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Ressourcenschonung in der kommunalen Abwasserreinigung unter dem Aspekt der Nährstoffrückgewinnung von Phosphor und Stickstoff und der Energieoptimierung

Ziel des Vorhabens ist es, ein gesamtheitliches Konzept zur Nährstoffrückgewinnung und Energieoptimierung auf der Kläranlage Felsalbe umzusetzen. Diese ist ausgelegt für 36.500 Einwohnerwerte (EW) und verfügt über eine zentrale Schlammbehandlungsanlage. Die technische Innovation des neuen Pilotprojektes besteht in der Kombination von Thermodruckhydrolyse im Teilstromverfahren und zwischengeschalteter Hochlastfaulung mit anschließender Fällung von Magnesiumammoniumphosphat. Es sollen jährlich 9.000 Kubikmeter Sekundärschlamm mit dem Ziel behandelt werden, 250 Tonnen Magnesiumammoniumphosphat aus dem Faulschlamm zurückzugewinnen. Magnesiumammoniumphosphat kann wegen seiner guten Pflanzenver- fügbarkeit direkt als Düngemittel eingesetzt werden. Zusätzlich ist geplant, aus einem Teil der im Schlamm enthaltenen Stickstofffracht Flüssigdünger in Form von Ammoniumsulfat (ca. 30 Tonnen pro Jahr) zu gewinnen, um so die anlageninterne Rückbe- lastung mit Ammonium zu verringern. Mit dem Vorhaben können mehr als 60 Prozent Phosphor zurückgewonnen werden. Die Gasausbeute soll sich um 15 Prozent und die Eigenenergieerzeugung von 10 auf 16 Kilowattstunden pro EW steigern. Der Energieverbrauch kann von 18 auf 16 Kilowattstunden pro EW gesenkt werden. Die damit verbundene Verringerung des CO 2 -Ausstoßes beträgt rund 75 Tonnen pro Jahr. Die Reduktion des Klärschlamms beträgt bis zu 15 Prozent, die Einsparung an Fällmittel bis zu 60 Prozent und von Polymer bis zu 50 Prozent. Branche: Öffentliche Verwaltung, Erziehung, Gesundheitswesen, Erholung Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Stadt Pirmasens Bundesland: Rheinland-Pfalz Laufzeit: seit 2016 Status: Laufend

Abwasser wassergefährdende Stoffe Abwasser Lageberichte Kommunalabwasser: Kläranlagen leisten was!

Der Lagebericht zur Beseitigung kommunaler Abwässer in Niedersachsen gibt den Zustand und die Entwicklung der kommunalen Abwasser- und Klärschlammentsorgung wieder. Seit 1997 wird er alle 2 Jahre gemäß Artikel 16 der EU-Richtlinie über die Behandlung von kommunalem Abwasser (91/271/EWG) erstellt. Der NLWKN Lagebericht Kommunalabwasser Nds 2025 liegt jetzt vor und kann als PDF-Datei heruntergeladen werden. Nachfolgend sind die wesentlichen Aussagen des aktuellen Berichtes zur schnellen Information zusammengestellt worden. Von den knapp acht Millionen Einwohnern Niedersachsens sind 95,1 % an eine öffentliche Kanalisation und an kommunale Abwasserbehandlungsanlagen angeschlossen. Die restlichen Grundstücke werden über so genannte Kleinkläranlagen entsorgt. In Niedersachsen sind 50.096 km öffentlicher Schmutzwasserkanal und 31.778 km Regenwasserkanal vorhanden. Zusätzlich gibt es noch rund 3.481 km öffentlichen Mischwasserkanal, in dem häusliches Schmutzwasser und gesammeltes Niederschlagswasser gemeinsam abgeleitet werden, sowie geschätzte 100.000 km private Anschlussleitungen. In Niedersachsen gibt es derzeit 566 kommunale Abwasserbehandlungsanlagen. In diesem Bericht werden nur die 437 kommunalen Kläranlagen betrachtet, die eine Reinigungskapazität von mehr als 2.000 EW aufweisen und eine Reinigungsleistung von insgesamt rund 15 Millionen Einwohnerwerten haben. Neben der Schmutzfracht aus den häuslichen Abwässern von rund 7,4 Millionen Einwohnern wird die Schmutzfracht von rund 4,2 Mio. Einwohnergleichwerten aus gewerblichen und industriellen Abwässern in diesen Anlagen mitbehandelt. Der durchschnittliche Frachtabbau dieser Anlagen beträgt 95,9 % beim CSB, 94,0 % beim Phosphor (gesamt) und 91,9 % beim Stickstoff (gesamt). Das Aufkommen des in den Abwasserbehandlungsanlagen anfallenden Klärschlamms ist mit rund 164.431 t (2022) und 162.695 t (2023) Tonnen pro Jahr etwas gesunken. Der Klärschlamm wird nur noch zu 27,2 Prozent landwirtschaftlich verwertet. Andere Entsorgungswege sind die Verbrennung oder Kompostierung.

Öffentliche Abwasserentsorgung

<p>Das Hauptziel der Abwasserbehandlung ist, Gewässerbelastungen weitgehend zu reduzieren. Dabei fällt Klärschlamm an, der inzwischen zumeist in getrockneter Form thermisch verwertet wird. Die Rückgewinnung und Wiederverwertung von Stoffen wie Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm trägt dazu bei Nährstoffkreisläufe zu schließen.</p><p>Rund 10 Milliarden Kubikmeter Abwasser jährlich</p><p>8.659 öffentliche Kläranlagen haben im Jahr 2022 nach Erhebungen des Statistischen Bundesamtes über 8,33 Milliarden Kubikmeter (Mrd. m³) Abwasser behandelt und anschließend in Oberflächengewässer eingeleitet. Die behandelte Abwassermenge sank damit gegenüber der Erhebung im Jahr 2019 um 0.72 Mrd m³. Diese Abwassermenge setzte sich aus rund 4,82 Mrd. m³ Schmutz-, 1,49 Mrd. m³ Fremd- und 2,02 Mrd m³ Niederschlagswasser zusammen (siehe Tab. „In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge“). Schmutzwasser ist jenes Wasser aus privaten Haushalten sowie aus gewerblichen und industriellen Betrieben, das in die Kanalisation eingeleitet wird. Als Fremdwasser wird jenes Wasser bezeichnet, das nicht gezielt in die Kanalisation eingeleitet wird, also etwa in diese aus dem Boden einsickert.</p><p>Fast 100 Prozent biologisch gereinigt</p><p>Die rund 8.700 Kläranlagen haben im Jahr 2022 rund 99,99 % des Abwassers biologisch und weniger als 0,005 % ausschließlich mechanisch behandelt (siehe Tabelle). In einem Großteil der Anlagen wird Stickstoff in zwei Schritten entfernt.</p><p>Bei einem Großteil des Abwassers erfolgt darüber hinaus die Entfernung von Phosphor. Hierbei werden Phosphat-Ionen entweder durch Zugabe von Salzen ausgefällt oder mit Hilfe von Bakterien ausgetragen und in den Klärschlamm überführt.</p><p>Bei 3,7 % des Abwassers wurde in 2022 zusätzlich eine Elemination von Spurenstoffen durchgeführt. Als weitere zusätzliche Verfahrensstufen kamen Filtration und Desinfektion des Abwassers zur Anwendung.</p><p>Klärschlamm aus öffentlichen Kläranlagen</p><p>Auf Kläranlagen fiel im Jahr 2023 Klärschlamm mit einer Trockenmasse von etwa 1,63 Millionen Tonnen an (siehe<a href="https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/Wasserwirtschaft/Tabellen/liste-klaerschlammverwertungsart.html">Tabelle Destatis</a>, abgerufen am 31.03.2025).</p><p>Rohstoffquelle Abwasser und Klärschlamm</p><p>Abwasser enthält neben einer Vielzahl von anthropogenen Spurenstoffen auch viele Stoffe, die es lohnt aus dem Abwasser zu recyceln. Dies betrifft vor allem die Rückgewinnung von Nährstoffen. Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff in der Pflanzenernährung. Der weltweite Phosphorverbrauch vor allem in Form von Mineraldünger ist in den letzten Jahren deutlich angestiegen an. Deutschland und die EU sind bei mineralischen Phosphatdüngemitteln vollständig von Einfuhren z. B. aus Russland abhängig, während derzeit immer noch phosphatreiche Abfälle und Abwässer meist ohne Nutzung der Nährstoffe entsorgt werden. Deshalb schränkt die 2017 novellierte<a href="https://www.gesetze-im-internet.de/abfkl_rv_2017/BJNR346510017.html">Klärschlammverordnung</a>ab 2029 die bodenbezogene Klärschlammverwertung gegenüber einer thermischen Vorbehandlung und anschließendem Phosphorrecycling erheblich ein. Gleichzeit wird damit der unerwünschte Eintrag von anthropogenen Spurenstoffen, wie Arzneimittel oder Bioziden, weiter eingeschränkt. Klärschlamm aus großen Kläranlagen und Klärschlamm, welcher die Grenzwerte für eine bodenbezogene Nutzung nicht einhält muss ab einem Phosphor-Gehalt von 20 g/kg Klärschlamm Trockenmasse einer technischen Phosphorrückgewinnung zugeführt werden. Die Rückgewinnung des Nährstoffes Phosphor hilft Stoffkreisläufe im Sinne nachhaltiger Ressourcennutzung und -schonung zu schließen.</p><p>Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm</p><p>Allein das kommunale Abwasser Deutschlands birgt ein jährliches Reservoir von mehr als 70.000 Tonnen (t) Phosphor. Zirka 65.000 t Phosphor finden sich im Klärschlamm wieder. In den letzten Jahren führt Deutschland im Schnitt jährlich mehr als 100.000 t Phosphor in Form von Mineraldüngern ein. Große Anteile kommen hiervon aus Russland. In den letzten Jahren wurden verschiedene Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammasche entwickelt. Das Bundesumweltministerium fördert im Rahmen des Umweltinnovationsprogrammes die großtechnische Umsetzung innovativer Verfahren zur Phosphorrückgewinnung. Erste großtechnische Anlage zur Produktion zur Rückgewinnung von Phosphor – z. B. Herstellung von Phosphorsäure aus Klärschlammasche – werden aktuell umgesetzt.</p>

Chemical composition and Sr, Nd, Pb isotope ratios of mafic igneous rocks from the Ordovician Saxothuringian basin east of and within the post-Devonian Müncheberg massif, NE Bavaria, Germany

The sampling area is located east (E-domain) and west (W-domain) of the Münchberg gneiss massif, NE Bavaria. Germany. Major and trace element compositions and Sr, Nd, and Pb isotope composition of a selected subset of Ordovician samples and post- Devonian samples of mafic igneous rocks are documented in the Table 1 'E-domain'. Sr, Nd, and Pb isotope composition of selected mafic igneous rocks from the W-domain of Ordovicician, Silurian, and Devonian age are documented together with the previously analysed Rb-Sr, Sm-Nd, U-Th-Pb concentrations (Höhn et. al., 2018, doi:10.1007/s00531-017-1497-2) in the Table 2 'W-domain'.

Messstelle Brücke bei Käs, St. 2094, Fließgewässer Ischler Achen

Die Messstelle Brücke bei Käs, St. 2094 (Messstellen-Nr: 176882) befindet sich im Gewässer Ischler Achen. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands.

Modellierte Nährstoffemissionen, -frachten und -konzentrationen in Flusseinzugsgebieten der deutschen Nord- und Ostsee um 1880 (Datensatz)

Das Modell MoRE wurde auf die Jahre um 1880 angewandt, um die mittleren historischen Emissionen, Frachten und Konzentrationen von Stickstoff und Phosphor für Flusseinzugsgebiete, die in die deutsche Nord- und Ostsee einleiten, zu quantifizieren. Die historische Wasserbilanz wurde mit dem Modell LARSIM-ME abgeleitet und in MoRE integriert. Die Modellergebnisse ergänzen die historischen Modellergebnisse, die den bestehenden deutschen Zielkonzentrationen für Stickstoff am so genannten Übergabepunkt limnisch-marin und Schwellenwerten für den guten ökologischen Zustand der Küsten- und Meeresgewässer zugrunde liegen. Die Datensatzdatei enthält die Geometrie der 3048 Modellierungseinheiten in den Einzugsgebieten von Nord- und Ostsee (mit Ausnahme des Stettiner Haffs und des Einzugsgebiets der oberen Donau) und eine lange Datentabelle mit den Modelloutputs und ausgewählten Inputdaten (47 Variablen, Spalten durch Tabstopps getrennt).

Eutrophierte Gebiete gemäß §13a Düngeverordnung (Download/WFS)

Änderungen der Düngeverordnung ermöglichen seit 2017 als Teil des Deutschen Aktionsprogramms zur Umsetzung der EU-Nitratrichtlinie eine Ausweisung von eutrophierten Gebieten. In diesen Gebieten gelten strengere Bewirtschaftungsauflagen für landwirtschaftlich genutzte Flächen. Die Ausweisung von eutrophierten Gebieten dient dem Schutz der Oberflächengewässer vor zu hohen Nährstoffeinträgen, insbesondere Phosphor, und erfolgt durch die Bundesländer.

Eutrophierte Gebiete nach § 13a DüV (01/2025) und Betroffene Feldblöcke (Stand 09/2024) innerhalb der eutrophierten Gebiete nach § 13a DüV (01/2025)

Die eutrophierten Gebiete wurden nach den Vorgaben der Verwaltungsvorschrift zur Ausweisung von mit Nitrat belasteten und eutrophierten Gebieten (AVV GeA 2022) auf Grundlage der Oberflächenwasserkörper-Teileinzugsgebiete abgeleitet. Grundlage für die Ausweisung sind die Monitoringergebnisse für Phosphat und ausgewählte biologische Qualitätskomponenten, die im Zeitraum 2012-2019 zur Umsetzung der EG-WRRL erhoben wurden. Für Oberflächenwasserkörper, die sowohl für Phosphat als auch eine der biologischen Komponenten in einem „nicht guten“ Zustand sind, wird außerdem der Anteil der landwirtschaftlichen Phosphoreinträge (>20% des Gesamteintrags) und deren Gesamtmenge (>20 kg/km2/a im Mittelgebirge, >5 kg/km2/a im Tiefland) betrachtet. Die Höhe der landwirtschaftlichen gegenüber den gesamten Phosphoreinträgen wurde aus der Phosphormodellierung des Kooperationsprojekts GROWA+ NRW 2021 abgeleitet (https://www.flussgebiete.nrw.de/regional-hoch-aufgeloeste-quantifizierung-der-diffusen-stickstoff-und-phosphoreintraege-ins). Nur wenn alle angegebenen Kriterien erfüllt sind, wird ein Oberflächenwasserkörper-Teileinzugsgebiet als eutrophiertes Gebiet ausgewiesen. Für die ausgewiesenen Gebiete sieht die Düngeverordnung (DüV) zusätzliche Anforderungen für die Landwirtschaft vor. Die Ermittlung der betroffenen Feldblöcke erfolgte auf Basis der von der LWK NRW bereitgestellten Feldblöcke (Stand: 09/2024) durch das LANUK NRW nach den Vorgaben der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Ausweisung von mit Nitrat belasteten und eutrophierten Gebieten (AVV GeA) vom 10.08.2022. Enthalten sind alle Feldblöcke (Stand 09/2024), die mit einem Flächenanteil von mindestens 20 Prozent innerhalb der nach §§ 8-13 AVV GeA ausgewiesenen eutrophierten Gebiete liegen.

Eutrophierte Gebiete gemäß §13a Düngeverordnung (WMS)

Änderungen der Düngeverordnung ermöglichen seit 2017 als Teil des Deutschen Aktionsprogramms zur Umsetzung der EU-Nitratrichtlinie eine Ausweisung von eutrophierten Gebieten. In diesen Gebieten gelten strengere Bewirtschaftungsauflagen für landwirtschaftlich genutzte Flächen. Die Ausweisung von eutrophierten Gebieten dient dem Schutz der Oberflächengewässer vor zu hohen Nährstoffeinträgen, insbesondere Phosphor, und erfolgt durch die Bundesländer.

Ausweisungsmessnetz zu den eutrophierten Gebieten nach §13a DüV (05/2022)

Messstellen der Oberflächenwasserkörper zur Ausweisung der eutrophierten Gebiete des Landes NRW nach §13a Düngeverordnung. WRRL-Messstellen an Oberflächengewässern zur Ausweisung der eutrophierten Gebiete des Landes NRW nach §13a Düngeverordnung. Der Datensatz enthält alle Messstellen des WRRL-Messnetzes, die zur Ausweisung der eutrophierten Gebiete hinsichtlich Phosphat- und Biologie-Bewertung herangezogen wurden. Alle ausweisungsrelevanten Messstellen sind hinsichtlich ihrer Eignung für das WRRL-Monitoring überprüft worden. Für das WRRL-Monitoring nicht geeignete Messstellen wurden ausgesondert und dementsprechend hier auch nicht berücksichtigt (Kenntnisstand 05/2022). Für die Aktualisierung der eutrophierten Gebiete im Dezember 2022 wurden keine Änderungen am Ausweisungsmessnetz vorgenommen, weshalb dieses im Gegensatz zu den eutrophierten Gebieten und den darin liegenden Feldblöcken noch den Stand 05/2022 behält.

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