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FAQ zur Kommunalabwasserrichtlinie (KARL)

<p>Bis Ende Juli 2027 müssen alle EU-Länder die neue Kommunalabwasserrichtlinie, kurz KARL, in nationales Recht übernehmen. Die Richtlinie ist ein Meilenstein für den Gewässerschutz. Hier finden Sie Fragen und Antworten zum Thema.</p><p>Was ist die Kommunalabwasserrichtlinie und seit wann gibt es sie?</p><p>Die<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=OJ:L_202403019">EU-Richtlinie 2024/3019</a>über die Behandlung von kommunalem Abwasser (Kommunalabwasser-richtlinie - KARL) löst die seit 1991 geltende Richtlinie 91/271/EWG ab. Sie regelt, wie kommunales Abwasser gesammelt, gereinigt und in die Umwelt eingeleitet wird. Ziel der Überarbeitung der Richtlinie ist es, Gewässer zukünftig noch besser vor Verschmutzung durch Abwasser zu schützen. Mit der Überarbeitung der Richtlinie werden Probleme, wie der Eintrag von Mikroschadstoffen, die Mischwasserentlastungen aus der Kanalisation bei starkem Regen und der Energieverbrauch der Kläranlagen, besser berücksichtigt. Die überarbeitete Richtlinie wurde am 12. Dezember 2024 veröffentlicht und ist am 1. Januar 2025 in Kraft getreten. Alle EU-Länder müssen die neuen Regeln bis spätestens 31. Juli 2027 in ihr nationales Recht übernehmen.</p><p>Warum ist die neue KARL ein Meilenstein für den Gewässerschutz?</p><p>Die KARL verstärkt den Gewässerschutz durch zahlreiche Anforderungen, vor allem diese:</p><p>Welchen Mehrwert hat die KARL noch, etwa für den Gesundheits- und Klimaschutz?</p><p>Neue Vorgaben zur<strong>Überwachung bestimmter Krankheitserreger</strong>(z.B. Viren) sowie antimikrobiellen Resistenzen stärken den vorsorgenden Gesundheitsschutz. So schreibt die Richtlinie die Bereitstellung eines Systems zum ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/m?tag=Monitoring#alphabar">Monitoring</a>⁠ von Parametern mit gesundheitlicher Relevanz (z.B. SARS-CoV-2, Poliovirus, Influenzaviren, aber auch neu auftretende Erreger) sowie antimikrobieller Resistenzen im Abwasser vor. Damit kann zukünftig frühzeitig ein Rückschluss auf anstehende gesundheitliche Geschehnisse, wie den Verlauf einer Grippewelle, gezogen werden, da sich schwankende Mengen von Erregerbestandteilen in Ausscheidungen und damit immer auch im Abwasser finden und so das Infektionsgeschehen in der Bevölkerung widerspiegeln können.</p><p>Die<strong>Energieneutralität der Kläranlagen</strong>soll sowohl durch eine verbesserte Energieeffizienz als auch eine Reduzierung des Energieverbrauchs und eine Steigerung der Energieerzeugung (etwa durch Nutzung von Abwärme aus dem Abwasser, Photovoltaik auf verfügbaren Flächen auf den Kläranlagen oder die Gewinnung von Klärgas aus Klärschlamm) erreicht werden. Dazu müssen die Kläranlagen regelmäßige Energieaudits durchführen, um entsprechende Maßnahmen zu identifizieren. Zudem werden die Treibhausgasemissionen, insbesondere Methan und Lachgas, als klimarelevante Faktoren einer Kläranlage bilanziert. Daraus können ebenfalls entsprechende Maßnahmen zur Reduzierung möglicher Emissionen abgeleitet und ein aktiver Beitrag zum ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ umgesetzt werden.</p><p>Wieso ist eine weitergehende Abwasserbehandlung notwendig?</p><p>Herkömmliche Klärverfahren, vor allem die mechanisch-biologische und die chemische Behandlung, können viele Spurenstoffe nicht ausreichend entfernen. Diese Spurenstoffe gefährden Gewässerökosysteme, Trinkwasserressourcen und langfristig auch die menschliche und aquatische Gesundheit. Die vierte Reinigungsstufe ergänzt die bisherigen drei mechanisch-biologisch-chemischen Reinigungsstufen der Abwasserreinigung, zum Beispiel mit Verfahren der Aktivkohlefiltration oder Ozonung. Sie dient der gezielten Entfernung beziehungsweise Reduzierung von Spurenstoffen, die mit bisherigen Verfahren nicht ausreichend abgebaut werden, und verbessert die Gewässerqualität nachhaltig.</p><p>Da im Kommunalabwasser eine Vielzahl von Stoffströmen zusammenläuft, ist die Einführung der vierten Reinigungsstufe dort eine effiziente Maßnahme zur Reduzierung der von diesen Stoffen ausgehenden Risiken.</p><p>Entfernt eine vierte Reinigungsstufe alle Spurenstoffe?</p><p>Eine vierte Reinigungsstufe reduziert die im Abwasser vorhandenen Spurenstoffe in einem hohen Maße (insgesamt mindestens um 80 Prozent). Somit können viele, aber nicht alle Spurenstoffe stark reduziert werden. Jeder ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a>⁠ unterliegt einer spezifischen Abbaudynamik und die Reduzierungsraten sind dementsprechend unterschiedlich. Zusätzlich ergeben sich unterschiedliche Reduzierungsraten aufgrund der eingesetzten Verfahrenstechnik (z.B. Aktivkohle oder Ozonung).</p><p>Welche Kläranlagen müssen die vierte Reinigungsstufe installieren?</p><p>Die KARL sieht Vorgaben zur Installation der vierten Reinigungsstufe für bestimmte Kläranlagen vor. Pflicht ist der Ausbau für alle Kläranlagen ab 150.000 Einwohnerwerten (EW). Für Kläranlagen unter dieser Schwelle ergibt sich die Notwendigkeit eines Ausbaus nach einer Risikobewertung. Die Methodik der Risikobewertung wird derzeit entwickelt, so dass die Anzahl der betroffenen Kläranlagen noch nicht sicher geschätzt werden kann.</p><p>Was kostet der Ausbau der vierten Reinigungsstufe?</p><p>Die konkreten Kosten sind noch nicht exakt bezifferbar. Sie hängen insbesondere von der Anzahl der auszubauenden Kläranlagen und der Risikobewertung ab. Die von der EU-Kommission verwendete Folgenabschätzung ermittelt die Kosten anhand bisher errichteter Kläranlagen sowie einer Schätzung des notwendigen Ausbaus. Die KARL sieht einen stufenweisen Ausbau der betroffenen Kläranlagen bis zum Jahr 2045 vor.</p><p>Was ist die erweiterte Herstellerverantwortung (EHV)?</p><p>In Artikel 191 Absatz 2 EU-Vertrag (AEUV) ist das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Verursacherprinzip#alphabar">Verursacherprinzip</a>⁠ verankert. Dieses besagt, dass grundsätzlich derjenige, der Umweltbeeinträchtigungen verursacht (hat), für die Beseitigung oder Verringerung in die Pflicht genommen werden soll. Ziel ist es, das im EU-Vertrag verankerte Verursacherprinzip auch im Wasserrecht zu stärken und bestimmte Produkthersteller finanziell an den Kosten der Entfernung von Spurenstoffen aus dem kommunalen Abwasser zu beteiligen, wenn die von ihnen in den Produkten verwendeten Stoffe schädlich für unsere Gewässer sind. Die Herstellerverantwortung soll auch Innovationen und die Entwicklung leicht abbaubarer Stoffe fördern – vergleichbar mit den Entwicklungen bei Wasch- und Reinigungsmitteln vor 50 Jahren. Die EHV muss bis spätestens 1. Januar 2029 operabel sein.</p><p>Auf nationaler Ebene wurde die Anwendung der erweiterten Herstellerverantwortung in Deutschland bereits in der<a href="https://www.bmuv.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Binnengewaesser/BMUV_Wasserstrategie_bf.pdf">Nationalen Wasserstrategie</a>(NWS – 2023) gemeinsam mit unterschiedlichen Stakeholdern und allen Ressorts der Bundesregierung vereinbart. In der Strategie ist unter anderem die Forderung nach einer EHV auf EU-Ebene für eine anteilige Finanzierung enthalten (Aktion 37 der NWS).</p><p>Welche Hersteller sind von der EHV betroffen?</p><p>Artikel 9 KARL bestimmt, dass die Unternehmen, die Arzneimittel und Kosmetika in den Verkehr bringen, mindestens 80 Prozent der Kosten finanzieren, die für Errichtung und Betrieb der vierten Reinigungsstufe anfallen. Die KARL fokussiert dabei zunächst auf die Wirtschaftssektoren Pharma- und Kosmetikherstellung. Diese Regelung der Richtlinie basiert auf einer wissenschaftlichen Studie der EU-Kommission, wonach aus diesen beiden Wirtschaftszweigen 92 Prozent der Mikroschadstoffe im Abwasser enthalten sind. Die Einbeziehung weiterer Wirtschaftszweige beziehungsweise Produktgruppen ist nach der Richtlinie regelmäßig zu prüfen – zunächst bis Ende 2033 und sodann bis Ende 2040. Deutschland und andere Mitgliedstaaten der EU setzen sich dafür ein, dass diese Evaluierung frühzeitiger als in der Richtlinie vorgesehen erfolgt. Wissenschaftliche Studien, die eine andere Verteilung oder eine Zuordnung der Mikroschadstoffe zu weiteren Wirtschaftssektoren aufzeigen, liegen derzeitig allerdings nicht vor.</p><p>Die EHV gilt unabhängig davon, ob die einzelnen Komponenten der Produkte in einem Mitgliedstaat der Union oder in einem Drittland hergestellt worden sind oder ob die Hersteller über einen Sitz in der Union verfügen oder das Produkt über eine digitale Plattform in Verkehr gebracht worden ist. Eine einseitige Belastung deutscher oder europäischer Hersteller ist damit ausgeschlossen.</p><p>Die Beitragspflicht richtet sich nach der Menge und Gefährlichkeit der in Verkehr gebrachten Stoffe. Die konkrete Ausgestaltung der Berechnung der Beitragspflicht und möglicher Ausnahmen ist noch nicht abgeschlossen.</p><p>Welche Institutionen begleiten die nationale Umsetzung der KARL in Deutschland?</p><p>Bis zum 31. Juli 2027 muss die KARL in nationales Recht (Gesetz, Verordnung) umgesetzt werden. Die Herstellerverantwortung soll zum 1. Januar 2029 starten. Das Bundesumweltministerium ist, in Abstimmung mit anderen Bundesressorts, für die rechtliche Umsetzung federführend, das Umweltbundesamt (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠) unterstützt das Umweltministerium fachlich, unter anderem durch zwei Forschungsprojekte zu den technischen, rechtlichen und finanziellen Details.</p><p>Fußnoten</p><p>1Der Einwohnerwert (EW) stellt eine Rechengröße für die Abwasserreinigung dar (siehe DIN EN 1085). Er ist ein Maß für die Belastung gewerblich-industriell genutzten Abwassers mit organisch abbaubaren Stoffen - gemessen als BSB5, das angibt, welche Einwohnerzahl dieser Belastung entspricht (<a href="http://wasser-wissen.de/abwasserlexikon/e/einwohnerwert.htm">Einwohnerwert (EW)</a>).</p>

Adsorption von Gasen an Feststoffen, insbesondere an Kohlenstoff

Sonderabfall und Deponieverfahren

Verwertung und schadlose Beseitigung von Sonderabfaellen durch thermische Verfahren. Betrieb von Labor- und Technikumsanlagen zur Abfallverbrennung mit reinem Sauerstoff. Entwicklung einer zweistufigen Wirbelschichtanlage zur Verbrennung fluidisierbarer Produktionsrueckstaende. Entwicklung und praxisnahe Erprobung von on-line- und in-situ-Sensoren zur Emissionskontrolle von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH) in Aerosolform. Untersuchungen zum Verhalten von Schadstoffen an Aktivkohlen und Zeolithen bei der trockenen Rauchgasreinigung. Verfestigung von Rueckstaenden aus der Rauchgasreinigung. Pyrolyse von Klaerschlamm und Einsatz des Pyrolysekokses bei der Abwasserreinigung und Behandlung frischer Klaerschlaemme.

Reduzierung der Emissionen bei der Insekten-Raumbegasung durch Einsatz einer zweistufigen Adsorptionsanlage

Die bei der Begasung von Getreide in einer Muehle entstehenden unkontrollierten hochgiftigen Methylbromid-Emissionen werden vollstaendig vermieden und das eingesetzte Insektizid zurueckgewonnen und wiederverwertet. Hierzu ist folgende Verfahrenstechnik vorgesehen. Das eingesetzte Giftgas wird vor der Begasung auf einem Adsorberspeicher (Aktivkohle) gebunden und erst mit der zu begasenden Raumluft aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben und in die Muehle geleitet. Nach erfolgter Begasung wird durch umgekehrte Regelung von Temperatur und Druck die mit Schadstoff beladene Raumluft wieder durch das Adsorptionsmittel geleitet, wobei das Giftgas an der Aktivkohle adsorbiert wird. Mittels eines Hochleistungsgeblaeses mit Drosselventil wird ein fuer die Adsorption guenstiger Unterdruck von etwa 0,5 bar und ein fuer die Begasung (Desorption) entsprechender Unterdruck erzeugt. Durch mehrere Absperrhaehne koennen Adsorption und Desorption im Gegenstrom zueinander gefuehrt werden. Das Giftgas wird im Adsorber gespeichert und steht mit einer fahrbaren Anlage fuer eine weitere Nutzung zur Verfuegung. Durch Verringerung des Raumvolumens mittels eines aufblasbaren Verdraengungskoerpers kann der Begasungsaufwand zB bei geometrisch regelmaessig gestalteten leeren Siloraeumen deutlich gesenkt werden. Durch Anpassen der Stufenzahl der Adsorberspeicher an das Begasungsvolumen wird erreicht, dass die Adsorber immer mit annaehernd gleichen spezifischen Bedingungen arbeiten. Die Entsorgung kann durch diese mobile Anlage aeusserst wirtschaftlich durchgefuehrt werden.

Ein bio-elektrochemischer Sensorarray zur Detektion von Perfluoralkylsäuren (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Veranlassung Es fehlen schnelle und vor allem feldtaugliche Methoden zur Detektion von PFAS in der Umwelt, um so zeitnah Maßnahmen zur Minderung von PFAS-Kontaminationen durchzuführen oder den Erfolg von Minderungsmaßnahmen zu beurteilen. Entsprechende Methoden können ebenso helfen, die Prozesssteuerung einer Abwasserbehandlung zur Entfernung von PFAS z. B. durch eine Aktivkohlebehandlung zu optimieren. Das Projekt PFASense hat sich zum Ziel gesetzt, eine solche Methode zu entwickeln. Hierzu werden Elektroden hergestellt, die a) entweder für eine spezifische Detektion perflourierter Verbindungen oberflächenmodifiziert sind und b) biologische Effekte, die durch perflourierte Verbindungen hervorgerufen werden können, mit mikrobiellen Bioreportern elektrochemisch erfassen. Mit den individuellen Signalen der einzelnen Elektroden wird eine KI trainiert und auf diese Weise ein Sensor-Array zur sensitiven Detektion der großen Stoffgruppe der perfluorierten Verbindungen in Umweltproben entwickelt. Ziele - a. Design und Herstellung von molekular geprägten Membranen zur Anreicherung spezifischer PFAS. - b. Design und Herstellung elektrochemischer, bakterieller Biosensoren zur Detektion biologischer Effekte, die durch PFAS hervorgerufen werden. - c. Design und Herstellung elektrochemischer, hefebasierter Biosensoren zur Detektion einer Veränderung der Thyroid-Signalkaskade durch PFAS. - d. Design und Herstellung eines intelligenten elektrochemischen Sensors für die direkte chemische Detektion von PFAS mittels KI-gestützter Datenauswertung. - e. Konstruktion eines mikrofluiden multi-Sensor-Arrays unter Nutzung der in a. bis d. entwickelten Komponenten. - f. Validierung und Eignungstestung des entwickelten Sensor-Arrays mittels Einzelsubstanzen, Substanzmischungen sowie dotierten und undotierten Realproben mit einem Fokus auf industriellen Abwässern. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer innovativen technologischen Lösung für die folgende Fragestellung: Wie kann man zeitnah Informationen über die Qualität von z. B. Abwässern erhalten, ohne auf verzögert zur Verfügung stehende, analytische Informationen aus einem Labor angewiesen zu sein? Dieser Bedarf an zeitnahen Informationen für eine Bewertung von Abwasser und Wasserproben kann perspektivisch mittels eines bio-elektrochemischen Sensorarrays gedeckt werden, der im Rahmen des Projekts für den Nachweis von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) entwickelt wird. PFAS werden in zahlreichen Produkten verwendet, darunter wässrige filmbildende Schäume für die Brandbekämpfung, antihaftbeschichtetes Kochgeschirr, Lebensmittelverpackungen, wasserabweisende Stoffe, medizinische Geräte, Kunststoffe und Lederprodukte. PFAS werden jedoch mit verschiedenen, toxikologisch relevanten Effekten in Verbindung gebracht, wie mit veränderten Immun- und Schilddrüsenfunktionen, Leber- und Nierenerkrankungen, Lipid- und Insulinstörungen, Fortpflanzungs- und Entwicklungsstörungen oder auch der Krebsentstehung. Als unmittelbare Folge dieser Gesundheitsrisiken hat die Europäische Kommission einen Vorschlag zur Überarbeitung der Liste der prioritären Stoffe in Oberflächengewässern angenommen, unter denen 24 Verbindungen zur Gruppe der PFAS gehören.

Entwicklung und Validierung eines innovativen Kohlenstoff-Eisen Präparates zur Gasreinigung und Effizienzsteigerung des Biogasprozesses, Teilvorhaben: Herstellung und Test der Kompaktate

Zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas ist der Einsatz von fossil basierter Aktivkohle in der Gasphase bzw. von Eisenpräparaten in der Flüssigphase bereits gängige Praxis. Des Weiteren wird im Rahmen wissenschaftlicher Untersuchungen zunehmend der stabilisierende und effizienzsteigernde Effekt von kohlenstoffhaltigen bzw. leitfähigen Additiven wie z.B. Biokohle im Rahmen des Biogasprozesses aufgezeigt. Im Rahmen des Vorhabens CarboFerro wird daher ein kompaktiertes Kohlenstoff-Eisen-Kompaktat entwickelt werden, welches sowohl für die Biogasreinigung (als Aktivkohleersatz) als auch für die Stabilisierung des Biogasprozesses (als Prozessadditiv), eingesetzt werden kann. Die notwendigen Ausgangsstoffe zur Herstellung der Kompaktate sind Pyrolysekohle aus holzartiger Biomasse sowie ein Eisenmineralgemisch (Eisen(III)-hydroxid). Die übergeordnete Zielstellung des Vorhabens CarboFerro ist daher die Entwicklung eines Kohlenstoff-Eisen-Kompaktates sowie dessen Evaluation im Labormaßstab sowie unter praxisnahen Bedingungen an der Forschungsbiogasanlage des DBFZ.

Entwicklung und Validierung eines innovativen Kohlenstoff-Eisen Präparates zur Gasreinigung und Effizienzsteigerung des Biogasprozesses

Zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas ist der Einsatz von fossil basierter Aktivkohle in der Gasphase bzw. von Eisenpräparaten in der Flüssigphase bereits gängige Praxis. Des Weiteren wird im Rahmen wissenschaftlicher Untersuchungen zunehmend der stabilisierende und effizienzsteigernde Effekt von kohlenstoffhaltigen bzw. leitfähigen Additiven wie z.B. Biokohle im Rahmen des Biogasprozesses aufgezeigt. Im Rahmen des Vorhabens CarboFerro wird daher ein kompaktiertes Kohlenstoff-Eisen-Kompaktat entwickelt werden, welches sowohl für die Biogasreinigung (als Aktivkohleersatz) als auch für die Stabilisierung des Biogasprozesses (als Prozessadditiv), eingesetzt werden kann. Die notwendigen Ausgangsstoffe zur Herstellung der Kompaktate sind Pyrolysekohle aus holzartiger Biomasse sowie ein Eisenmineralgemisch (Eisen(III)-hydroxid). Die übergeordnete Zielstellung des Vorhabens CarboFerro ist daher die Entwicklung eines Kohlenstoff-Eisen-Kompaktates sowie dessen Evaluation im Labormaßstab sowie unter praxisnahen Bedingungen an der Forschungsbiogasanlage des DBFZ.

Entwicklung und Validierung eines innovativen Kohlenstoff-Eisen Präparates zur Gasreinigung und Effizienzsteigerung des Biogasprozesses, Teilvorhaben: Ökonomisch-ökologische Validierung

Zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas ist der Einsatz von fossil basierter Aktivkohle in der Gasphase bzw. von Eisenpräparaten in der Flüssigphase bereits gängige Praxis. Des Weiteren wird im Rahmen wissenschaftlicher Untersuchungen zunehmend der stabilisierende und effizienzsteigernde Effekt von kohlenstoffhaltigen bzw. leitfähigen Additiven wie z.B. Biokohle im Rahmen des Biogasprozesses aufgezeigt. Im Rahmen des Vorhabens CarboFerro wird daher ein kompaktiertes Kohlenstoff-Eisen-Kompaktat entwickelt werden, welches sowohl für die Biogasreinigung (als Aktivkohleersatz) als auch für die Stabilisierung des Biogasprozesses (als Prozessadditiv), eingesetzt werden kann. Die notwendigen Ausgangsstoffe zur Herstellung der Kompaktate sind Pyrolysekohle aus holzartiger Biomasse sowie ein Eisenmineralgemisch (Eisen(III)-hydroxid). Die übergeordnete Zielstellung des Vorhabens CarboFerro ist daher die Entwicklung eines Kohlenstoff-Eisen-Kompaktates sowie dessen Evaluation im Labormaßstab sowie unter praxisnahen Bedingungen an der Forschungsbiogasanlage des DBFZ.

Rueckgewinnung volatiler Narkosegase

Die gegenwaertig in der Gasnarkose eingesetzten Narkotika Halothan, Enfluran und Isofluran sind FCKW's, die groesstenteils ohne Umsetzung in die Atmosphaere freigesetzt werden. Durch Aktivkohlefilter lassen sich diese Gase absorbieren. In einer Vorstudie konnten wir zeigen, dass die adsorbierten Narkotika ohne chemische Umsetzung wieder thermisch desorbiert werden koennen. Ziel ist nun die Weiterentwicklung des Verfahrens und Anwendung in der Routine.

Entwicklung eines innovativen Adsorptionsmittels auf Kohlenstoffbasis zur Reinigung wasserstoffhaltiger Gase als ein Baustein der Wasserstoffwirtschaft, Teilprojekt: Ingenieurtechnische Begleitung der Entwicklungen aus Anwendersicht sowie Konzepterstellung zur Verfahrensumsetzung

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