Gereinigtes Wasser

Verursacher der Krankheit ist ein Bakterium mit dem wissenschaftlichen Namen Vibrio cholerae, das oft über infiziertes Trinkwasser in den Körper gelangt. In armen Ländern, in denen Flüsse mit ungeklärtem Abwasser belastet sind, tritt die Cholera nach wie vor häufig auf. Das Abwasser fördert das Wachstum von Algen, die kleinen Krebsen als Nahrung dienen. Wie Forscher herausgefunden haben, nutzt der Erreger der Cholera Stoffe, die ihm Lebewesen wie Algen und Krebse liefern, das heißt: Wenn deren Zahl stark zunimmt, fördert dies die Vermehrung der Bakterien. Dass Choleraepidemien in Europa heute nicht mehr vorkommen, ist nicht zuletzt den Kläranlagen zu verdanken.

Die ersten Ansätze zur geplanten Abwasserreinigung gab es in Deutschland in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Damals wurde das Abwasser auf eingedämmte Flächen, sogenannte Rieselfelder geleitet, wo es versickern konnte. Der Boden diente als natürlicher Filter. Die Menschen machten sich außerdem zunutze, dass Mikroorganismen im Boden in der Lage sind, organisches, das heißt kohlenstoffhaltiges Material wie die Überreste von Lebewesen abzubauen. Dabei versorgen sie sich mit Energie und stellen zugleich sicher, dass Pflanzen Nährstoffe erhalten. Der Boden von Rieselfeldern ließ sich nutzen, um Gemüse und Getreide anzubauen. An Grenzen stieß dieses Verfahren allerdings, als sich aufgrund der zunehmenden Industrialisierung immer mehr Schadstoffe auf den Flächen ablagerten. Darüber hinaus erwies sich der vergleichsweise große Flächenbedarf als problematisch.

Viele unterschiedliche Stoffe

Die Belastungen des vom Menschen genutzten Wassers sind heutzutage äußerst vielfältig. Haushalte, Industrie und Landwirtschaft hinterlassen ihre Spuren. So stammen aus Haushalten neben Fäkalien auch Reste von Speisen, Medikamenten, Waschmitteln und Kosmetika. Von der Industrie genutztes Wasser ist häufig mit Ölen und Fetten belastet. Ob Lebensmittel, Teile für Autokarosserien oder Farben: Die Herstellungsprozesse erfordern Wasser. Dieses wird zum Beispiel benötigt, um die Produktionsanlagen zu reinigen. Phosphor- und stickstoffhaltige Verbindungen im Abwasser gehen unter anderem auf Dünge- und Waschmittel zurück. Würden die Pflanzennährsalze Nitrat und Phosphat in Gewässer gelangen, könnten sie zu einem üppigen Pflanzenwachstum führen. Kurzum: Mittlerweile gilt es, eine Vielzahl von Inhaltsstoffen im Abwasser unschädlich zu machen.

Der erste Vorläufer der heutigen Kläranlagen auf deutschem Boden nahm seinen Betrieb 1887 in Frankfurt am Main auf. In modernen Kläranlagen werden verschiedene Verfahren eingesetzt, um das Abwasser zu reinigen: mechanische, biologische und chemische. Schwebstoffe setzen sich in Vorklärbecken ab, und Öle und Fette, die auf der Oberfläche schwimmen, werden abgeschöpft. Auf diese mechanische Stufe folgt die biologische. In sogenannten Belebtschlammbecken kommen Mikroorganismen zum Einsatz, die in der Lage sind, gelöstes organisches Material als Nahrung aufzunehmen und in den eigenen Organismus einzubauen. Um für diese Kleinstlebewesen gute Lebensbedingungen zu schaffen, wird Sauerstoff zugeführt. Aus ihnen und toter Zellmasse entstehen Gebilde, die als sichtbare Schlammflocken zu Boden sinken. Darin sind auch Schwermetalle aus dem Abwasser gebunden.

Klärschlamm als Energiequelle

Nitrat und Phosphat wird in Kläranlagen erst seit wenigen Jahrzehnten besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Auch sie werden mithilfe von Mikroorganismen beziehungsweise Bakterien unschädlich gemacht. Zur Entfernung des Phosphats können außerdem Eisen- und Aluminiumsalze in Klärbecken gegeben werden. Aus ihnen und dem Phosphat entstehen schwer lösliche Verbindungen, die sich absetzen, ebenfalls in Flockenform. Der in Kläranlagen anfallende Schlamm kann in spezielle Behälter befördert werden, in denen Bakterien unter Luftabschluss ein Faulgas erzeugen. Dieses lässt sich zum Heizen und zur Gewinnung von elektrischem Strom verwenden.

Im Zusammenhang mit Medikamenten, Krankheitserregern und Industriechemikalien sprechen Fachleute auch von Mikroverunreinigungen des Abwassers. Wie sich herausgestellt hat, werden sie in Kläranlagen häufig nicht in ausreichendem Maße aus dem Abwasser entfernt, sprich: Sie gelangen in Flüsse, wo sie inzwischen in immer größeren Mengen auftreten. Ein von der Universität Tübingen koordiniertes Forschungsprojekt hat jedoch gezeigt, dass sich das Problem vergleichsweise einfach lösen lässt. Nach Angaben der Tübinger Professorin Rita Triebskorn lassen sich mit zusätzlichen Reinigungsstufen in Kläranlagen durchschnittlich mehr als 80 Prozent der Mikroverunreinigungen beseitigen. Am Beispiel des Flusses Schussen, des größten deutschen Bodenseezuflusses, untersuchte eine Forschergruppe unter ihrer Leitung, was sich mit welchen Technologien erreichen lässt.

Eine Möglichkeit ist der Einsatz von Ozon. Ozon ist ein Gas, dessen Moleküle aus drei Sauerstoffatomen bestehen. Im Wasser reagiert es mit organischen Substanzen. Diese werden dabei aufgebrochen. Mit Ozonanlagen, so erklären die Wissenschaftler, ließen sich besonders effektiv Keime und bestimmte Medikamente wie Diclofenac beseitigen. Mithilfe von Aktivkohle kann nach ihrer Darstellung zum Beispiel die Industriechemikalie Benzotriazol, die unter anderem in Geschirrspülmitteln enthalten ist, unschädlich gemacht werden.