrechner
  • Das Programmmodul erlaubt die Hochrechnung von Kläranlagen- und Kanalbaupreisen auf die Preisbasis 2003.
  • Kreisfläche, Kreisdurchmesser, Kreiszylindervolumen
  • Bodendruckkraft – Wie groß muss der Überstau sein, damit sich ein Kanaldeckel aus dem Sitz hebt?
  • Welche Abwasserkosten entstehen dem Eigenheimbesitzer beim Bau einer Hauskläranlage?
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