Das Klären des Abwassers verläuft schrittweise: Erst werden Sand, andere grobe Partikel und Schwimmstoffe wie Öl und Fett mechanisch abgeschieden. Danach folgt die biologische Reinigung durch Bakterien in einem Belebungsbecken.
Elfmal rund um die Erde würde das etwa 450000 Kilometer lange deutsche Kanalnetz reichen. Es verbindet fast 95 Prozent der Bevölkerung Deutschlands mit über 10000 Kläranlagen, in denen jährlich etwa 9,6 Milliarden Kubikmeter Abwasser gereinigt werden. Seit Mitte der neunziger Jahre werden über 85 Prozent des in Deutschland anfallenden Abwassers in Kläranlagen behandelt, die über drei Reinigungsstufen verfügen: eine mechanische, eine biologische und eine biologisch-chemische Stufe.
In der mechanischen Reinigungsstufe strömt das Abwasser zunächst durch einen Rechen, der groben Unrat wie Flaschen, Dosen, Papier, Äste oder Kunststoffverpackungen zurückhält. Daran schließt sich ein Sandfang an, den das Abwasser nur sehr langsam durchströmt. Grobe Stoffe wie Kies und Sand lagern sich dabei am Boden des Beckens ab. Nach dem Sandfang fließt das Wasser in ein Vorklärbecken, wo es etwa zwei Stunden lang zurückgehalten wird. Fett und Öl, das an der Oberfläche schwimmt, wird hier abgeschöpft und abgelassen. Feine Schwebstoffe können sich im Vorklärbecken als Schlamm absetzen. Der Schlamm wird am Grund des Beckens abgesaugt, eingedickt und in einen Faulturm geleitet. In den drei Schritten der mechanischen Reinigung werden dem Abwasser etwa 30 Prozent seiner Schmutzfracht entzogen.
In der biologischen Reinigungsstufe sorgen Bakterien für eine weitere Klärung des Wassers. Dazu schafft man in einem Belebungsbecken durch ständige Zufuhr von Sauerstoff günstige Lebensbedingungen für die Kleinstlebewesen. Sie ernähren sich von feinen organischen Schwebstoffen aus Haaren, Kot, Papier und Mehl sowie von gelösten Substanzen aus Urin und Tensiden von Waschmitteln. Auch Schadstoffe wie Schwermetalle nehmen die Bakterien auf.
Viele Kleinstorganismen bilden Kolonien, die als sichtbare Schlammflocken im folgenden Nachklärbecken zu Boden sinken. Sie werden zum Teil als Rücklaufschlamm wieder in das Belebungsbecken zurückgepumpt, zum Teil in den Faulturm geleitet. Mit der Beseitigung des Klärschlamms aus dem Abwasser werden auch die biologisch abbaubaren Stoffe entfernt. Nach dem Durchlaufen der mechanischen und biologischen Reinigungsstufen ist das Abwasser zu 90 bis 95 Prozent gereinigt.
Um chemische Stoffe wie Nitrate und Phosphate aus dem Abwasser zu beseitigen, schließt sich in den meisten Kläranlagen noch eine weitere Reinigungsstufe an. Phosphate werden durch Zugabe von Eisensulfat (Grünsalz) entfernt. In einer chemischen Reaktion entsteht dabei aus den im Wasser gelösten Phosphaten unlösliches Eisenphosphat, das aus dem Wasser ausfällt. Der Abbau von Nitraten erfolgt durch Bakterien, die die Nitrat-Ionen zusammen mit Luftsauerstoff in Stickstoff verwandeln. Nach dem Entfernen von Phosphaten und Nitraten wird das geklärte Wasser in einen Fluss oder Bach geleitet.
Der Klärschlamm wird deponiert oder als Dünger in der Landwirtschaft verwendet. Das beim Faulen des Schlamms entstehende Gas lässt sich zur Stromerzeugung oder zum Heizen nutzen.
Ralf Butscher
