aus dem Abwasser zu entfernen.

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1 Amt für Umwelt und Energie Des Kantons St.Gallen Umwelt Facts 2/9 April 29 Abwasserreinigung im Kanton St.Gallen Nachklärbecken einer Abwasserreinigungsanlage Im Kanton St.Gallen reinigen 43 Abwasserreinigungsanlagen pro Jahr rund 9 Millionen Kubikmeter Abwasser. Das entspricht einem 18 Kilometer langen Güterzug mit Tankwagen voller Abwasser. Die Qualität des gereinigten Abwassers hat sich in den vergangenen Jahren deutlich verbessert, nachdem die Mehrzahl der Anlagen im Kanton erneuert oder ausgebaut wurde. Die Abwasserreinigungsanlagen (ARA) wurden ursprünglich gebaut, um den Eintrag von Feststoffen und biologisch abbaubaren organischen Stoffen in die Gewässer zu vermindern. Später wurden sie zusätzlich darauf ausgelegt, auch Stoffe mit Düngewirkung (Phosphor und Stickstoffverbindungen) und das fischgiftige Ammoniak aus dem Abwasser zu entfernen. Heute stellt man im Abwasser zunehmend Stoffe fest, die in einer herkömmlichen ARA gar nicht oder nur schlecht beseitigt werden. Einige dieser Stoffe stehen im Verdacht, Fische und andere Wasserlebewesen zu gefährden, oder sind erwiesenermassen schädlich. Problematisch ist dies vor allem an kleinen Gewässern, in denen das gereinigte Abwasser nur mit wenig sauberem Bachwasser verdünnt wird. Mit den veränderten Ansprüchen an die Abwasserreinigung steigen auch die Anforderungen an den Betrieb der Kläranlagen. Die allgemein gute Reinigungsleistung der St.Galler ARA ist dem guten Ausbaustand, aber auch dem engagierten Einsatz des qualifizierten Personals zu verdanken.

2 Erstaunliches Abwassermengen Über 97 Prozent der St.Galler Bevölkerung verfügen heute über einen ARA-Anschluss. Im Jahr 1966 waren es erst 4 Prozent. Zwei bis drei Prozent der Einwohnerinnen und Einwohner wohnen so abgelegen, dass der Anschluss an eine ARA wirtschaftlich untragbar wäre. Ihr Abwasser fliesst entweder in eine abflusslose Grube, deren Inhalt periodisch einer ARA zugeführt wird, oder sie besitzen eine eigene kleine Kläranlage. Im Kanton St.Gallen sind fast 34 solcher Kleinkläranlagen registriert. Grössere Landwirtschaftsbetriebe dürfen ihre eigenen häuslichen Abwässer zusammen mit der Gülle landwirtschaftlich verwerten. Über 3 Kilometer Kanalisationsleitungen leiten die Abwässer zu den 43 ARA im Kanton. Das öffentliche Kanalisationsnetz ist damit länger als das Strassennetz. Seit 1986 wurden im Kanton St.Gallen durch Zusammenlegungen 32 ARA aufgehoben. Altenrhein die grösste ARA im Kanton reinigte im Jahr 27 durchschnittlich 2 4 m 3 Abwasser je Tag. Vättis eine der kleinsten ARA im Kanton reinigte im Jahr 27 durchschnittlich 184 m 3 Abwasser je Tag. Im Jahr 27 reinigten im Kanton St.Gallen 44 Abwasserreinigungsanlagen der öffentlichen Hand rund 87 Millionen Kubikmeter Abwasser. 88 Prozent davon entfielen auf die 2 mittleren und grossen ARA mit einer Ausbaugrösse von mehr als 1 Einwohnerwerten. Aktuell sind noch 43 ARA in Betrieb. Die ARA Oberbüren wurde im Februar 29 stillgelegt, das Abwasser wird zur neu ausgebauten ARA Niederbüren geleitet. Rund 3 Prozent des Abwassers, das auf den St.Galler ARA gereinigt wird, stammen aus den Haushalten und etwa Prozent aus Industrie und Gewerbe. Der Anteil an Fremdwasser in der Kanalisation, beispielsweise Brunnen- oder Sickerwasser, macht rund 3 Prozent der gesamten Abwassermenge aus. Das restliche Viertel ist Mischabwasser, das bei Regenwetter anfällt, wenn sich Regenwasser von Strassen und Dächern mit dem Schmutzwasser in der Kanalisation mischt. Bei starkem Regen überlaufen die Abwasserkanäle in die Gewässer. In der Regel wird dann das mit Regenwasser durchmischte Abwasser zuvor in Regenbecken grob gereinigt. Nur in Gebieten, die im Trennsystem entwässert sind, wird das Regenwasser nicht zusammen mit dem restlichen Abwasser in Richtung ARA geführt, sondern im Boden versickert oder in eigens erstellten Kanälen in ein Gewässer geleitet. Schema einer konventionellen ARA mit Belebtschlammverfahren Kanalisation Gewässer Rechen Sandfang Rechengut und Sand Vorklärung Belebungsbecken Nachklärbecken Hebewerk mit Schneckenpumpe Sand Schlamm Gasleitung Rücklaufschlamm Gas Schlamm Klärschlamm wird verbrannt Stromerzeugung Klärschlamm Faulturm

3 Verschiedene Verfahren führen zum gleichen Ziel Verbesserte Reinigungsqualität Die Qualität des gereinigten Abwassers der St.Galler ARA hat sich in den vergangenen Jahren generell verbessert, nachdem die Mehrzahl der ARA erneuert oder ausgebaut wurde. Besonders deutlich wird dies für die Messgrösse Ammonium. Auch bezüglich DOC hat die Zahl der ARA, welche die geforderten Werte erreichen, stetig zugenommen. Bei ARA, die einzelne Anforderungen nicht erfüllen, versucht man, durch Betriebsoptimierungen eine Verbesserung der Reinigungsleistung zu erreichen. Erfüllung der Anforderungen an die Qualität des gereinigten Abwassers, ARA > 1 EW keine Anforderung Anforderung nicht erfüllt Anforderung erfüllt BSB DOC Belebtschlammverfahren: Die aktive Biomasse befindet sich in Belebtschlammflocken, die im belüfteten Abwasser schweben. Die St.Galler ARA haben einen guten Ausbaustand. In den letzten fünfzehn Jahren wurden drei Viertel aller ARA im Kanton St.Gallen ausgebaut und an den Stand der Technik angepasst. Herzstück jeder ARA ist die biologische Abwasserreinigung. Hier bauen Bakterien und andere Mikroorganismen die Schmutz- und Nährstoffe im Abwasser ab. Dazu benötigen sie Sauerstoff. Dabei entsteht Schlamm, der abgezogen werden muss. Als biologische Reinigungsstufe steht bei 31 der 43 ARA das klassische Belebtschlammverfah- ren in Betrieb. Drei ARA sind mit einem Wirbelbett, zwei mit SBR-Verfahren, eine Anlage mit Festbett und zwei mit Kombinationen ausgerüstet. Vier kleine ARA betreiben einen Tauchtropfkörper. 7 Prozent aller Anlagen verfügen über eine Phosphatfällung 1, die ARA Altenrhein und Rapperswil-Jona sind zusätzlich mit einer Flockungsfiltration ausgerüstet. Über drei Viertel aller Anlagen betreiben eine Nitrifikation 2, und bei 4 Prozent der Anlagen sind bauliche Einrichtungen für eine Denitrifikation 3 vorhanden. 1 Phosphat kann mit Metallsalzen durch Fällung eliminiert werden. 2 Oxidation von Ammonium durch Bakterien, normalerweise bis zum Endprodukt Nitrat. 3 Reduktion von Nitrat durch Bakterien zu gasförmigem Stickstoff GUS NH 4 P tot Wirbelbettverfahren: Die aktive Biomasse sitzt auf einem Trägermaterial, das frei im Belebungsbecken schwebt. SBR (Sequencing Batch Reactor): Die einzelnen Schritte der biologischen Abwasserreinigung erfolgen zeitlich gestaffelt im gleichen Becken. Glossar BSB Biochemischer Sauerstoffbedarf für den Abbau von Schmutzstoffen durch Mikroorganismen in Tagen und bei einer Temperatur von 2 C. Mass für den Gehalt an abbaubaren organischen Schmutzstoffen. DOC Gelöster organischer Kohlenstoff (dissolved organic carbon). Mass für den Gehalt an gelösten organischen Stoffen. Wird in ARA erst seit 22 flächendeckend gemessen. GUS Gesamte ungelöste Stoffe im Ablauf der ARA (Schwebstoffe). NH 4 Ammonium, fischgiftige Stickstoffverbindung. P tot Gesamtphosphor, Nährstoff mit Düngewirkung.

4 Restbelastung für die Gewässer Abwassermenge in Mio. m Gereinigte Abwassermengen BSB -Ablauffrachten % 37 % 48 % 16 % 44 % 4 % DOC-Ablauffrachten DOC-Ablauffrachten % 37 % 49 % NH 4 -Ablauffrachten Ptot-Ablauffrachten 34 % 13 % 3 % 12 % % 38 % Einzugsgebiete Einzugsgebiet Walensee-Obersee Einzugsgebiet Thur-Sitter Einzugsgebiet Rheintal-Bodensee Klasse bis 1 Einwohnerwerte 1 bis Einwohnerwerte mehr als Einwohnerwerte Fremdwasser vermeiden Die gereinigten Abwassermengen hängen wesentlich von den Niederschlagsmengen ab. Da in den Jahren 23 bis 27 teilweise deutlich weniger Niederschläge fielen als in den Jahren zuvor, ergaben sich in dieser Zeit entsprechend kleinere Abwassermengen. Verringert werden die Abwassermengen auch durch Massnahmen zur Fernhaltung von sauberem Wasser, sogenanntem Fremdwasser, aus der Kanalisation. Deutlicher Rückgang der Schmutzstoff-Frachten Knapp die Hälfte des im Kanton St.Gallen anfallenden Abwassers wird im Einzugsgebiet des Bodensees gereinigt, weitere 37 Prozent im Einzugsgebiet von Thur und Sitter. Die zahlreichen Ausbauten und Erneuerungen der ARA in diesen Gebieten bewirkten denn auch einen deutlichen Rückgang der Schmutzstoff- Frachten im Ablauf der ARA. Die grösste Wirkung auf die Gesamtfrachten zeigen verständlicherweise die Erneuerungen der grossen ARA wie beispielsweise der ARA Altenrhein im Jahr 2 und der ARA Rosenbergsau im Jahr 24. Viel gebracht hat auch die Aufhebung der ARA Gossau im Jahr 21 und der damit verbundene Ausbau der ARA Oberglatt bei Flawil. Der deutliche Rückgang der Ammoniumfrachten im Einzugsgebiet der Thur ist hingegen der Summe aller Massnahmen bei den zahlreichen ARA zu verdanken. Das Abwasser im Einzugsgebiet von Walensee und Obersee wird von fünf kleinen und vier mittleren ARA gereinigt. Bis auf zwei Anlagen wurden die- se ARA bereits vor dem Jahr 1999 ausgebaut. Deshalb veränderten sich die Ablauffrachten während der abgebildeten Messperiode nur noch wenig. Ein Teil des Rückgangs bei den Schmutzstoff-Frachten kann auch auf die geringeren Abwassermengen der Jahre 23 bis 27 zurückgeführt werden. Sauber aber niemals rein Trotz ständig verbesserter Technologie, professioneller Betreuung und grossem Einsatz des ARA-Personals wird das Abwasser auch in einer modernen ARA nicht in Trinkwasser umgewandelt. Eine gewisse Restbelastung für das Gewässer bleibt immer bestehen. Diese wirkt sich umso stärker aus, je schlechter das gereinigte Abwasser im Gewässer verdünnt wird.

5 Klärschlamm und Energie und produzieren Energie Durch die Faulung des Klärschlamms gewinnen die St.Galler ARA jährlich rund 8 Millionen Kubikmeter Klärgas. Mit diesem Gas wird in Blockheizkraftwerken (BHKW) oder in Mikrogasturbinen neben Wärme auch Elektrizität produziert. Im Jahr 27 betrieben 34 Abwasserreinigungsanlagen insgesamt 2 BHKW, davon 46 Gasmotoren und 6 Mikrogasturbinen. Das erste BHKW wurde 1981 in der ARA Stein in Betrieb genommen. Entwässerter Klärschlamm Sauberes Wasser Schlamm bleibt In den öffentlichen ARA im Kanton St.Gallen entstehen jährlich etwa 6 m 3 Klärschlamm. Dieser wird in 14 Entwässerungsanlagen und zwei Trocknungsanlagen aufbereitet. Der Prozess ist aufwändig und teuer. Jährlich fallen etwa 12 Trockensubstanz an. Faulräume einer ARA: Hier wird der flüssige Schlamm ausgefault. Dabei entsteht Klärgas. Neben Pflanzennährstoffen wie Phosphor und Stickstoff enthält der Klärschlamm auch Schwermetalle, Krankheitserreger und organische Schadstoffe aus Industrie, Gewerbe und Privathaushalten. Heute darf in der Schweiz Klärschlamm nicht mehr als Dünger verwendet werden. Er wird in Kehricht- und Schlamm- verbrennungsanlagen verbrannt und in Zementwerken als Brennstoff genutzt. Trotzdem wird der Schlamm weiterhin regelmässig auf Schadstoffe untersucht. Ein erhöhter Gehalt an unerwünschten Stoffen liefert wertvolle Hinweise über mögliche Emittenten im Einzugsgebiet einer ARA und über den Eintrag von Schadstoffen in das Gewässer. ARA verbrauchen Im Jahr 27 verbrauchten im Kanton St.Gallen alle ARA zusammen 3 Gigawattstunden (GWh) Elektrizität. Dies entspricht etwa einem Prozent des gesamten Stromverbrauchs im Kanton bzw. dem Verbrauch von rund 11 Haushaltungen. 7 Prozent davon werden für die biologische Klärung verwendet, 2 Prozent für die Schlammbehandlung und 1 Prozent für verschiedene Anwendungen. Im Durchschnitt verbrauchen die Gemeinden für die Abwasserreinigung etwa gleich viel Strom wie für die Wasserversorgung oder für die Beleuchtung. Gasmotor Der Eigenversorgungsgrad für Elektrizität lag im Jahr 27 im Mittel über alle ARA im Kanton bei 38 Prozent. Für die einzelnen ARA schwankt er je nach Rahmenbedingungen zwischen und 7 Prozent. Verschiedene ARA im Kanton St.Gallen erhielten im Jahr 28 eine Zusicherung für eine kostendeckende Einspeisevergütung ihres Stroms. Der Verband Schweizer Gewässerschutz- und Abwasserfachleute VSA und Aktion EnergieSchweiz vergeben die «Médaille d eau» an Kläranlagen, die besonders energiebewusst handeln. Im Jahr 28 erhielten in der ganzen Schweiz 2 Klärlanlagen diese Auszeichnung, davon gingen vier an St.Galler ARA. Es sind dies die ARA Altenrhein, Kirchberg-Bazenheid, Steinach-Morgental und die Betriebsgemeinschaft der ARA Sargans und Wartau.

6 Blick in die Zukunft Werte erhalten Die Kläranlagen und Kanalisationen haben einen grossen volkswirtschaftlichen Wert. Um diesen zu erhalten, sind Sanierungskonzepte und Finanzierungsplanungen erforderlich. Erhebungen während der Erarbeitung der Generellen Entwässerungspläne (GEP) haben beispielsweise gezeigt, dass etwa ein Viertel der öffentlichen Abwasserkanäle sanierungsbedürftig ist. Defektes Kanalisationsrohr Mikroverunreinigungen als neue Herausforderung im Gewässerschutz Viele Industrie- und Haushaltchemikalien, aber auch Pflanzenbehandlungsmittel, zahlreiche Arzneimittel und synthetische Hormone werden in einer konventionellen ARA nicht oder nur schlecht biologisch abgebaut oder beseitigt und man findet sie wenn auch nur in sehr geringen Konzentrationen in den Gewässern wieder. Zahlreiche dieser Stoffe können sich auf die Gewässerlebewesen nachteilig auswirken. Aus Sicht der Trinkwassergewinnung sind sie ebenfalls unerwünscht. Im Projekt «Strategie MicroPoll» des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) werden die Belastungslage in der Schweiz analysiert, ein Beurteilungskonzept für Mikroverunreinigungen im Wasser entwickelt und Pilotversuche für weitergehende Behandlungsstufen auf ARA mit Ozon und Aktivkohle durchgeführt. Damit will man Grundlagen schaffen, um den Eintrag von Mikroverunreinigungen in die Gewässer langfristig zu verringern. Eine separate Arbeitsgruppe befasst sich mit der Elimination von Mikroverunreinigungen aus Spitalabwasser. Das Projekt wird voraussichtlich Ende 21 abgeschlossen. Mit Messungen in ARA-Ausläufen versucht das AFU, aussergewöhnliche Einträge von kritischen Mikroverunreinigungen aufzuspüren. Sofern ein Eintrag aus einer einzelnen Quelle, z. B. aus einem Industriebetrieb, stammt, werden im Gespräch mit den Verantwortlichen Massnahmen gesucht. Kostendruck steigt Es wird erwartet, dass eine ARA kostengünstig betrieben wird. Nachdem der Bund seit dem praktisch keine Subventionen für bauliche Massnahmen an Abwasseranlagen mehr zusichert, steigt der wirtschaftliche Druck. Durch regionale Zusammenarbeit oder Zusammenschlüsse von Anlagen können Synergien genutzt und Kosten gesenkt werden. Professionalisierung wird immer wichtiger Eine moderne ARA ist ein komplexer Betrieb und erfordert gut ausgebildetes und kompetentes Personal. Dieses ist dafür verantwortlich, dass rund um die Uhr eine stabile und gute Abwasserreinigung gewährleistet ist. Ausserdem gilt es, die Klärschlammverarbeitung optimal zu gestalten, die Regenbecken und Kanalnetze zu bewirtschaften und den Energieverbrauch zu optimieren. Das AFU unterstützt Die Fachleute des AFU stehen regelmässig in Kontakt mit den Klärwerksmeistern. Sie überprüfen die Eigenkontrollen der ARA durch Stichkontrollen, organisieren spezielle Messkampagnen und stehen bei Problemen beratend zur Seite. Die Anforderungen an die Reinigungsleistung einer ARA sind in der eidgenössischen Gewässerschutzverordnung vorgegeben. Für ARA an empfindlichen Gewässern hat das AFU diese Anforderungen verschärft. Durch Optimierung des ARA-Betriebs und der technischen Einrichtungen können Schadstoffe im gereinigten Abwasser weiter verringert werden. Kosten und Gebühren Einbau eines Tauchtropfkörpers Abwasserentsorgung ist wertvoll Der Wiederbeschaffungswert der Kanalisationen, Sonderbauwerke und öffentlichen ARA im Kanton St.Gallen beträgt rund 4, Milliarden Franken. Dies entspricht etwa 1 Franken je Einwohner. und hat ihren Preis Die durchschnittlichen Betriebskosten für die öffentliche Abwasserentsorgung im Kanton St.Gallen betragen etwa 1 Franken pro Einwohner und Jahr. Die jährlichen Gesamtkosten einschliesslich Betriebs- und Kapitalkosten belaufen sich auf 11 Millionen Franken. Das ergibt 237 Franken je Einwohner. Unterschiedliche Gebührenmodelle Die Gemeinden und Abwasserverbände erheben verursacherabhängige Gebühren, um die Kosten der Abwasserbeseitigung zu decken. Einige Gemeinden verlangen eine Grundgebühr und verrechnen zusätzlich einen Betrag je Kubikmeter Abwasser (Schmutzwassergebühr), andere Gemeinden erheben keine Grundgebühr und belasten nur die anfallende Abwassermenge. Auch werden die Kosten für die Regenwasserentsorgung nicht überall gleich berechnet. Ein Vergleich der Abwassergebühren der Gemeinden ist deshalb schwierig. Der Betrag je Kubikmeter Abwasser bewegt sich im Rahmen von Fr. 1. bis Fr. 3.. Amt für Umwelt und Energie AFU Lämmlisbrunnenstrasse 4 91 St.Gallen Telefon info.afu@sg.ch