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Öffentliche Abwasserbeseitigung

Abwasserbehandlung. Foto: StEB Köln

Die Errichtung und Erhaltung einer den Regeln der Technik entsprechenden abwassertechnischen Infrastruktur ist für das dicht besiedelte und hoch industrialisierte Land Nordrhein-Westfalen von großer Bedeutung. Deshalb ist es grundsätzliche Aufgabe der jeweiligen Städte und Gemeinden, das auf ihrem Gebiet anfallende Schmutz- und Niederschlagswasser abzuleiten und zu beseitigen.


Pflichtaufgabe für die Kommunen

Städte und Gemeinden sind gesetzlich dazu verpflichtet, das auf ihrem Gebiet anfallende Abwasser (Schmutz- und Niederschlagswasser) abzuleiten und zu beseitigen. Sie sind damit auch verpflichtet, die dazu erforderlichen Anlagen zu bauen und zu betreiben. In einigen Einzugsgebieten größerer Flüsse (zum Beispiel Ruhr, Emscher, Lippe und Erft) wird die Abwasserbeseitigungspflicht von  Wasserverbänden wahrgenommen. Für die Beseitigung des auf außerörtlichen Straßen anfallenden Niederschlagswassers ist die Straßenbauverwaltung verantwortlich.

Zur Umsetzung der komplexen Aufgabe „Abwasserbeseitigung“ dient in Nordrhein-Westfalen das Instrument der „Abwasserbeseitigungskonzepte“ (ABK). Kommunen und Wasserverbände sind gesetzlich verpflichtet , Abwasserbeseitigungskonzepte zu erstellen (§ 53 bzw. § 54 des Landeswassergesetzes NRW).

Kanal. Foto: StEB Köln

Die Instandhaltung der Kanalisation gehört zu den kommunalen Pflichtaufgaben. Foto: StEB Köln

Trenn- oder Mischsystem: Die Kanalisation

Den unterirdischen Teil der erforderlichen Infrastruktur bilden die Anlagen zur Abwasserableitung, die Kanalisation. Dabei ist zwischen zwei verschiedenen Verfahren zu unterscheiden. Beim Mischsystem werden Schmutz- und Niederschlagswasser in einem gemeinsamen Kanal abgeführt. Beim Trennsystem werden Schmutz- und Niederschlagswasser in getrennten Kanälen abgeleitet.

Mischsysteme sind so ausgelegt, dass bei Starkregenereignissen ein Teil des Abwassers, das in diesem Fall überwiegend aus Niederschlagswasser besteht, nicht zu einer Kläranlage weitergeleitet wird, sondern teils mechanisch behandelt, teils unbehandelt in ein Gewässer eingeleitet wird. Das ist erforderlich, um eine Überlastung der unterhalb liegender Kanalisationsnetze sowie der Kläranlage zu verhindern. Ziel ist es, die Belastung von Gewässern aus Mischwasserentlastungsanlagen so gering wie möglich zu halten.

Bei Trennsystemen werden das anfallende Schmutzwasser der jeweiligen Kläranlage zugeführt und das getrennt gefasste Niederschlagswasser entweder nach einer mechanischen Reinigung (Sedimentation) oder direkt einem Gewässer zugeleitet. Teilweise erfolgt eine Rückhaltung in einem Regenrückhaltebecken, das allein der Zwischenspeicherung dient, während Regenklärbecken zudem eine Sedimentationswirkung aufweisen.

Kanalsysteme müssen technisch intakt sein

Schäden an Kanälen können dazu führen, dass Abwasser aus diesen Kanälen austritt und in den umgebenden Boden und in das Grundwasser eintritt und dort zu Verunreinigungen führt. In anderen Fällen können undichte Kanäle dazu führen, dass anstehendes Grundwasser in die Kanalisation eintritt (Fremdwasser) und so das gesamte Entwässerungssystem unnötig belastet. Das kann auch dazu führen, dass ein dem Stand der Technik entsprechender Betrieb der Kläranlage nicht gewährleistet werden kann und dass vermehrt belastetes Abwassers in die Gewässer eingeleitet werden muss.

Bereits seit dem Jahr 1996 sind die Städte und Gemeinden verpflichtet, ihre Kanalisation regelmäßig zu überprüfen und bei Bedarf zu sanieren. Das hat dazu geführt, dass sich der Zustand der öffentlichen Kanalisation regelmäßig verbessert hat.

Niederschlagswasserbeseitigung nachhaltig und effizient

Das Ziel der Siedlungsentwässerung war in der Vergangenheit die schnelle und vollständige Ableitung des Schmutz- und Niederschlagswassers. Dadurch wird jedoch der natürliche Wasserkreislauf gestört. Deshalb wurde bereits Mitte der 90er Jahre in Nordrhein-Westfalen und ist seit 2009 bundesweit festgelegt, dass Niederschlagswasser ortsnah versickert, verrieselt, direkt oder über die Kanalisation ohne Vermischung mit Schmutzwasser in ein Gewässer eingeleitet werden soll. Neben diesen zentralen Behandlungsmöglichkeiten können damit  auch dezentrale Anlagen zum Einsatz kommen.


Abwasserbehandlungsanlage. Foto: StEB Köln

Reinigungsstufe einer Abwasserbehandlungsanlage. Foto: StEB Köln

Anlagen zur Abwasserbehandlung

Das über die öffentliche Kanalisation abgeleitete Abwasser wird in der kommunalen Kläranlage behandelt. Die Reinigung des Abwassers erfolgt dort üblicherweise in einem mehrstufigen Prozess. Zunächst werden die absetzbaren Stoffe des Abwassers in einer mechanischen Reinigungsstufe abgetrennt. Gelöste organische Stoffe werden mittels Bakterien in der biologischen Behandlungsstufe eliminiert. In der dritten Stufe erfolgt die Nährstoffelimination, also die Entfernung von Phosphor- und Stickstoffverbindungen. Weitere Verfahren zur Verbesserung der Reinigungsleistung und zur Entfernung weiterer Stoffe , wie zum Beispiel Mikroschadstoffe, kommen je nach Erfordernis zum Einsatz. Dazu gehören beispielsweise die Membrantechnik, oxidative Verfahren unter Verwendung von Ozon oder auch photochemische Verfahren sowie die Aktivkohlebehandlung.

In der mechanischen und in der biologischen Abwasserbehandlung fallen feste Stoffe an, die als Schlamm aus dem Abwasser abgetrennt werden. Dieser Klärschlamm enthält Schadstoffe und muss entsprechend als Abfall behandelt und entsorgt werden.

Kleinkläranlagen

In ländlich strukturierten Gebieten gibt es häufig einzeln stehende Häuser und Streusiedlungen, bei denen ein Anschluss an die öffentliche Kanalisation mit einem unverhältnismäßig hohen Kostenaufwand verbunden wäre. In diesen Bereichen kommen Kleinkläranlagen und abflusslose Gruben zum Einsatz. Verbunden mit kommunalen Erschließungsmaßnahmen und der Ausweisung von Baugebieten erfolgt im Regelfall die Errichtung einer Kanalisation. Infolgedessen ist ein steter Rückgang von Kleinkläranlagen und abflusslosen Gruben in den letzten Jahren zu verzeichnen. Anforderungen an die Ablaufleistung von Kleinkläranlagen sind seit 2002 bundesweit einheitlich in der Abwasserverordnung geregelt.


Starker Niederschlag. Foto: Knud Nielsen / panthermedia.net

Starke Niederschläge können die Kanalisation an ihre Grenzen bringen. Foto: Knud Nielsen / panthermedia.net

Starkregen und Extremwetterereignisse

Die öffentliche Kanalisation ist grundsätzlich auf Normalregenereignisse ausgelegt (sogenannte Bemessungsregen bzw. häufig auftretende Regenereignisse). Bei den im Vergleich zu den Normalregenereignissen eher seltenen und punktuell auftretenden Starkregen und Extremwetterereignissen hat das Kanalsystem seine Leistungsfähigkeit erreicht, zusätzliche Wassermengen können dann nicht mehr von der Kanalisation aufgenommen werden. Starkregen- und Extremwetterereignisse führen folglich - neben der Überflutung aus Gewässerläufen - auch zur Überlastung von Kanalisationen. Ein absoluter Schutz gegen die negativen Auswirkungen von Überflutungen durch Extremwetterereignisse ist nicht möglich. Allerdings kann durch geeignete Vorsorgemaßnahmen im öffentlichen aber auch privaten Bereich, das Schadenspotenzial bzw. das Gefährdungsrisiko verringert werden. Dazu ist es wichtig, diejenigen Bereiche zu identifizieren, in denen zukünftig zunehmende Belastungen durch Starkregen zu erwarten sind. Betroffene Bürgerinnen und Bürger, Gewerbe- und Industriebetriebe, aber auch kommunale Planungsbehörden, können zum Beispiel durch entsprechende Karten, in denen Fließwege, überflutungsgefährdete Bereiche und maximale Wasserstände dargestellt und durch eine sich darauf aufbauende Gefährdungsanalyse sensibilisiert werden. Mögliche Gegenmaßnahmen können dann im Rahmen eines Starkregenrisikomanagements gezielt angegangen werden. Darüber hinaus sollten die Abwasseranlagen selbst hochwassersicher (Überflutung aus Gewässerläufen) sein, um sie sicher betreiben zu können.