Hochwasserstufe 1

Wie ein Zuckerwürfel in der Talsperre

Wie ein Zuckerwürfel in der Talsperre
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11.10.2017

Von Manfred Kasper

Spurenstoffe, das sind in erster Linie Arzneimittelrückstände oder andere vom Menschen hergestellte chemische Produkte. Sie sind extrem klein und daher nur mit aufwendiger Laboranalyse überhaupt erkennbar. Experten bezeichnen sie gerne als „Zuckerwürfel in der Talsperre“. Das Problem ist, dass Spurenstoffe die Gewässer zunehmend belasten und über die Nahrungskette auch Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben können. Vor diesem Hintergrund ist es umso wichtiger, Ansätze zu finden, kritische Spurenstoffe im Abwasser zu erkennen und abzubauen.

Wie dies in der Praxis aussehen kann, untersuchen die Stadtentwässerungsbetriebe Köln, AöR (StEB Köln) seit Frühjahr 2017 in einer großtechnischen Pilotanlage im Klärwerk Köln-Rodenkirchen. Dort treffe ich auch Manuel Hartenberger, der bei den StEB für das Projekt AdOx verantwortlich ist. Die Abkürzung steht für die beiden Verfahren, die zur Eliminierung der Spurenstoffe in einer Versuchsanlage des Klärwerks zum Einsatz kommen: die Adsorption an granulierter Aktivkohle und die Oxidation mittels Ozonung.

Hartenberger erklärt mir, dass das Thema Spurenstoffe kein grundlegend neues Problem ist: „Spurenstoffe gibt es schon seit Ewigkeiten – was sich verändert hat, ist, dass sie sich in den Gewässern zunehmend anreichern“, betont er. Der Pilotversuch ist auch insofern richtungsweisend, weil er neueste analytische Möglichkeiten nutzt, um den Spurenstoffen auf die Spur zu kommen. Die innovative Idee der StEB Köln ist es, die Erkenntnisse aus den Tests in Rodenkirchen auf Großklärwerken wie in Köln-Stammheim zum Einsatz zu bringen. Sie übernehmen damit eine Vorreiterrolle, die bundesweit Aufmerksamkeit in der Abwasserwasserwirtschaft weckt.

Testverfahren mit Aktivkohle und Ozongas

Doch zurück ins Klärwerk Rodenkirchen. In Betrieb sind hier aktuell drei der insgesamt sechs Zellen, von denen zwei der Pilotanwendung dienen, jeweils eine pro Verfahren. Die dritte Zelle wird als Referenz im alten Verfahren betrieben. „Das Spannende ist, wie sich beispielsweise die Aktivkohle verhält, wenn wir größere Volumina einsetzen“, erläutert Hartenberger und verweist darauf, dass dabei diverse Unterschiede zu den zuvor durchgeführten Testphasen und halbtechnischen Versuchen auftreten. Ein Beispiel ist die Erkenntnis, dass das auf den ersten Blick effektivste Verfahren nicht zugleich das lukrativste für den Lebenszyklus der Aktivkohle ist. Ist diese erst einmal mit Spurenstoffen beladen, lässt die Reinigungsleistung nach und die Kohle muss ausgetauscht werden. Aus Gründen der Nachhaltigkeit ist man mittlerweile dazu übergegangen, die einmal eingesetzte Aktivkohle zu reinigen. Dazu muss sie zuvor so stark erhitzt werden, dass ihre Inhaltstoffe verpuffen. Ein Prozess, bei dem zwar ein kleiner Teil Aktivkohle verloren geht, über 90 Prozent jedoch bleibt erhalten.

Geht es beim Einsatz von Aktivkohle vor allem darum, möglichst viele Spurenstoffe zu binden, so wird bei der Ozonierung Ozongas in den Abwasserstrom eingeleitet, um chemische Reaktionen hervorzurufen. Um hierbei auf bereits vorhandene Erfahrungen zurückgreifen zu können, haben sich Hartenberger und sein Team im Vorfeld zum Beispiel eine Demonstrationsanlage in Zürich angeschaut, die mit Ozonung arbeitet. Hier haben sie Anregungen erhalten, wie die Zufuhr des Ozongases optimal gesteuert werden kann.

Passende Lösungen und klare Vorgaben

Noch ist offen, welches Verfahren letztlich für das Kölner Abwasser geeigneter ist und wie die Kläranlagen perspektivisch umgerüstet werden können. „In jedem Falle brauchen wir hoch spezialisierte und für den Einzelfall passende Lösungen, um erfolgreich zu sein“, unterstreicht Hartenberger. So müsse zunächst untersucht werden, wie die Stoffe im Gewässer miteinander reagierten und welche Auswirkungen der daraus entstehende „Cocktail“ auf Tiere und Pflanzen habe. Diesbezüglich seien Forschung und Politik noch in einer Findungsphase. Hinzu komme, dass bislang eine nationale Mikroschadstoffstrategie und damit auch gesetzliche Verpflichtungen und Vorgaben fehlten. Daher handele es sich bei den ergriffenen Maßnahmen um freiwillige Aktivitäten zur vorsorglichen Prävention.

Perspektivisch, so Hartenberger, werde jedoch kein Weg an der Erweiterung einiger Anlagen um eine „Vierte Reinigungsstufe“ vorbeiführen. Viel besser noch wäre es seiner Meinung nach, den Eintrag kritischer Spurenstoffe bereits an der Quelle zu vermeiden, beispielsweise indem ungefährlichere Chemikalien genutzt werden. Nur so könnten ein zukunftsweisender Umgang mit dem Thema Spurenstoffe erreicht werden. „Unser Vorteil ist, dass wir uns hier konkret und im großtechnischen Versuch mit den beiden Verfahren befassen können. Dass diese geeignet sind, wissen wir bereits. Uns als Anlagenbetreiber geht es darum, wie wir es schaffen, möglichst effektiv und nachhaltig zu arbeiten“.

Die Zwischenbilanz nach einem halben Jahr Testphase fällt positiv aus. Im August mussten zwar die Filterdüsen für die beiden Verfahren ausgetauscht werden, um Störungen des Betriebsablaufes zu vermeiden, jetzt aber laufen die großtechnischen Versuche in Echtzeit. Hartenberger geht davon aus, Ende 2018 einen Abschlussbericht vorlegen zu können, der Wirksamkeit, Betriebstauglichkeit und Kosten der jeweiligen Verfahren bewertet. Dies sei zugleich eine wichtige Grundlage für die Möglichkeit einer Umrüstung der Anlagen im Großklärwerk Köln-Stammheim und die weitere Aufklärungs- und Sensibilisierungsarbeit in Sachen Spurenstoffe. Denn parallel zu technischen Lösungen führen die StEB Köln immer wieder auch Aktionen und Kampagnen durch, um die Menschen darauf hinzuweisen, welche Stoffe ins Abwasser dürfen und welche besser nicht hinein sollten.