Dimension: Ökologie - Wasserindikatoren. Abwasser. Faultürme der Kasseler Kläranlage vor der Fulda. Quelle und Foto: Kasselwasser

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1 Dimension: Ökologie - Wasserindikatoren Abwasser Faultürme der Kasseler Kläranlage vor der Fulda. Quelle und Foto: Kasselwasser Abwassermenge Zulauf in die Kläranlage Stoffkonzentrationen im Abwasser bei Zulauf in die Kläranlage Reinigungsleistung der Kläranlage Stoffkonzentrationen im Abwasser bei Einleitung ins offene Gewässer Investitionen für Kanalisation und Kläranlage Bitte lesen Sie auch die Einführung und Hinweise zum Kasseler Nachhaltigkeitsbericht Für nichtgewerbliche Zwecke sind Vervielfältigung und unentgeltliche Verbreitung der Kasseler Nachhaltigkeitsberichte, auch auszugsweise, mit Quellenangabe gestattet. Bitte senden Sie ein Belegexemplar. Alle übrigen Rechte vorbehalten. Letzte Aktualisierung: Mai 2013 Konzept, Bearbeitung, Text und Gestaltung: Ingeborg C.G. Vaupel, Stadt Kassel Tel ingeborg.vaupel@kassel.de Seite 1 von 35

2 I n h a l t 1. Einleitung Z i e l Wirkungsmodell - Interdependenzen und Einflüsse Erläuterungen zu den Indikatoren Definitionen, Daten, Diagramme Abwassermenge bei Zulauf in die Kläranlage Zulauf Konzentrationen Sauerstoffzehrende Stoffe im Abwasser BSB 5 im Abwasser CSB im Abwasser Nährstoffbelastung im Abwasser N ges im Abwasser P ges im Abwasser Reinigungsleistung der Kläranlage Abbaugrad der sauerstoffzehrenden Stoffe Abbaugrad BSB Abbaugrad CSB Abbaugrad der Nährstoffeinträge Abbaugrad N ges Abbaugrad P ges Ablauf Konzentrationen Reste sauerstoffzehrender Stoffe im gereinigten Abwasser Reste BSB Reste CSB Reste von Nährstoffen im gereinigten Abwasser Reste N ges Reste P ges Investitionen Investitionen für die Kanalisation Investitionen für die Kläranlage Fazit Textquellen und weitere Informationen Seite 2 von 35

3 1. Einleitung Es ist ein merkwürdiges Phänomen, dass auf eine der wichtigsten Errungenschaften der zivilisierten Welt, nämlich einer tadellos funktionierenden Abwasserentsorgung, die meisten Menschen mit einem Naserümpfen reagieren. Bedenkt man, wie stolz die Menschheit z.b. auf die Geschichte der Bildenden Künste oder der Architektur blickt, ist es verwunderlich, dass die Kunst der Abwasserreinigung oftmals so despektierlich behandelt wird. Dies, obwohl doch der Entwicklungsstand der Kanalisation wie kaum anderes Merkmal eine Hochkultur von einer primitiven unterscheiden kann. Hierzu finden wir viele historische Hinweise wie z. B. in der ägyptischen Geschichte vor ca Jahren, oder aber in der römischen Hochblüte ca. 32 Jahre vor Christi Geburt. Besonders der Entwicklung der Abwasserreinigung, haben wir u.a. auch die Überwindung der großen Seuchen der Vergangenheit zu verdanken. Lange Zeit pflegten die Menschen die (für uns heute kaum vorstellbare) Gewohnheit, sowohl ihre Abfälle, als auch die Exkremente von Mensch und Tier, einfach auf den Wegen und Straßen oder in die offenen Gewässer zu entsorgen. Folglich entstanden sehr starke Gewässerverschmutzungen, die durch die natürlich biologische Selbstreinigung nicht mehr bewältigt werden konnten. Die offenen Gewässer waren damals jedoch auch häufig die Trinkwasserlieferanten. Dies führte, vor allem in den immer größer werdenden Städten, zu massiven Gesundheitsproblemen. Verheerende Seuchen wie die Pest, Cholera und Typhus griffen um sich, und forderten tausende von Menschenleben. Eine Konzeption für das Sammeln, Behandeln und Einleiten von (kommunalem) Abwasser wurde erforderlich. Der erste Kasseler Entwurf einer zusammenhängenden Kanalisation wurde unter Landgraf Karl ( ) vom berühmten Baudirektor Simon Luis du Ry erstellt. Sie wurde 1739 angelegt, und hatte eine Gesamtlänge von ca. 11 km. Das aktuelle Kasseler Kanalnetz hat eine Länge von ca. 825 km (2012), es wird stets verbessert und ausgebaut. Sein Wert beziffert sich nunmehr auf über 200 Mio., und stellt den größten zusammenhängenden Wertgegenstand der Stadt Kassel dar. Nahezu 100% der Kassler Bevölkerung sind an diese Kanalisation angeschlossen. Ein unbedeutende Rest ist mangels technischer oder finanzieller Möglichkeiten noch nicht angeschlossen. Das erste Kasseler Klärwerk nahm Ende des vergangenen Jahrhunderts (1897) seinen Betrieb auf. Es befand sich bereits am heutigen Standort, südwestlich von Wolfsanger, und bestand aus fünf Absetzbecken, in denen das Abwasser zunächst lediglich grob entschlammt wurde. Am 1. April 2012 wurde aus dem Kasseler Entwässerungsbetrieb wurde ein neuer Betrieb gegründet: KASSELWASSER Dieser Betrieb ist jetzt - außer für die Aufgaben der Abwasserbeseitigung und der Gewässerunterhaltung - auch für die Wasserversorgung in den Städten Kassel und Vellmar zuständig. KASSELWASSER unterhält inzwischen eine moderne Kläranlage, deren Reinigungsverfahren den aktuellen Erfordernissen entspricht. Durch vielfache Rechtsvorschriften werden heute die Reinigung bzw. die Anforderungen an Einleitungen von kommunalem Abwasser in die offenen Gewässer bei uns geregelt. Maßgeblich ist dabei die EG-Richtlinie (Richtlinie (91/271/EWG) über die Behandlung von kommunalem Abwasser, zuletzt geändert durch EU-Verordnung von September 2003, in deren Mittelpunkt der nachhaltige Schutz der Umwelt steht. Seite 3 von 35

4 2. Z i e l Verantwortungsvoller Umgang mit erneuerbaren Ressourcen zur nachhaltigen Daseinsfürsorge 3. Wirkungsmodell - Zusammenhänge und Einflüsse Abwasser Fließgewässer Flächen Gesundheit Bevölkerung Wirtschaft 4. Erläuterungen zu den Indikatoren Die nachfolgenden Indikatoren ermöglichen für Planung und Steuerung durch die Beobachtung von Daten-Zeitreihen die Identifizierung und Evaluation von entsprechenden Bedarfslagen der bereitgestellten Kapazitäten für die Abwasserreinigung im Zusammenhang mit der anfallenden Abwassermenge und den darin enthaltenen schadensträchtigen Stoffen vor und nach der Reinigung sowie die entsprechenden Investitionen Die Unterschiede in den Zeitreihen erklären sich dadurch, dass nicht für alle Jahre entsprechende und vergleichsgeeignete Daten für Hessen und Deutschland zur Verfügung standen. Die Zahlen in den Diagrammen wurden häufig zugunsten einer leserfreundlichen Darstellung gerundet. Die Definition der einzelnen Indikatoren erfolgt im Zusammenhang mit den Daten bzw. Diagrammen. Seite 4 von 35

5 5. Definitionen, Daten, Diagramme 5.1 Abwassermenge bei Zulauf in die Kläranlage Dargestellt wird hier die Abwassermenge bei Zulauf in die Kläranlage nach mechanischer Reinigung, d.h. das Aufkommen von kommunalem Abwasser inklusive Niederschlagsmengen. Kommunales Abwasser definiert sich laut (u.a.) o.g. EU-Richtlinie als häusliches Abwasser oder Gemisch aus häuslichem und industriellem Abwasser und/oder Niederschlagswasser. Aus der Satzung über die Abwasserbeseitigung in der Stadt Kassel - 2 Begriffsbestimmungen: Abwasser ist das durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte Wasser und das bei Trockenwetter damit zusammen abfließende Wasser (Schmutzwasser) sowie das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen gesammelt abfließende Wasser (Niederschlagswasser). Als Schmutzwasser gelten auch die aus Anlagen zum Behandeln, Lagern und Ablagern von Abfällen austretenden und gesammelten Flüssigkeiten sowie der in Grundstückskläreinrichtungen anfallende Schlamm, soweit er aus häuslichem Abwasser stammt. Das Kasseler Abwasser ist somit ein Gemisch aus häuslichem und industriellem Abwasser und/oder Niederschlagswasser und fließt in Kassel in eine Mischwasserkanalisation. Die Abwassermenge ist demnach auch abhängig von entsprechenden Niederschlagsereignissen. Insofern nachfolgend von Einwohnern die Rede ist, ist damit die an die öffentliche Kanalisation angeschlossene Bevölkerung (inklusive Gewerbe, Industrie und andere Großverbraucher) gemeint, was in Kassel schon lange Jahre zu 99,9%, und überall in Deutschland schon zu fast als 99% der Fall ist. Seite 5 von 35

6 Einzugsgebiet mit Hauptsammlern Die nachfolgende Karte zeigt das Einzugsgebiet des Eigenbetriebes KASSELWASSER mit den farbig markierten Hauptsammlern der Kanalisation: Kassel, Vellmar, Niestetal, Kaufungen, Söhrewald und Teile von Baunatal. Quelle: KASSELWASSER Seite 6 von 35

7 Dargestellt wird in nachfolgender Abbildung 1 die gesamte Abwassermenge (* inklusive Niederschlagsmenge) bei Zulauf in die Kläranlage in Mill. m 3 pro Jahr in der documenta-stadt Kassel und insgesamt d.h. Kassel plus der angeschlossenen Gemeinden (s.o.). Der Anteil von der Stadt Kassel beträgt durchschnittlich 76 % im Darstellungszeitraum, entsprechend Einwohner. In Abbildung 2 wird die o.g. Abwassermenge in der Veränderung zum Vorjahr in Prozent gezeigt. Quellen: KASSELWASSER, eigene Berechnungen Abbildung 1 Abbildung 2 Seite 7 von 35

8 In nachstehender Abbildung 3 ist die die o.g. Abwassermenge in Liter je Einwohner pro Tag zu sehen (Verhältniszahlen). Die Veranschaulichung als Verhältniszahlen zeigt die Zusammenhänge zwischen Sachverhalten auf und ermöglicht damit einen zeitlichen, räumlichen sowie sachlichen Vergleich der Beobachtungswerte. Abbildung 4 zeigt diese Werte als Vergleichszahlen bezogen auf Kassel, Hessen und Deutschland. Vergleichszahlen sind Kenngrößen bzw. gleichartige Zahlen an denen etwas vergleichend betrachtet wird. Ohne Vergleichszahlen sind realistische Einschätzungen nicht möglich (ist das normal?). Vergleichszahlen bieten den Blick über den Tellerrand und sind die Grundlage für Benchmarking und Best Practice (Optimierungs- und Erfolgsstrategien). Vergleichszahlen sind ein unentbehrliches Kontroll- und Steuerungsinstrument Abbildung 5 stellt die Zahlen in der Veränderung zum vorherigen Fortschreibungswert in Prozent dar (Veränderungsquote). Quellen: KASSELWASSER, Statistisches Bundesamt, eigene Berechnungen Abbildung 3 Seite 8 von 35

9 Abbildung 4 Abbildung 5 Seite 9 von 35

10 5.2 Zulauf Konzentrationen Dargestellt wird hier die Menge einer Auswahl von schadensträchtigen Stoffen (nach mechanischer Reinigung) im noch ungereinigten - Abwasser bei Zulauf in die Kläranlage; gewissermaßen das zu bewältigende Schadstoffaufkommen von Kassel (inkl. angeschlossener Gemeinden). Das Schadstoffaufkommen hat Auswirkungen auf die Anstrengungen und Kosten der Abwasserreinigung. Es ist natürlich sinnvoller und leichter Verschmutzungen vom Wasser fernzuhalten, als verschmutztes Wasser erst wieder durch aufwendige Maßnahmen zu reinigen. Die Liste der Schadstoffparameter im Abwasser ist so lang, dass sie hier raumsprengend wäre. Deshalb wird hier, wegen des zur Verfügung stehenden Datenmaterials und den in den Rechtsvorschriften (Abwasserabgabengesetz, Wasserhaushaltsgesetz etc.) als wesentlich ausgewählten Parametern, eine Auswahl dargestellt: - - die sauerstoffzehrenden Stoffe BSB 5 und CSB - und die nährstoffhaltigen Stoffe N ges und P ges - Für diese Indikatoren standen keine überregionalen Daten zur Verfügung Sauerstoffzehrende Stoffe im Abwasser Zusammen mit dem CSB (s.u.) gibt der BSB 5 Anhaltspunkte zur Qualität der im Abwasser enthaltenen Schmutzstoffe, und ist damit auch ein wichtiger Parameter bei der Bemessung, Dimensionierung und der betrieblichen Kontrolle von Kläranlagen. Zum Abbau der organischen Verschmutzungen im Abwasser wird Sauerstoff benötigt. Sauerstoffzehrung kann zu reduzierten Sauerstoffgehalten in den Gewässern und dadurch u.a. zum Fischsterben führen. Die einheitlichen Rahmenbedingungen bei der Messung des biologischen Sauerstoffbedarfes sind in der Euronorm DIN EN festgelegt BSB 5 im Abwasser BSB 5 bedeutet Biologischer Sauerstoffbedarf innerhalb von 5 Tagen. Genau gesagt ist BSB 5 Bedarf an Sauerstoff in mg/l (Milligramm pro Liter) den Mikroorganismen (Bakterien, Plankton), bei einer Temperatur von 20 Celsius, innerhalb von fünf Tagen zum Abbau von organischen und biologischen Stoffe benötigen. Das durch Duschen, Baden, Wäschewaschen, Geschirrspülen, Benutzung der Toilette, etc. täglich entstehende häusliche Abwasser eines einzelnen Einwohners - ca. 150 Liter am Tag - verursacht im Mittel einen biochemischen Sauerstoffbedarf von ca. 60 Gramm je Tag (60 g/d). Ein niedriger BSB5 ist gleichbedeutend mit einer geringen Verschmutzung. Sauberes Bachwasser hat einen BSB 5 von 2 bis 5 mg O 2 /L, häusliches Abwasser weist etwa 300 bis 500 mg BSB 5 /L auf, Gülle erreicht bis mg BSB 5 /L. Für diese Indikatoren standen keine überregionalen Daten zur Verfügung. der Seite 10 von 35

11 Unten stehende Abbildung 6 zeigt die Konzentration der sauerstoffzehrenden Stoffe BSB 5 ) im Abwasser bei Zulauf in die Kläranlage (nach mechanischer Reinigung) der documenta-stadt Kassel (inkl. angeschlossener Gemeinden) in mg/l als Jahresmittelwert In Abbildung 7 wird die Veränderung zum Vorjahr in Prozent dargestellt. Quellen: KASSELWASSER, eigene Berechnungen Abbildung 6 Abbildung 7 Seite 11 von 35

12 CSB im Abwasser Der CSB, d.h. der Chemischer Sauerstoffbedarf, ist ein Maß für die Summe aller organischen Verbindungen im Wasser, einschließlich der schwer abbaubaren. Der CSB-Wert kennzeichnet die Menge an Sauerstoff, welche zur Oxidation der gesamten im Wasser enthaltenen organischen Stoffe verbraucht wird in mg/l. Bei häuslichem Abwasser ist der CSB ca. doppelt so hoch wie der BSB 5 der gleichen untersuchten Wasserprobe. Durch Vergleich mit dem BSB ist eine Aussage über das Verhältnis von biologisch abbaubaren und persistenten Stoffen im Abwasser möglich. In der nachfolgenden Abbildung 8 wird die Konzentration der sauerstoffzehrenden Stoffe, CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) im Abwasser bei Zulauf in die Kläranlage (nach mechanischer Reinigung) der documenta-stadt Kassel (inkl. angeschlossener Gemeinden) in mg/l (Jahresmittelwert) veranschaulicht. In Abbildung 9 wird die Veränderung zum Vorjahr in Prozent dargestellt. Quellen: KASSELWASSER, eigene Berechnungen Abbildung 8 Abbildung 9 Seite 12 von 35

13 5.2.2 Nährstoffbelastung im Abwasser Erhöhte Nährstoffzufuhr wird zur Nährstoffbelastung und führt zur E u t h r o p h i e r u n g der Oberflächengewässer. Sie ist überdies für verstärktes Algenwachstum in den Meeren verantwortlich, verschärft wird die Situation im Sommer, da durch die höheren Temperaturen Algen schneller wachsen. Sobald die Algen absterben, werden diese bakteriell abgebaut, wobei viel Sauerstoff verbraucht wird. Durch diesen Prozess sterben stark sauerstoffbedürftige Arten (z.b. Fische) und es bildet sich zusammen mit den abgestorbenen Algen eine Faulschlammschicht. Die Fäulnisprozesse verbrauchen weiteren Sauerstoff und durch den entstehenden Kreislauf sterben immer mehr Arten. Die Folge der Euthrophierung ist ein sogenanntes Umkippen des Gewässers N ges im Abwasser N ges (auch Gesamt-N) bezeichnet die Summe aller Stickstoffverbindungen. Ihre Haupteintragsquellen in Fließgewässer sind vor allem häusliche, landwirtschaftliche und industrielle Abwässer. In kommunalen Abwässern wie in Kassel, wird der Anteil vor allem durch Harnstoffeinträge bestimmt. Stickstoff fördert in Gewässern die Eutrophierung (s.o). In nachstehender Abbildung 10 wird die Konzentration der Nährstoffeinträge durch N ges im Abwasser bei Zulauf in die Kläranlage (nach mechanischer Reinigung) der documenta-stadt Kassel (inkl. angeschlossener Gemeinden) in mg/l (Jahresmittelwert) gezeigt. Abbildung 11 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Quellen: KASSELWASSER, eigene Berechnungen Seite 13 von 35

14 Abbildung 10 Abbildung 11 Seite 14 von 35

15 P ges im Abwasser P ges (auch Gesamt-P) ist die Summe aller Phosphorverbindungen. Haupteintragsquellen von Phosphor in Fließgewässer sind vor allem häusliche, landwirtschaftliche und industrielle Abwasser. Phosphor ist auch ein Haupteutrophierungsfaktor in Gewässern. Unten stehende Abbildung 12 zeigt die Konzentration der Nährstoffeinträge durch P ges im Abwasser bei Zulauf in die Kläranlage (nach mechanischer Reinigung) der documenta-stadt Kassel (inkl. angeschlossener Gemeinden) in mg/l (Jahresmittelwert). In Abbildung 13 wird die Veränderung zum Vorjahr in Prozent dargestellt. Quellen: KASSELWASSER, eigene Berechnungen Abbildung 12 Abbildung 13 Seite 15 von 35

16 5.3 Reinigungsleistung der Kläranlage Die Reinigungsleistung einer Kläranlage (Abbaugrad der schadensträchtigen Stoffe) hängt von der Art ihrer Reinigung ab. Der heutige Stand der Technik bietet Möglichkeiten für folgende Reinigungsverfahren: mechanische Abwasserreinigung (Trennung grober Schmutzstoffe mit Hilfe von Rechen, Sandfang und Absetzbecken biochemische Abwasserreinigung (im Wesentlichen durch Mikroorganismen) P-Elimination (Phosphat-Elimination) Entfernung von Phosphaten aus dem Abwasser mit biologischen, biochemischen und chemischen Verfahren (häufig kombiniert) Nitrifikation, bakterielles Verfahren zur Umwandlung von Ammonium zu Nitrat (Verminderung fischgiftiger Stoffe) Denitrifikation, Folgeschritt nach der Nitrifikation, zum Abbau von Stickstoffverbindungen Die EG-Richtlinie (Richtlinie (91/271/EWG) über die Behandlung von kommunalem Abwasser schreibt vor, dass alle Anlagen mit einer Ausbaugröße von mehr als EW (Einwohnerwert, Definition s.u.) mit einer Nährstoffreduzierung ausgerüstet sein müssen. Der Kasseler Entwässerungsbetrieb ( EW) hat dem entsprochen; alle o.g. Reinigungsverfahren werden hier praktiziert, zuletzt wurde im Juni 2004 die Denitrifikation fertiggestellt. Der Einwohnerwert (EW) ist ein wasserwirtschaftliche Rechengröße für Abwasser-Schmutzfrachten (siehe DIN EN 1085). Mit Hilfe des Einwohnerwertes lässt sich die Belastung einer Kläranlage abschätzen In den unten stehen Darstellungen wurde nur die Gruppe der Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von mehr als EW verglichen entsprechend Kassel ( EW). Für Deutschland standen keine Daten zur Verfügung. Seite 16 von 35

17 5.3.1 Abbaugrad der sauerstoffzehrenden Stoffe Abbaugrad BSB 5 Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) schreibt eine prozentuale Mindestverringerung des BSB 5 um % vor. In nachstehender Abbildung 14 wird Abbaugrad der sauerstoffzehrenden Stoffe BSB 5 im Abwasser der documenta-stadt Kassel (inkl. angeschlossener Gemeinden) in Prozent gezeigt. In Abbildung 15 zeigt diese Werte als Vergleichszahlen bezogen auf Kassel und Hessen. Für Deutschland standen keine Daten zur Verfügung. Abbildung 16 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Bezogen nur auf Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von > EW (Einwohnerwert, s.o.) entsprechend Kassel. Quellen: KASSELWASSER, Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, eigene Berechnungen X = keine Daten verfügbar Abbildung 14 Seite 17 von 35

18 Abbildung 15 Abbildung 16 Seite 18 von 35

19 Abbaugrad CSB Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) schreibt eine prozentuale Mindestverringerung des CSB um 75 % vor. In der nachfolgenden Abbildung 17 wird der Abbaugrad der sauerstoffzehrenden Stoffe CSB im Abwasser der documenta-stadt Kassel (inkl. angeschlossener Gemeinden) in Prozent gezeigt. In Abbildung 18 zeigt diese Werte als Vergleichszahlen bezogen auf Kassel und Hessen. Für Deutschland standen keine Daten zur Verfügung. Abbildung 19 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Bezogen nur auf Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von > EW (Einwohnerwert, s.o.) entsprechend Kassel. Quellen: KASSELWASSER, Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, eigene Berechnungen X = keine Daten verfügbar Abbildung 17 Seite 19 von 35

20 Abbildung 18 Abbildung 19 Seite 20 von 35

21 5.3.2 Abbaugrad der Nährstoffeinträge Abbaugrad N ges Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) schreibt eine prozentuale Mindestverringerung des N- ges um % vor oder einen Rest-Konzentrationswert von N ges von maximal 18 (bis 2004) bzw. 16,7 mg/l (nach 2004), s.a. Abb.30. Unten stehende Abbildung 20 zeigt die Reinigungsleistung der Kläranlage - Abbaugrad der Nährstoffeinträge N ges im Abwasser der documenta-stadt Kassel in Prozent. In Abbildung 21 zeigt diese Werte als Vergleichszahlen bezogen auf Kassel und Hessen. Für Deutschland standen keine Daten zur Verfügung. Abbildung 22 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Bezogen nur auf Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von > EW (Einwohnerwert, s.o.) entsprechend Kassel. Quellen: KASSELWASSER, Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, eigene Berechnungen Abbildung 20 Seite 21 von 35

22 Abbildung 21 Abbildung 22 Seite 22 von 35

23 Abbaugrad P ges Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) schreibt eine prozentuale Mindestverringerung des P ges (Gesamtphosphorverbindungen) um 80 % vor. Unten stehende Abbildung 23 zeigt die Reinigungsleistung der Kläranlage - Abbaugrad der Nährstoffeinträge P ges im Abwasser der documenta-stadt Kassel in Prozent. Abbildung 24 zeigt diese Werte als Vergleichszahlen bezogen auf Kassel und Hessen. Für Deutschland standen keine Daten zur Verfügung. Abbildung 25 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Bezogen nur auf Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von > EW (Einwohnerwert, s.o.) entsprechend Kassel. Quellen: KASSELWASSER, Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, eigene Berechnungen Abbildung 23 Seite 23 von 35

24 Abbildung 24 Abbildung 25 Seite 24 von 35

25 5.4 Ablauf Konzentrationen Reste sauerstoffzehrender Stoffe im gereinigten Abwasser Dargestellt werden hier die verbliebenen Rest-Konzentrationswerte sauerstoffzehrender und nährstoffhaltiger Stoffe (s.o.) in mg/l im gereinigten Abwasser bei Einleitung (Ablauf) ins offene Gewässer, d.h. bei uns in Kassel in die Fulda. Die Rechtsvorschriften für die Einleitungsbedingungen in Kassel werden durch Überwachungswerte in Form eines Abwassereinleitungsbescheides vom Regierungspräsidium Kassel bestimmt (Details, siehe in den entsprechenden Diagrammen). Sie bestimmten die maximal erlaubten Reste dieser Stoffe. Grundlage hierfür ist das deutsche Wasserhaushaltsgesetz und die EG-Richtlinie 91/271/EWG) über die Behandlung von kommunalem Abwasser. (Richtlinie Reste BSB 5 Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) schreibt einen Rest-Konzentrationswert des BSB 5 von maximal 25 mg/l vor. Der Abwassereinleitungsbescheid (Überwachungswerte s.o. Punkt 5.4.1) vom Regierungspräsidium Kassel erlaubt maximal 15 mg/l BSB 5. Unten stehende Abbildung 26 zeigt die Reste vom sauerstoffzehrenden Stoff BSB 5 in mg/l im gereinigten Abwasser der documenta-stadt Kassel bei Einleitung (Ablauf) ins offene Gewässer. Abbildung 27 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Für Deutschland und Hessen standen keine entsprechenden Daten zur Verfügung. Quelle: KASSELWASSER Seite 25 von 35

26 Abbildung 26 Abbildung 27 Seite 26 von 35

27 Reste CSB Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) schreibt eine Rest-Konzentrationswert des CSB von maximal 125 mg/l vor. Der Abwassereinleitungsbescheid (Überwachungswerte s.o. Punkt 5.4.1) vom Regierungspräsidium Kassel erlaubt maximal 65 mg/l CSB. Unten stehende Abbildung 28 zeigt die Reste vom sauerstoffzehrenden Stoff CSB in mg/l im gereinigten Abwasser der documenta-stadt Kassel bei Einleitung (Ablauf) ins offene Gewässer. Abbildung 29 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Für Deutschland und Hessen standen keine entsprechenden Daten zur Verfügung. Quelle: KASSELWASSER Abbildung 28 Abbildung 29 Seite 27 von 35

28 5.4.2 Reste von Nährstoffen im gereinigten Abwasser Reste N ges Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) erlaubt einen Rest-Konzentrationswert von Nährstoffeinträgen der N ges (Gesamtstickstoffe, Summe aller Stickstoffverbindungen) im gereinigten Abwasser bei Einleitung ins offene Gewässer von maximal 10 mg/l. Der Abwassereinleitungsbescheid (Überwachungswerte s.o. Punkt 5.4.1) vom Regierungspräsidium Kassel erlaubt einen Rest- Konzentrationswert der N ges von maximal 18 (bis 2004) bzw. 16,7 mg/l (nach 2004). Unten stehende Abbildung 30 zeigt die Reste von Nährstoffeinträgen der N ges (Gesamtstickstoffe, Summe aller Stickstoffverbindungen) im gereinigten Abwasser in mg/l im gereinigten Abwasser der documenta-stadt Kassel bei Einleitung (Ablauf) ins offene Gewässer. Abbildung 31 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Für Deutschland und Hessen standen keine entsprechenden Daten zur Verfügung. Quelle: KASSELWASSER Abbildung 30 Abbildung 31 Seite 28 von 35

29 Reste P ges Die EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) erlaubt einen Rest-Konzentrationswert von Nährstoffeinträgen der P ges (Gesamtphosphorverbindungen) im gereinigten Abwasser bei Einleitung ins offene Gewässer von maximal 1 mg/l. Unten stehende Abbildung 32 zeigt die Reste von Nährstoffeinträgen der N P ges (Gesamtphosphorverbindungen) im gereinigten Abwasser in mg/l der documenta-stadt Kassel bei Einleitung (Ablauf) ins offene Gewässer. Abbildung 33 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent. Für Deutschland und Hessen standen keine entsprechenden Daten zur Verfügung. Quelle: KASSELWASSER Abbildung 32 Abbildung 33 Seite 29 von 35

30 5.5 Investitionen Nachfolgend werden die Investitionen für Kanalisation und Kläranlage abgebildet. In Hessen obliegt es den Gemeinden im Rahmen ihrer Selbstverwaltung die erforderlichen Anlagen zur Abwasserableitung und -behandlung bereitzustellen. Die laufenden Kosten einschließlich der Erneuerung, Ersatzbeschaffung und Anpassung an den technischen Standard sind entsprechend den Rechtsvorschriften aus den Gebührenaufkommen zu finanzieren. Die Kläranlage des Kasseler Entwässerungsbetriebes hat seit 1998 eine Ausbaugröße von EW (Einwohnerwert), die Kanalnetzlänge betrug in Kassel zuletzt 822 km. Hessen hatte zuletzt 744 Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von insgesamt EW, und einer gesamten Kanalnetzlänge von km. Deutschland hatte in 2001 insgesamt Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von insgesamt EW, und einer gesamten Kanalnetzlänge von km. Der Anschlussgrad an die Kanalisation ist in Kassel und Hessen rund 100%, in Deutschland rund 96% Investitionen für die Kanalisation Der Investitionsanteil ist bezogen auf die Einwohnerzahl von Kassel, d.h. im Darstellungszeitraum durchschnittlich 76 % der gesamten Investitionen - unter Einbezug der weiteren angeschlossenen Gemeinden (s.o. Abb. 1) sind die Investitionen entsprechend höher. In unten stehender Abbildung 34 sieht man die Investitionen für die Kanalisation in Euro je Einwohner pro Jahr der documenta-stadt Kassel. Abbildung 35 stellt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent dar. Abbildung 36 zeigt die Investitionen für die Kanalisation in Euro je Einwohner pro Jahr als Vergleichszahlen bezogen auf Kassel und Hessen. Abbildung 37 stellt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent für Kassel und Hessen dar. Für Deutschland standen keine entsprechenden Daten zur Verfügung Quellen: KASSELWASSER, eigene Berechnungen. Abbildung 34 Seite 30 von 35

31 Abbildung 35 Abbildung 36 Abbildung 37 Seite 31 von 35

32 5.5.2 Investitionen für die Kläranlage Der Investitionsanteil ist auch hier bezogen auf die Einwohnerzahl von Kassel, d.h. im Darstellungszeitraum durchschnittlich 76 % der gesamten Investitionen - unter Einbezug der weiteren angeschlossenen Gemeinden (s.o. Abb. 1) sind die Investitionen entsprechend höher. Unten stehende Abbildung 38 zeigt die Investitionen für die Kläranlage in Euro je Einwohner pro Jahr der documenta-stadt Kassel. Abbildung 39 zeigt diese Werte als Vergleichszahlen bezogen auf Kassel und Hessen. Abbildung 40 zeigt die Veränderung zum Vorjahr in Prozent für Kassel und Hessen. Für Deutschland standen keine entsprechenden Daten zur Verfügung Quelle: KASSELWASSER, eigene Berechnungen. Abbildung 38 Seite 32 von 35

33 Abbildung 39 Abbildung 40 Seite 33 von 35

34 6. Fazit Das Fazit ist in Bezug zur Zielsetzung zu sehen (s.a. 2.): Verantwortungsvoller Umgang mit erneuerbaren Ressourcen zur nachhaltigen Daseinsfürsorge Wie schon unter Punkt 5.1 erwähnt ist das Kasseler Abwasser ein Gemisch aus häuslichem und industriellem Abwasser als auch Niederschlagswasser. Dadurch ist die Abwassermenge höher als der Trinkwasserverbrauch. Beeinflussungsfaktoren sind demnach Regenwetterereignisse aber auch die Größe der versiegelten Flächen. Je mehr Flächen versiegelt sind, desto mehr Regenwasser fließt in die Kanalisation und wird nicht von den natürlichen Flächen aufgenommen. Im Beobachtungszeitraum war die höchste Abwassermenge im Jahr 1994 insgesamt (Kassel plus angeschlossene Gemeinden) 42 Mill. m 3 und die entsprechend niedrigste Abwassermenge war im Jahr 2009 mit 26 Mill. m 3. Der Unterschied beträgt 16 Mill. m 3 bzw. 39% - was ein hohes Maß an Flexibilität im Abwassermanagement erfordert. Das Schadstoffaufkommen im Abwasser beim Zulauf in die Kläranlage, zeigt entsprechende Schwankungen in der Konzentration. Hinsichtlich der sauerstoffzehrenden Stoffe war beim BSB 5 im Jahr 2010 die höchste Konzentration von 298 mg/l (Jahresmittelwert) zu verzeichnen und die entsprechend niedrigste Konzentration war 120 mg/l im Jahr Der Unterschied beträgt 178 mg/l bzw. 60%. Beim CSB war im Jahr 2006 die höchste Konzentration von 672 mg/l (Jahresmittelwert) zu beobachten und die entsprechend niedrigste Konzentration war 294 mg/l im Jahr Der Unterschied beträgt 378 mg/l bzw. 56%. Die höchste Konzentration der Nährstoffbelastung durch N-ges war im Jahr 2009 mit 43 mg/l (Jahresmittelwert) festzustellen und die entsprechend niedrigste Konzentration war 25 mg/l im Jahr Der Unterschied beträgt 17 mg/l bzw. 41%. Die höchste Konzentration durch P-ges war im Jahr 2006 mit 13 mg/l (Jahresmittelwert) zu sehen und die entsprechend niedrigste Konzentration war 6 mg/l im Jahr Der Unterschied beträgt 7 mg/l bzw. 56%. Das Schadstoffaufkommen hat Auswirkungen auf die Anstrengungen und Kosten der Abwasserreinigung. Es ist natürlich sinnvoller und leichter Verschmutzungen vom Wasser fernzuhalten, als verschmutztes Wasser erst wieder durch aufwendige Maßnahmen zu reinigen. Die Reinigungsleistung der Kläranlage muss sich den o.g. Schwankungen anpassen um die rechtlich geforderten gleichmäßigen Ergebnisse zu bieten - was in Kassel im Beobachtungszeitraum im Wesentlichen erreicht wurde. Der Abbaugrad und die Reste der schadensträchtigen Stoffe BSB 5, CSB und P-ges im gereinigten Abwasser bei Einleitung in das offenen Gewässer zeigten in Kassel regelmäßig Konzentrationen, welche die vorgeschriebenen Überwachungswerte des Abwassereinleitungsbescheides vom Regierungspräsidium Kassel einhalten und sind tendenziell abnehmend. Die letzten Jahre betraf das auch die Konzentrationen von N-ges vor dem Hintergrund des im Juni 2004 in Betrieb genommenen Reinigungsverfahrens der Denitrifikation. Die Investitionen müssen sich an den rechtlich geforderten Grenz-Werten in der EG-Richtlinie (Richtlinie 91/271/EWG) orientieren. Nicht nur mit dem vergleichenden Blick auf Hessen wird ersichtlich, dass in Kassel zunächst eher schwerpunktmäßig in die Kanalisation denn in die Kläranlage investiert wurde. Rund zur Jahrtausendwende wurde zunächst in Kanalisationsbereich dann bei der Kläranlage offenbar ein Investitionsstau in Kassel abgebaut. Fazit: Zusammengefasst ist die Kasseler Abwasserreinigung nachhaltig, d.h. es wird diesbezüglich ein nachhaltiger, verantwortungsvoller Umgang mit der erneuerbaren Ressource Wasser praktiziert. Seite 34 von 35

35 7. Textquellen und weitere Informationen doc=1991&nu_doc=271&lg=de #AMENDINGACT Seite 35 von 35