EINLEITUNG... 1 ANSCHLUSSGRAD AN DIE ÖFFENTLICHE KANALISATION... 3 KANALISATION UND REGENWASSERBEHANDLUNG... 4 KLÄRANLAGEN... 7

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3 INHALTSVERZEICHNIS 1. EINLEITUNG ANSCHLUSSGRAD AN DIE ÖFFENTLICHE KANALISATION KANALISATION UND REGENWASSERBEHANDLUNG KLÄRANLAGEN REINIGUNGSLEISTUNG DER KLÄRANLAGEN ABWASSERMAßNAHMEN ZUR ZIELERREICHUNG DER WRRL SPURENSTOFFE ENERGIEEFFIZIENZ / ENERGIEGEWINNUNG BEI KOMMUNALEN KLÄRANLAGEN INDUSTRIELLE EINLEITER KLÄRSCHLAMM INVESTITIONEN UND STAATLICHE FÖRDERUNG AUSBLICK... 27

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5 Die europäische Kommunalabwasserrichtlinie sieht alle zwei Jahre eine Information der Öffentlichkeit über den Stand der Abwasserbehandlung vor. Der nunmehr zehnte Lagebericht macht erneut deutlich, dass die Abwasserbeseitigung in Baden-Württemberg einen hohen Stand erreicht hat. Der anzustrebende gute ökologische Zustand der Gewässer ist trotzdem in vielen Wasserköpern noch nicht erreicht. Deshalb werden auch künftig weitere am Gewässer orientierte Maßnahmen an Abwasserbehandlungsanlagen erforderlich sein, aber auch Maßnahmen in anderen Sektoren. Im Rahmen der Spurenstoffkonzeption des Landes werden an wasserwirtschaftlich ausgewählten Standorten Kläranlagen mit einer Stufe zur Spurenstoffelimination ausgebaut. Derzeit sind zehn derartige Anlagen in Betrieb und neun weitere in der Bau- oder Planungsphase. Baden-Württemberg unterstützt das Vorhaben der EU-Kommission, zur Reduzierung der Verschmutzung der Gewässer durch pharmazeutische Stoffe eine europäische Arzneimittelstrategie zu entwickeln. Mit ihr soll insbesondere ein quellenbezogener Ansatz verfolgt werden, was dem Vorsorgegedanken in der Umweltpolitik entspricht. Bei der konsequenten Erschließung von Energieeinspar- und Energiegewinnungspotenzialen hat auch der Abwassersektor einen Beitrag zu leisten. Es gilt den Spagat zu schaffen: Einerseits benötigen wir für einen wirksamen Gewässerschutz weiterhin im wahrsten Sinne des Wortes Energie. Andererseits müssen wir im Interesse des Klimaschutzes Energie sparen. Deshalb geht es darum, Energie für einen guten Gewässerschutz effizient zu nutzen. Die gute Ausbildung und Fortbildung des Betriebspersonals unserer Abwasseranlagen, insbesondere der Kläranlagen, sowie die gute und langjährige Zusammenarbeit zwischen Land und Kommunen spiegeln sich im hohen Standard der Abwasseranlagen wider. Ich bin überzeugt, dass wir gemeinsam mit den Städten und Gemeinden im Lande auch zukünftig diesen Standard halten und die geforderten Ziele erreichen können. Franz Untersteller MdL Minister für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft des Landes Baden-Württemberg

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7 Kommunales Abwasser 1 1. Einleitung In der Richtlinie der Europäischen Union (EU) über die Behandlung von kommunalem Abwasser vom 21. Mai 1991 (Kommunalabwasserrichtlinie - 91/271/EWG) ist in Artikel 16 festgelegt, dass die zuständigen Stellen oder Behörden der Mitgliedsstaaten alle zwei Jahre einen Lagebericht über die Beseitigung von kommunalen Abwässern und Klärschlamm in ihrem Zuständigkeitsbereich zu veröffentlichen haben. Mit dem nun vorgelegten zehnten Lagebericht kommt das Land Baden- Württemberg für seinen Bereich dieser Verpflichtung nach. In der Broschüre sind wesentliche Angaben zur Abwasserentsorgung, zur Reinigungsleistung der Kläranlagen und zur Klärschlammbeseitigung zusammengefasst. Die Anforderungen der EU an kommunale Kläranlagen ergeben sich in erster Linie aus der Kommunalabwasserrichtlinie. Diese ist durch die Abwasserverordnung des Bundes (AbwV) vom 17. Juni 2004, zuletzt geändert am 2. September 2014, sowie der baden-württembergischen Reinhalteordnung kommunales Abwasser (ROkA) vom 10. Dezember 1993, zuletzt geändert am 3. Dezember 2013, umgesetzt. Die Abwasserverordnung enthält für alle Kläranlagen ab einer Ausbaugröße über Einwohnerwerten (EW) Grenzwerte für die Stickstoff- und Phosphorkonzentrationen im Ablauf einer Kläranlage. Damit geht sie beim Stickstoff über die Anforderungen der Kommunalabwasserrichtlinie hinaus, die diese Anforderungen nur für Einzugsgebiete empfindlicher Gebiete vorsieht. Diese Unterscheidung hat jedoch für Baden-Württemberg keine Bedeutung, da die gesamte Fläche Deutschlands schon als empfindliches Gebiet ausgewiesen ist. Die ROkA dient auch zur Definition von weitergehenden, über die Kommunalabwasserrichtlinie hinausgehenden Anforderungen, insbesondere für das Einzugsgebiet des Bodensee und der Oberen Donau. Die Erstellung der von der EU geforderten Zustandsberichte macht eine Vielzahl von Untersuchungen über die Reinigungsleistung der Kläranlagen notwendig. Neben der staatlichen Kontrolle durch die Wasserbehörden stellt die Eigenkontrolle (Selbstüberwachung) des Anlagenbetreibers die zweite Säule der Überwachung im Abwasserbereich dar. Darüber hinaus sind die Anforderungen durch die EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL /60/EG), die im Wasserhaushaltsgesetz in nationales Recht umgesetzt wurde, zu beachten. Das Ziel der WRRL ist es, den guten ökologischen und den guten chemischen Zustand der Gewässer zu errei-

8 2 Kommunales Abwasser chen. Aus diesen Anforderungen heraus können zusätzliche Anforderungen an die Emissionen von Abwasseranlagen, insbesondere Kläranlagen, dann erwachsen, wenn ein Wasserkörper den guten Zustand verfehlt oder nur knapp erreicht hat. Deshalb stellen die Abwassermaßnahmen auch im zweiten Bewirtschaftungszyklus der WRRL einen wesentlichen Bestandteil des Maßnahmenprogramms dar. Bei der Aktualisierung des Maßnahmenprogramms für den zweiten Bewirtschaftungszyklus (2015) sind insgesamt 590 Abwassermaßnahmen, vor allem an kommunalen Kläranlagen und der Regenwasserbehandlung, für geschätzten Kosten von ca. 320 Mio. vorgesehen. Im vergangenen Bewirtschaftungszyklus ( ) wurden bereits Abwassermaßnahmen mit einem Gesamtvolumen von etwa 145 Mio. umgesetzt.

9 Kommunales Abwasser 3 2. Anschlussgrad an die öffentliche Kanalisation Der zielgerichtete und zügige Ausbau der Abwasseranlagen hat zu einem hohen Anschlussgrad an die Kanalisation und an kommunale mechanisch-biologische Abwasserbehandlungsanlagen von über 99 % geführt (Abb. 1). Nur noch etwa Einwohner sind nicht an kommunale mechanisch-biologische Kläranlagen angeschlossen. Es handelt sich hierbei überwiegend um Einwohner kleiner Weiler, Gehöftanlagen oder von Einzelanwesen im ländlichen Raum. Die Abwässer dieser Einwohner werden über private Kleinkläranlagen mit naturnahen Verfahren (z. B. Pflanzenkläranlagen) oder technischen Verfahren (z. B. Belebungsanlagen) oder geschlossene, d. h. abflusslose, Gruben entsorgt. Unter Berücksichtigung der Siedlungsstruktur, der topographischen Verhältnisse und der bautechnischen Möglichkeiten wird im Einzelfall geprüft, ob hier ein Anschluss an eine zentrale kommunale Kläranlage zweckmäßig ist. Es zeichnet sich ab, dass etwa weitere Einwohner über eine zentrale Kläranlage entsorgt werden können. Dies kann z. B. über kostengünstige Druckentwässerungsleitungen ("Pumpe und Schlauch") erfolgen. Nach derzeitiger Einschätzung wird bei etwa Einwohner von Baden- Württemberg das anfallende Abwasser dauerhaft dezentral entsorgt werden. Abbildung 1: Anschlussgrad an die Kanalisation und an kommunale Kläranlagen in Baden-Württemberg [Statistisches Landesamt Baden-Württemberg, ergänzt LUBW Stand: ]

10 4 Kommunales Abwasser 3. Kanalisation und Regenwasserbehandlung Nach den aktuellen Daten des Statistischen Landesamtes beträgt in Baden-Württemberg die Kanallänge etwa km. Bei etwa 2/3 davon handelt es sich um Mischwasserkanäle, bei denen Schmutzwasser aus Haushalten und Gewerbe gemeinsam mit dem Niederschlagswasser von den befestigten Flächen im Einzugsgebiet in einer Leitung abgeleitet wird. Darüber hinaus kommt mit regionalen Schwerpunkten auch das Trennsystem zum Einsatz. Hier werden Schmutzwasser und Niederschlagswasser in getrennten Leitungen abgeführt. Einen Überblick über die zeitliche Entwicklung des baden-württembergischen Kanalnetzes kann der Abbildung 2 entnommen werden. Abbildung 2: Öffentliche Kanalisation in Baden-Württemberg [Statistisches Landesamt Baden- Württemberg, Stand: ] (*Vorläufige Ergebnisse) Während die Entwässerungsstrategie in früheren Jahren eine möglichst schnelle Ableitung des Niederschlags beinhaltete, verfolgt das Land Baden-Württemberg mit Einführung der Verordnung des Ministeriums für Umwelt und Verkehr über die dezentrale Beseitigung von Niederschlagswasser ( Niederschlagswasserverordnung vom ) eine veränderte Strategie. Mit den Elementen der modifizierten Entwässerungsverfahren (wie z. B. Minimierung der Versiegelung, dezentrale Versickerung, Gründächer, Regenwassernutzung und getrennte Ableitung von nicht behandlungsbedürftigem Niederschlagswasser) wird der Eintrag des Niederschlagswassers in die Kanalisation gemindert und ein Beitrag zum Erhalt des natürlichen Wasserkreislaufs geleistet. Diese Entwässerungsstrategien werden vornehmlich bei der Planung und Erschließung von Neubaugebieten umgesetzt. Aber auch bei bestehenden Siedlungs- und Gewerbegebieten kann durch Abkopplungsmaßnahmen befes-

11 Kommunales Abwasser 5 tigter Flächen von der Kanalisation eine Verbesserung erreicht werden. Durch die Einführung der gesplitteten Abwasserabgabe wurden in den vergangenen Jahren verstärkt solche Maßnahmen befördert. Durch dezentrale Versickerung, aber auch durch Verdunstung, sollen die Auswirkungen der Bebauung auf den Abfluss der Niederschläge, insbesondere die hydraulische Überlastung von kleinen Gewässern und die Häufigkeit von Entlastungen aus Regenwasseranlagen ins Gewässer verringert werden. Dabei muss allerdings der Schutz des Grundwassers angemessen berücksichtigt werden. Es wird auch angestrebt, die in die Kanalisation eingeleiteten Niederschlagsmengen zu minimieren, um einer hydraulischen Überlastung entgegen zu wirken. Die von befestigten Flächen resultierenden Spitzenabflüsse sollen auf ein für das jeweilige Gewässer vertretbares Maß begrenzt werden. Das Auftreten von Hochwasserereignissen in größeren Gewässern kann allerdings durch diese nur lokal wirksamen Maßnahmen in den Siedlungsgebieten nicht in relevantem Umfang beeinflusst werden. Abbildung 3: Beispiel eines Retentionsbodenfilters [Bild: privat] Für einen wirksamen Gewässerschutz sind weiterhin Anlagen zur Regenwasserbehandlung erforderlich. Im Regelfall sind dies Regenüberlaufbecken bei Mischkanalisation und Regenklärbecken bei Trennkanalisation. Auch hier können infolge gewässergezogener Anforderungen weitergehende Reinigungsstufen wie beispielsweise Retentionsbodenfilter (s. Abb. 3) erforderlich sein. Der Ausbau der Regenwasserbehandlung stellt nach wie vor eine wichtige Teilkomponente eines ganzheitlichen Gewässerschutz dar.

12 6 Kommunales Abwasser Mit dem Bau von Regenüberlaufbecken und Regenklärbecken wurde bereits in den 1970-er Jahren begonnen. Der Ausbaugrad ist in den 1990-er Jahren besonders stark angestiegen. Ende des Jahres 2014 betrug das Gesamtbeckenvolumen etwa 3,67 Mio. m³ und hat sich gegenüber 2012 geringfügig erhöht. Es standen in der Mischkanalisation etwa Regenüberlaufbecken und in der Trennkanalisation etwa 600 Regenklärbecken zur Verfügung. Mit dem Ausbaugrad der Regenwasserbehandlung von derzeit etwa 95 % ist bereits ein hoher Stand erreicht. Neben dem Restausbau werden weitere Verbesserungen in der optimierten Betriebsweise dieser Regenwasserbehandlungsanlagen und damit einem verbesserten Gewässerschutz gesehen. Die Erfassung des Entlastungsverhaltens (Entlastungshäufigkeit und -dauer, Einstauhäufigkeit und - dauer) ist deshalb ein wichtiger erster Schritt in dieser Entwicklung. Derzeit wird das Entlastungsverhalten an etwa Regenüberlaufbecken erfasst. Abbildung 4: Ausbau der Regenwasserbehandlung in Baden-Württemberg (Stand: )

13 Kommunales Abwasser 7 4. Kläranlagen 4.1. Reinigungsleistung der Kläranlagen Zum Stand 31. Dezember 2014 werden in Baden-Württemberg 944 kommunale Kläranlagen betrieben. Mit einer Gesamtausbaugröße von ca. 20,6 Mio. Einwohnerwerten (EW) kann das Abwasser der ca. 10,7 Mio. angeschlossenen Einwohner (E) gereinigt werden; ca. 9,9 Mio. Einwohnergleichwerte (EGW) stehen zur Behandlung von Gewerbe- und Industrieabwasser bzw. als Reserve zur Verfügung. Aktuell haben in Baden-Württemberg 338 Kläranlagen eine Ausbaugröße von mehr als Einwohnerwerten (EW). Diese großen Anlagen reinigen ca. 87 % des in den kommunalen Kanalisationen abgeleiteten Abwassers (s. Abb. 5). In Abbildung 6 sind die großen oberirdischen Fließgewässer Rhein, Donau und Neckar mit ihren wichtigsten Nebenflüssen und Kläranlagen mit Anschlusswerten größer EW dargestellt. 38 Kläranlagen über EW entsorgen im Regelfall das in den Ballungsräumen des Landes anfallende Abwasser. Von diesen 38 Kläranlagen liegen zwei außerhalb der Landesgrenze. Es handelt sich um die Kläranlage Neu-Ulm, die in Bayern liegt, sowie um die Kläranlage Bibertal-Ramsen, die in der Schweiz liegt. Daher sind diese beiden Kläranlagen lediglich in Abb. 6 und 7 berücksichtigt. Abbildung 5: Reinigungskapazität der Kläranlagen in Baden-Württemberg in Abhängigkeit der Größenklasse (Ausbau-EW) (Stand: )

14 8 Kommunales Abwasser Abbildung 6: Übersicht der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg > EW sowie die Kläranlage Neu-Ulm und Kläranlage Bibertal-Ramsen (Stand )

15 Kommunales Abwasser 9 Abbildung 7: Siedlungsdichte (Einwohner/km²) und Kläranlagen > EW in Baden-Württemberg sowie die Kläranlage Neu-Ulm und Kläranlage Bibertal-Ramsen (Stand ) Einige der 36 baden-württembergischen Anlagen über EW liegen jedoch als übergreifenden Verbandslösungen in dünner besiedelten Gebieten (siehe hierzu auch Abb. 7).

16 10 Kommunales Abwasser In Tabelle 1 ist dargestellt, welche Klärverfahren bei den jeweiligen Größenklassen zur Anwendung kommen. Tabelle 1: Zahl der kommunalen Kläranlagen nach Ausbaugröße und Hauptklärverfahren bzw. Filtrations- oder Aktivkohle-Adsorptionsanlagen (Stand: ) Ausbaugröße Art des Hauptklärverfahrens EW > bis EW > bis EW > bis EW > bis EW > EW Alle Größenklassen Anzahl Belebungsanlagen Belebungsanlagen mit Schlammstabilisation Tropfkörperanlagen Tauchkörperanlagen Mehrstufige Kläranlagen Abwasserteiche Gesamtanzahl Davon Kläranlagen mit weitere Reinigungsstufen Filtrationsanlagen Aktivkohle-Adsorption- Anlagen Als weitere Reinigungsstufe sind bei 42 Kläranlagen Filtrationsanlagen teilweise mit Aktivkohle- Adsorptionen aufgrund weitergehender, gewässerbezogener Anforderungen (z. B. Spurenstoffkonzeption) oder mitbehandelten industriellen Abwässern (z. B. Textilindustrie) nachgeschaltet. Die zeitliche Entwicklung der Anzahl der Kläranlagen und die der Klärverfahren zeigt Abb. 8. Darin wird auch aufgezeigt, dass die Anzahl von Kläranlagen, auch kleineren Kläranlagen, die über entsprechende Reinigungsstufen zur Nährstoffelimination verfügen, in den letzten Jahren stetig gestiegen ist. Gleichzeitig hat sich die Gesamtzahl der Kläranlagen verringert. Das Land Baden- Württemberg hat gezielt die Zusammenschlüsse von Kläranlagen bzw. die Aufgabe von kleineren Kläranlagen und Anschluss an größere Kläranlagen vorangetrieben. Hintergrund sind wirtschaftliche Aspekte (i. d. R. kostengünstigerer Betrieb der Kläranlagen) sowie betriebliche Gründe (gestiegene Anforderungen an das Kläranlagenpersonal, oftmals stabilerer Betrieb der größeren Kläranlagen). Daneben spielt auch der Gewässerschutz eine wesentliche Rolle, da die größeren Kläranlagen oftmals an einem leistungsfähigeren Gewässer liegen. Wo das nicht der Fall ist, können größere Kläranlagen die erhöhten Anforderungen an die Reinigungsleistung finanziell und betrieblich besser umgesetzt werden.

17 Kommunales Abwasser 11 Abbildung 8: Entwicklung der Nährstoffelimination und der weitergehenden Verfahren in Baden- Württemberg nach Anzahl Kläranlagen [DWA Leistungsvergleich 2014, modifiziert] In den nachfolgenden Tabellen und Abbildungen werden folgende Abkürzungen verwendet: CSB N ges P ges Chemischer Sauerstoffbedarf als Maß für die organische Gesamtverschmutzung Gesamtstickstoff als Summe aus organischem und anorganischem Stickstoff Phosphor gesamt Die Kommunalabwasserrichtlinie, umgesetzt in Deutschland durch die Abwasserverordnung, stellt Mindestanforderungen an die Ablaufkonzentrationen für CSB, Stickstoff und Phosphor aus Kläranlagen; für Stickstoff und Phosphor gilt dies ab einer Ausbaugröße von mehr als EW. Alternativ lässt die Kommunalabwasserrichtlinie bei Stickstoff und Phosphor zu, dass anstelle der Reinigungsleistung der einzelnen Kläranlagen (ab EW) ein gebietsbezogener Frachtabbau von mindestens 75 % nachgewiesen wird. Baden-Württemberg hält die EU-Kommunalabwasserrichtlinie dadurch ein, dass der gebietsbezogene Frachtabbau von mindestens 75 % bei Stickstoff und Phosphor eingehalten wird.

18 12 Kommunales Abwasser Die ROkA und im Einzelfall auch Wasserrechtsbescheide einzelner Anlagen enthalten teilweise auch für Anlagengrößen kleiner gleich E weitergehende lokale oder regionale Anforderungen, vorrangig an die Nährstoff-Reduktion (Parameter Stickstoff und Phosphor). Die Einhaltung der anlagenbezogenen Anforderungen ist für die baden-württembergischen Kläranlagen in Abhängigkeit von der Ausbaugröße in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Einhaltung der Mindestanforderungen der Abwasserverordnung bzw. von weitergehenden lokalen/regionalen Anforderungen (Stand: ) Anzahl der Kläranlagen, Größenklasse Anzahl der Kläranlagen Behandelte Schmutzfracht die die Mindestanforderungen nicht einhalten die ergänzende lokale/regionale Anforderungen nicht einhalten (Mehrfachnennung möglich) EW - EW CSB N ges P ges CSB N ges P ges < > > Bezüglich des CSB und des Phosphors halten alle Anlagen die Mindestanforderungen ein. Im Berichtsjahr 2014 halten zwei Kläranlagen die Mindestanforderungen bei der Stickstoffelimination nicht ein. Eine Anlage verzeichnete lang anhaltende verfahrenstechnische Betriebsstörungen. Maßnahmen, um die Betriebsstörungen zu beheben, wurden eingeleitet. Auf der zweiten Kläranlage gab es eine Betriebsstörung, die aber behoben ist und die Ablaufergebnisse haben sich wieder normalisiert. Bei Einhaltung der lokalen/regionalen Anforderungen weisen ebenfalls einige Kläranlagen Defizite auf (Anzahl und Parameter siehe Tabelle 2). Auch bei diesen Anlagen sind entsprechende Maßnahmen zur Behebung der Defizite geplant. In der nachfolgenden Abbildung ist die Entwicklung über die Einhaltung der Mindestanforderungen nach Kommunalabwasserrichtlinie seit 2008 zusammengestellt.

19 Kommunales Abwasser 13 Abbildung 9: Einhaltung der Mindestanforderungen von Kläranlagen mit einer Ausbaugröße über EW in den Jahren 2008, 2010, 2012 und 2014 (Stand ) In Tabelle 3 und Abbildung 10 ist der Frachtabbau für alle baden-württembergischen kommunalen Kläranlagen für CSB, N ges und P ges dargestellt. Die gesamte, den Kläranlagen zugeleitete Stickstofffracht wird durchschnittlich um ca. 78 %, die Phosphorfracht um ca. 91 % reduziert. Damit wird der aus der Kommunalabwasserrichtlinie gebietsbezogene Frachtabbau von mindestens 75 % für Stickstoff und Phosphor eingehalten. Tabelle 3: Frachtabbau der Kläranlagen in Baden-Württemberg Grundlage: Messungen von Zu- und Ablaufkonzentrationen (Stand ) Größenklasse Zulauf in [kg/d] CSB N ges P ges Ablauf in [kg/d] Abbau in [%] Zulauf in [kg/d] Ablauf in [kg/d] Abbau in [%] Zulauf in [kg/d] Ablauf in [kg/d] Abbau in [%] EW < > > alle Anlagen Anlagen EW Insbesondere beim Phosphorabbau ist eine deutlich höhere Leistungsfähigkeit größerer Anlagen festzustellen. Für Kläranlagen sind nach der Abwasserverordnung nur für die Größenklasse 4 und 5, d. h. Kläranlagen größer als EW, Anforderungen für den Parameter Phosphor erforderlich. Aufgrund der örtlichen Situation sind oftmals für den Parameter Phosphor strengere Anforderungen in

20 14 Kommunales Abwasser den Wasserrechtsbescheiden festgelegt worden. Daneben spielt die Möglichkeit der Reduzierung der Abwasserabgabe auch eine Rolle. Abbildung 10: Abbau der Nährstoff-Frachten unterschiedlich großer Kläranlagen (Stand ) Der Gewässerzustand wird bei Stickstoff und Phosphor mehr durch die eingeleiteten Frachten als durch die Ablaufkonzentrationen der Kläranlagen beeinflusst. Die eingeleiteten Frachten aus Kläranlagen werden durch die Abbauleistung der Kläranlagen bestimmt. Die Abbauleistungen sind trotz Einhaltung der Ablaufkonzentrationen bei einem Teil der Kläranlagen vergleichsweise gering. Einer der Gründe hierfür kann ein hoher Anteil an Fremdwasser sein. So zeigt eine Abschätzung, dass mehr als ein Drittel der Kläranlagen in Baden-Württemberg einen Fremdwasseranteil von über 50 % hat. Der Reduzierung des Fremdwassers kommt deshalb eine hohe Bedeutung zu Abwassermaßnahmen zur Zielerreichung der WRRL Landesweit wurden zwischen 2010 und 2014 im Rahmen des ersten Bewirtschaftungszyklus insgesamt 389 Maßnahmen im Schwerpunkt Abwasser umgesetzt. Von diesen Maßnahmen wurden 232 Maßnahmen an Kläranlagen sowie 141 Maßnahmen an Regenwasserbehandlungsanlagen durchgeführt. Die Kosten der umgesetzten Maßnahmen betrugen etwa 145 Mio. Euro und wurden dabei z. T. aus Mitteln des Landes finanziert. Einen Schwerpunkt bildeten - neben dem Ausbau der Regenwasserbehandlung - die Maßnahmen zur Phosphorreduktion an kommunalen Kläranlagen im Neckareinzugsgebiet. Wie in der nachfolgenden Abbildung zu erkennen ist, führten diese Maßnahmen im Neckareinzugsgebiet insgesamt zu einer Reduktion der jährlichen Phosphoremissionen aus kommunalen Kläranlagen um etwa 200 Tonnen P ges /a gegenüber 2010 (vgl. Abb. 11).

21 Kommunales Abwasser 15 Durch verfahrenstechnische Optimierungen sind darüber hinaus in den Bearbeitungsgebieten Neckar, Oberrhein und Donau auch verbesserte Abbauleistungen beim Parameter CSB erkennbar; während sich die N ges Fracht nur im Bearbeitungsgebiet Neckar nennenswert reduziert hat (vgl. Abb. 12 und 13). Abbildung 11: Entwicklung der eingeleiteten P ges -Fracht kommunaler Kläranlagen in den Bearbeitungsgebieten nach WRRL (Stand ) Abbildung 12: Entwicklung der eingeleiteten N ges -Fracht kommunaler Kläranlagen in den Bearbeitungsgebieten nach WRRL (Stand )

22 16 Kommunales Abwasser Abbildung 13: Entwicklung der eingeleiteten CSB-Fracht kommunaler Kläranlagen in den Bearbeitungsgebieten nach WRRL (Stand ) Die aktuellen Monitoringergebnisse bezüglich der biologischen Qualitätskomponenten - insbesondere bei der Qualitätskomponente Makrophyten und Phytobenthos (MuP) - zeigen dennoch in weiten Landesteilen Defizite auf und weisen darauf hin, dass die o.g. Maßnahmen noch nicht ausreichen, die gewässerbezogenen Ziele zu erreichen. Die Reduktion der Phosphoreinträge aus kommunalen Kläranlagen nimmt auch für die zukünftige Maßnahmenplanung im Schwerpunkt Abwasser eine zentrale Rolle ein. Die Maßnahmenplanung sieht eine abgestufte Vorgehensweise vor. In der 1. Stufe werden die Zielvorgaben aus dem Neckareinzugsgebiet landesweit auf alle defizitären Wasserkörper bei der Qualitätskomponente MuP, bei denen als Ursache die Einleitung aus einer oder mehrerer Kläranlagen identifiziert wurde, ausgedehnt. Hierbei sind nachfolgende Ablaufkonzentrationen mindestens einzuhalten: Kläranlagen der Größenklasse 3: 0,8 mg/l P ges im Jahresmittel Kläranlagen der Größenklasse 4 und 5: 0,5 mg/l P ges im Jahresmittel Filtrationsanlagen bei Kläranlagen der GK 3 5: 0,3 mg/l P ges im Jahresmittel Anlagen, die infolge regionaler oder lokaler Vorgaben bereits jetzt eine geringere Ablaufkonzentration einhalten, dürfen sich nicht verschlechtern.

23 Kommunales Abwasser 17 Mit der Umsetzung der ersten Stufe sind schätzungsweise landesweit weitere Reduktionen von etwa 180 Tonnen P ges /a möglich. Parallel hierzu wird durch die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz (LUBW) eine Studie erstellt, die zur Identifizierung und Festlegung von weitergehenden Maßnahmen dienen soll. Die Umsetzung dieser Maßnahmen bildet die zweite Stufe der geplanten Vorgehensweise. In einzelnen Wasserkörpern sind auch deutliche Defizite in der Qualitätskomponente Makrozoobenthos Saprobie, die durch gezielte Einzelmaßnahmen behoben werden sollen. Parallel werden Monitoringuntersuchungen zur die Identifizierung und Festlegung von weitergehenden Maßnahmen durchgeführt. Der gute chemische Zustand wird flächendeckend aufgrund von einzelnen - ubiquitär vorhandenen - Stoffen wie Quecksilber und polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffen (PAK) überschritten. Hierzu werden verschiedene Studien erstellt, um die Ursachen zu identifizieren und geeignete Maßnahmen aufzulisten Spurenstoffe Baden-Württemberg hat unter dem Gesichtspunkt der Vorsorge bereits vor einigen Jahren damit begonnen, Kläranlagen an besonders empfindlichen Gewässern oder an Belastungsschwerpunkten mit einer weitergehenden Reinigungsstufe zur Spurenstoffelimination auszurüsten. Das Konzept verfolgt einen konsensorientierten Ansatz mit den Betreibern unter Einsatz von Fördermitteln. Insgesamt sind in Baden-Württemberg bereits zehn Kläranlagen (einschließlich einer Anlage in Bayern, die überwiegend baden-württembergisches Abwasser behandelt) mit einer Aktivkohleadsorptionsstufe zur gezielten Spurenstoffentfernung in Betrieb. Weitere neun Anlagen sind derzeit in Bau oder Planung. Nach deren Inbetriebnahme werden ca. 20 % des gesamten Abwassers in Baden- Württemberg in einer Reinigungsstufe zur Spurenstoffelimination behandelt (s. Abb. 14).

24 18 Kommunales Abwasser Abbildung 14: Übersicht der Kläranlagen in Baden-Württemberg mit der 4. Reinigungsstufe [Kompetenzzentrum Spurenstoffe BW, modifiziert] Zur Unterstützung und Beratung von Kläranlagenbetreibern, Behörden und Planern bei der Einführung der neuen Technologien wurde in Baden-Württemberg im Jahr 2012 das Kompetenzzentrum Spurenstoffe Baden-Württemberg (KomS) gegründet. Baden-Württemberg unterstützt nicht nur den Ausbau von Kläranlagen zur Spurenstoffelimination ( end of pipe - Ansatz ), sondern auch das Vorhaben der EU-Kommission, eine europäische Arzneimittelstrategie zu entwickeln (quellenbezogener Ansatz). Eine solche europäische Strategie entspricht dem Vorsorgegedanken in der Umweltpolitik. Baden-Württemberg ist diesbezüglich u.a. mit entsprechender Gremien- und Öffentlichkeitsarbeit aktiv Energieeffizienz / Energiegewinnung bei kommunalen Kläranlagen Kläranlagen sind große Stromverbraucher in den Gemeinden. Ihr Anteil beträgt durchschnittlich 20 % am kommunalen Strombedarf. Bei größeren Kläranlagen (> EW) sind zum Teil schon Maßnahmen zur Wärme- und Stromerzeugung, z. B. Blockheizkraftwerken, umgesetzt (siehe auch Abb. 15 und 16). Die Darstellung zeigt deutlich die Vorteile größerer Anlagen.

25 Kommunales Abwasser 19 Damit auch die kleineren und mittleren Kläranlagen die Einsparpotentiale und Energiegewinnungspotentiale nutzen, fördert das Land Studien zur Energieeinsparung und Energiegewinnung auf Kläranlagen. Mit diesen Studien sollen die Kläranlagenbetreiber unterstützt werden, Maßnahmen zu identifizieren und diese dann auch umzusetzen. Es handelt sich dabei sowohl um kleinere Maßnahmen, wie zum Beispiel die Wiederbeschaffung von energieeffizienten Aggregaten als auch größere Maßnahmen, wie zum Beispiel Verfahrensumstellungen. Baden-Württemberg legt dabei Wert darauf, dass durch Energieeinsparungen und Nutzung von Energiepotenzialen die Reinigungsleistung der Abwasseranlagen keinesfalls gemindert wird und bei diesen ökonomischen und energetischen Betrachtungen der Gewässerschutz Vorrang hat. In Baden-Württemberg wird das Thema Energiesparen und Energiegewinnung auf Kläranlagen schon seit vielen Jahren verfolgt. Dieser Aspekt wurde nunmehr auch in die letzte Novellierung der Abwasserverordnung, Anhang 1, aufgenommen: Abwasseranlagen sollen so errichtet, betrieben und benutzt werden, dass eine energieeffiziente Betriebsweise ermöglicht wird. Die bei der Abwasserbeseitigung entstehenden Energiepotenziale sind, soweit technisch möglich und wirtschaftlich vertretbar, zu nutzen. Abbildung 15: Spezifischer Stromverbrauch der Kläranlagen nach Ausbaugröße (Stand ) [Datengrundlage: DWA ergänzt durch LUBW]

26 20 Kommunales Abwasser Abbildung 16: Gesamtstromverbrauch und Eigenstromerzeugung der Kläranlagen nach Ausbaugröße (Stand ) [Datengrundlage: DWA ergänzt durch LUBW]

27 Kommunales Abwasser Industrielle Einleiter In Baden-Württemberg leiten drei Betriebe aus den in Anlage III Industriebranchen der Kommunalabwassserrichtlinie genannten Branchen mit biologischer Abwasserbehandlung über EW Abwasser direkt in ein Gewässer ein. Es handelt sich hierbei um Betriebe aus der Nahrungs- und Genussmittelerzeugung (Brauerei, Milchverarbeitung, Obst- und Gemüseverarbeitung). Die Betriebe haben für die Direkteinleitung eine wasserrechtliche Erlaubnis. Die Anforderungen nach dem Stand der Technik für diese Betriebe sind in den Anhängen 1, 5 und 11 der Abwasserverordnung geregelt und sind bei diesen Betrieben vollständig umgesetzt. Die Anforderungen des Artikels 13 in Verbindung mit Anlage III der Kommunalabwasserrichtlinie sind somit erfüllt.

28 22 Kommunales Abwasser 6. Klärschlamm In Baden-Württemberg fielen im Jahr 2014 rund t Klärschlamm (Trockensubstanz, TS) an. Der Hauptentsorgungspfad des anfallenden Klärschlammes ist mit rund 95% die energetische Verwertung (siehe Abb. 17). Diese erfolgt in Baden-Württemberg in vier Zementwerken, in zwei Klärschlamm-Monoverbrennungsanlagen, in zwei Klärschlammvergasungsanlagen, in einem Kohlekraftwerk und in einer Papierfabrik. Darüber hinaus werden Klärschlämme auch außerhalb von Baden- Württemberg mitverbrannt. Daneben spielen die Verwendung im Landschaftsbau und landwirtschaftliche Verwertung eine untergeordnete Rolle. Abbildung 17: Verwertung von Klärschlamm in Baden-Württemberg (Stand: ) Der Anteil der energetischen Nutzung hat in den letzten Jahren weiter zugenommen. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass sich das Land Baden-Württemberg bereits in 2001 für den Ausstieg aus der landwirtschaftlichen und landbaulichen Verwertung des Klärschlamms und damit für die energetische Nutzung des Klärschlamms ausgesprochen und auch entsprechende Maßnahmen gefördert hat.

29 Kommunales Abwasser 23 Abbildung 18: Zeitliche Entwicklung der Verwertung von Klärschlamm in Baden- Württemberg (Stand: ) Bei der energetischen Klärschlammverwertung muss, in Abhängigkeit von der gewählten Verbrennungsanlage, eine vorherige Entwässerung und ggf. auch Trocknung der Klärschlämme erfolgen. Dazu können verschiedene Verfahren, von der mechanischen Entwässerung über solare oder solarunterstützte Trocknung bis hin zur thermischen Trocknung mit Biomasse oder fossilen Brennstoffen, eingesetzt werden. In Baden-Württemberg sind etwa 50 Klärschlammtrocknungsanlagen in Betrieb. Der aus Vorsorgegründen sinnvolle Verzicht auf eine landwirtschaftliche Klärschlammverwertung hat zur Folge, dass der Nährstoffkreislauf unterbrochen wird. Klärschlamm enthält den Pflanzennährstoff Phosphor, der für die Landwirtschaft wichtig ist, um ausreichend Nahrungsmittel für die Bevölkerung produzieren zu können. Bisher muss der benötigte, mineralische Phosphor vollständig importiert werden, da es in Deutschland keine natürlichen Lagerstätten gibt. Aufgrund der weiter wachsenden Erdbevölkerung, der Abhängigkeit von wenigen Lieferländern und der steigenden Verunreinigungen von Rohphosphaten muss überlegt werden, wie langfristig die Versorgung mit Phosphor sichergestellt werden kann. Das größte Phosphorrückgewinnungspotenzial liegt dabei im Klärschlamm. Einsatzfähige Technologien zur Phosphorrückgewinnung stehen mittlerweile zur Verfügung. Das Umweltministerium hat Ende 2012 die Phosphor-Rückgewinnungsstrategie Baden-Württemberg veröffentlicht, auf deren Grundlage langfristig eine ökologisch und wirtschaftlich verträgliche Versorgung mit Phosphor für Baden-Württemberg gewährleistet werden soll. Zur Umsetzung der Phosphor- Rückgewinnungsstrategie des Landes soll aus den neuen Europäischen Fonds für regionale Entwick-

30 24 Kommunales Abwasser lung (ERFE)-Förderperiode die Untersuchung, Weiterentwicklung sowie großtechnische Umsetzung unterschiedlicher Phosphor-Rückgewinnungsverfahren in Pilotanlagen an verschiedenen Standorten gefördert werden. Für das Programm stehen acht Mio. Euro EFRE-Mittel zur Verfügung. Ein weiterer Baustein der Phosphor-Rückgewinnungsstrategie stellt die von Baden-Württemberg finanzierte großtechnische Anlage zur Rückgewinnung von Phosphor auf dem Gelände der Kläranlage des Abwasserzweckverbandes Offenburg dar. Die nach dem Stuttgarter Verfahren arbeitende Anlage läuft seit November Mit der Pilotanlage wird ein in etwa Einwohnerwerten entsprechender Teilstrom des Klärschlamms behandelt. Das Stuttgarter Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass kommunaler Klärschlamm von Kläranlagen mit simultaner Phosphat-Elimination mit Eisensalzen verwendet werden kann und keine Verfahrensumstellung seitens der Abwasserreinigung erforderlich ist. Das erzeugte Produkt Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP) kann nach bisherigen Erkenntnissen direkt als Mehrnährstoffdünger in der Landwirtschaft verwendet werden. Bislang gemessene Schwermetallgehalte von MAP sind als unkritisch zu bewerten und liegen größtenteils unter den Gehalten von Rohphosphaten.

31 Kommunales Abwasser Investitionen und staatliche Förderung Die Förderung von Abwasseranlagen in Baden-Württemberg war eine wesentliche Voraussetzung für die Erreichung und den Erhalt des heutigen Standes des Ausbaus von Kanalisation, Regenwasserbehandlung und Abwasserreinigung. Im Jahre 1994 wurde die Förderung auf eine gebührenorientierte Basis umgestellt. Dies bedeutet, dass eine Förderung nur noch bei Überschreiten einer bestimmten Belastung der Bürger durch die Wasser- und Abwassergebühren erfolgt. Die nachfolgende Abbildung 19 zeigt die seit 2000 geförderten Investitionen der Kommunen und Abwasserverbände für Kanalisation, Regenwasserbehandlung und Kläranlagen. Der Anteil der Fördermittel ist mit angegeben. Abbildung 19: Geförderte Investitionen und Fördermittel in der Abwasserentsorgung in Baden- Württemberg seit 2000 (Stand )

32 26 Kommunales Abwasser Auch in den kommenden Jahren müssen in die Abwasserbeseitigung noch erhebliche Summen investiert werden. Diese Kosten werden wie folgt geschätzt: 1. Neubau, Modernisierung, Sanierung und Ausbau von Abwasserbehandlungsanlagen, Anschluss kleinerer Einheiten an größeren Kläranlagen: 0,5 Mrd. In Baden-Württemberg müssen viele Kläranlagen, die bereits in den 1970-er Jahren zur biologischen Abwasserreinigung ausgebaut wurden, dringend saniert werden. In diesem Zusammenhang sollen aus betrieblichen und betriebswirtschaftlichen Gründen kleinere Kläranlagen aufgegeben und die Siedlungsflächen an größere Einheiten angeschlossen werden. Daneben ist der Restausbau der Regenwasserbehandlung und die Sanierung älterer Regenwasseranlagen erforderlich, deren Errichtung zum Teil auch in die 1970-er Jahre zurückreicht. Auch ist die Ausstattung von Regenbecken mit Mess- und Regeltechnik zur betrieblichen Optimierung notwendig. Zur Verbesserung der Energieeffizienz sind weitere Energieoptimierungsmaßnahmen auf Kläranlagen notwendig. 2. Gewässerbezogene Anforderungen, insbesondere zur Umsetzung der EG-WRRL: 0,4 Mrd. Gewässerbezogene Anforderungen, insbesondere zur Umsetzung der EG-WRRL erfordern zusätzliche Maßnahmen zur Reinigung des Abwassers in Kläranlagen und Regenwasserbehandlungsanlagen. 3. Kanalisation: 3,3 Mrd. Ungefähr km (rd. 20 % der Mischwasserkanäle und rd. 14 % der Schmutzwasserkanäle in Baden-Württemberg) sind so schadhaft, dass sie zeitnah saniert werden müssen. Ferner sind Maßnahmen zur Verminderung von Fremdwasser erforderlich.

33 Kommunales Abwasser Ausblick In den letzten Jahrzehnten wurden in Baden-Württemberg viele Maßnahmen zum Neu- und Ausbau sowie zur Modernisierung von Abwasseranlagen verwirklicht. Dadurch hat sich die Wasserqualität in den Gewässern wesentlich verbessert. Trotzdem müssen in den kommenden Jahren noch erhebliche Summen in die Abwasserbeseitigung investiert werden. Aufgrund der vorliegenden Monitoringergebnisse sind weitere Maßnahmen im zweiten Bewirtschaftungszyklus erforderlich. Diese beinhalten auch eine landesweite Studie (SLOPE Studie zur Entwicklung von Werkzeugen zur verbesserten Lokalisierung von Phosphor-Emissionen) zur weiteren Konkretisierung der Maßnahmenpläne. Der Bau und Betrieb von Abwasseranlagen ist mit erheblichen Aufwendungen verbunden. Deshalb gilt es, die Struktur der Abwasserbeseitigung durch Konzentration in größeren, leistungsfähigeren Abwasseranlagen zu verbessern. Unter Beibehaltung der Reinigungsleistung sind auch anlagenbezogene Optimierungsmöglichkeiten zu nutzen; etwa Energieeinsparung und Nutzung von Energiegewinnungspotenzialen auf den Anlagen. Eine anlagenübergreifende Zusammenarbeit beim Betrieb kann ebenfalls zu wirtschaftlicheren Ergebnissen führen. Mit fortschreitender Leistung der Kläranlagen rücken die Einleitungen aus Entlastungsanlagen im Mischsystem stoffbezogen auch im Trennsystem - immer mehr in den Vordergrund. Neben dem Bau der noch erforderlichen Anlagen ist deren verfahrenstechnische Aufrüstung und betriebliche Optimierung eine wichtige Aufgabe. Der genaueren Ermittlung des Betriebsverhaltens kommt dabei eine immer größere Bedeutung zu. Ein weiteres Handlungsfeld ist die Reduzierung von Fremdwasser in der Kanalisation. Die flächendeckende Einführung der gesplitteten Abwassergebühr wird die Reduzierung des Niederschlagswasserabflusses in der Kanalisation durch Flächenentsiegelung und Abkoppelungsmaßnahmen beschleunigen. Durch die Fortschritte bei der Analytik ist es möglich, immer geringere Konzentrationen von Stoffen in der Umwelt nachzuweisen. Neben Arzneimittelrückständen werden auch Industriechemikalien und Pflanzenbehandlungsmittel in den Gewässern nachgewiesen. Die Weiterentwicklung der europäischen Richtlinien über die Qualität von Oberflächengewässer dürfte zu weiteren Anforderungen an die Abwasserreinigung führen. Aus Gründen der Vorsorge werden bereits heute Verminderungs- und Vermeidungsmaßnahmen großtechnisch umgesetzt. Die Elimination von Spurenstoffen wird nach fachlichen Gesichtspunkten in ausgewählten Anlagen vorangetrieben.

34 28 Kommunales Abwasser Baden-Württemberg prüft derzeit, inwieweit durch den Klimawandel für die Abwasserbeseitigung mit Konsequenzen zu rechnen ist. Aufgrund von Untersuchungen mit Hilfe von Niederschlagssimulationsmodellen im Bereich der Kanalisationsberechnung und der Entlastungshäufigkeit von Regenüberlaufbecken ist erkennbar, dass zumindest derzeit mit keinen geänderten Bemessungsgrundlagen in Baden-Württemberg zu rechnen ist. Davon unabhängig ist die Bewältigung von Starkregen- und Hochwasserereignissen eine wichtige Aufgabe. Im Integrierten Energie- und Klimaschutzkonzept (IEKK) von Baden-Württemberg ist es ein Ziel, die Methan-Emissionen aus Abwasseranlagen zu reduzieren. Eine erhebliche Senkung der Methan- Emissionen aus der Abwasserbehandlung ist systembedingt nicht zu erwarten. Durch effizienten Kläranlagenbetrieb und verstärkte Nutzung der Energiepotenziale oder eventuell durch die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Klärschlamm können aber sehr wohl Klimaschutzeffekte erzielt werden. Auch die verstärkte Nutzung von Abwasserwärme ist ein Baustein des IEKK.

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