6 Kommunale Kläranlagen

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1 79 6 Kommunale Kläranlagen Kläranlage Köln-Stammheim 6. Ausbau kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen in den Flussgebieten Derzeit werden in Nordrhein-Westfalen 6 kommunale Abwasserbehandlungsanlagen betrieben, um das in den einzelnen Gemeinden anfallende Abwasser zu reinigen. Im Jahr wurden in diesen 6 kommunalen Kläranlagen rund.65 Mio. m Abwasser gereinigt. Für die Bemessung einer kommunalen Kläranlage (Ausbaugröße) bzw. für die Ermittlung der aktuellen Belastung (Anschlussgröße) sind die der an die Kläranlage angeschlossenen Einwohner (E) und die Schmutzfracht aus dem gewerblichen Bereich ( der angeschlossenen Einwohnergleichwerte (EGW)) maßgebend. Die Gesamtbelastung einer Abwasserbehandlungsanlage wird in Einwohnerwerten (EW) ausgedrückt und ergibt sich aus der Summe der angeschlossenen Einwohner und der gewerblichen Einwohnergleichwerte (EW = E + EGW).

2 8 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN In Tabelle 6. sind die kommunalen Kläranlagen in Nordrhein-Westfalen, unterschieden nach Größenklassen, zusammengestellt. In Nordrhein-Westfalen weisen 5 der Abwasserbehandlungsanlagen eine Ausbaugröße bis. EW auf (siehe auch Bild 6.). Die Größenentwicklung der Abwasserbehandlungsanlagen über die letzten Jahre zeigt, dass die der kleineren Anlagen abnimmt. Rund 6 % (6) aller 6 kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen in Nordrhein-Westfalen befinden sich im Flussgebiet des Rheins. In den Flussgebieten Maas, Weser und Ems liegen die Anteile bei % (7), % () und % (68). Bezogen auf die Anschlussgrößen beläuft sich der Anteil im Flussgebiet des Rheins auf rund 7 % (,7 Mio. EW), im Flussgebiet der Maas auf % (, Mio. EW), im Flussgebiet der Weser auf 7 % (, Mio. EW) und im Flussgebiet der Ems auf 8 % (, Mio. EW). Tabelle 6. Ausbaugröße, Anschlussgröße und der Abwasserbehandlungsanlagen in den Flussgebieten in NRW Stand Ausbaugröße in Einwohnerwerten Einteilung nach Ausbaugröße EW Flussgebiete < >. Gesamt Rhein NRW Rheingraben Nord Lippe Emscher Ruhr Erft NRW Wupper Sieg NRW Mittelrhein und Mosel NRW Deltarhein NRW Maas NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW Weser NRW Ems NRW NRW Gesamt

3 8 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Tabelle 6. Ausbaugröße, Anschlussgröße und der Abwasserbehandlungsanlagen in den Flussgebieten in NRW Stand (Fortsetzung) Anschlussgröße in Einwohnerwerten Einteilung nach Ausbaugröße EW Flussgebiete < >. Gesamt Rhein NRW Rheingraben Nord Lippe Emscher Ruhr Erft NRW Wupper Sieg NRW Mittelrhein und Mosel NRW Deltarhein NRW Maas NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW Weser NRW Ems NRW NRW Gesamt der Anlagen Einteilung nach Ausbaugröße EW Flussgebiete < >. Gesamt Rhein NRW Rheingraben Nord Lippe Emscher Ruhr Erft Wupper Sieg Mittelrhein und Mosel NRW Deltarhein NRW 6 5 Maas NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW Weser NRW Ems NRW NRW Gesamt

4 8 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. der kommunalen Kläranlagen in NRW sortiert nach Größenklassen Stand >. Gesamt Größenklasse EW Grundsätzlich ist es die Aufgabe der einzelnen Gemeinde, das auf ihrem Gebiet anfallende Abwasser zu beseitigen und die dazu erforderlichen Abwasseranlagen zu betreiben. In einigen Flussgebieten wird die Abwasserbeseitigung von großen Wasserverbänden durchgeführt. Tabelle 6. zeigt, dass von den großen Wasserverbänden fast die Hälfte aller 6 nordrhein-westfälischen Abwasserbehandlungsanlagen betrieben wird. Tabelle 6. und Ausbaugröße der Kläranlagen der wasserwirtschaftlichen Verbände in NRW Stand Verband Ausbaugröße EW der Anlagen < >. Gesamt Emschergenossenschaft Ruhrverband Lippeverband Wasserverband Eifel-Rur (WVER) Niersverband Wupperverband Erftverband Bergisch-Rheinischer Wasserverband (BRW) Linksniederrheinische Entwässerungs- Genossenschaft (LINEG) Aggerverband Gesamt (Verbände)

5 8 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Tabelle 6. und Ausbaugröße der verbandsfreien Kläranlagen in NRW Stand Flussgebiete Ausbaugröße EW der Anlagen < >. Gesamt Rhein NRW Rheingraben Lippe Emscher Ruhr Erft NRW Wupper Sieg NRW Mittelrhein und Mosel NRW Deltarhein NRW Maas NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW Weser NRW Ems NRW NRW Gesamt In dem Flussgebiet der Emscher gibt es keine verbandsfreien Kläranlagen. Die vier Kläranlagen im Flussgebiet der Emscher werden von der Emschergenossenschaft betrieben. Die Kläranlage Duisburg Alte Emscher wird entsprechend der Wasserrahmenrichtlinie dem Flussgebiet der Emscher zugeordnet. Sie leitet die behandelten Abwässer jedoch nicht in die Emscher, sondern in den Rhein ein. Andererseits gibt es in Nordrhein-Westfalen auch drei Flussgebiete, in denen nur verbandsfreie Kläranlagen betrieben werden, also keine wasserwirtschaftlichen Verbände tätig sind. Es handelt sich hierbei um das Gebiet Deltarhein NRW mit verbandsfreien Kläranlagen, um das Gebiet der Weser NRW mit Anlagen sowie um das Gebiet Mittelrhein und Mosel NRW (Flüsse Lahn, Ahr und Kyll) mit Anlagen. Das Flussgebiet, in dem auf die Gesamtausbaugröße in EW bezogen die meisten verbandsfreien Kläranlagen (5) liegen, ist der Rheingraben mit rund 7, Mio. EW. Im Vergleich zum Flussgebiet der Ems NRW mit 67 Anlagen und einer Ausbaugröße von rund, Mio. EW weist das Gebiet des Rheingrabens viele große Anlagen auf. In Karte 6. ist die Zuordnung der 6 kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen zu den Flussgebieten in Nordrhein-Westfalen dargestellt.

6 8 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Karte 6. Kläranlagen in Nordrhein-Westfalen

7 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Entsprechend Artikel 5 der EU-Richtlinie 9/7/EWG ist sicherzustellen, dass in empfindlichen Gebieten eingeleitetes kommunales Abwasser aus Kläranlagen über. EW einer weitergehenden Behandlung, d. h. einer Abwasserbehandlung zur Nährstoffelimination, unterzogen wird. In Nordrhein-Westfalen müssen demnach die 8 Kläranlagen mit einer Ausbaugröße über. EW zur Stickstoff- und Phosphorelimination ausgebaut sein. Voraussetzung für eine Stickstoffelimination ist der Ausbau der Abwasserbehandlungsanlage mit Nitrifikationsund Denitrifikationsstufe. Bei der Nitrifikation wird im Abwasser vorhandenes Ammonium mit Hilfe von Bakterien zu Nitrat umgewandelt. In der Denitrifikationsstufe wird das Nitrat zu elementarem Stickstoff und Sauerstoff umgesetzt. Ammonium und Nitrat verursachen in zu großer Menge, wie auch Phosphor, ein verstärktes Pflanzenwachstum im Gewässer. Daher ist der Ausbau von Kläranlagen mit beiden Behandlungsstufen, der Nitrifikation und der Denitrifikation, wichtig für den Gewässerschutz. Die Ausstattung kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen in Nordrhein-Westfalen mit Stickstoffelimination wird in Bild 6. für die verschiedenen Größenklassen dargestellt. Dabei wird unterschieden zwischen Anlagen ohne Stickstoffelimination, Anlagen mit Nitrifikation sowie Anlagen, die sowohl eine Nitrifikation als auch eine Denitrifikation aufweisen. Bild 6. Kommunale Abwasserbehandlungsanlagen mit Stickstoffbehandlung in NRW nach Größenklassen Stand der Anlagen 5 Anlagen >. EW: nur Nitrifikation: Stickstoffbehandlung im Verbund mit industrieller Kläranlage: 8 Anlagen Anlage Anlagen * * < >. Größenklassen EW Abwasserbehandlungsanlagen ohne Stickstoffbehandlung ausschließlich Nitrifikation Nitrifikation und Dentrifikation * Hagen-Boele und Leverkusen-Bürrig: Nur mechanische Abwasserbehandlung, die biologische Abwasserbehandlung erfolgt in einer industriellen Kläranlage.

8 86 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN In Nordrhein-Westfalen sind von den 8 Abwasserbehandlungsanlagen größer. EW alle Anlagen, bis auf die Anlagen Hagen-Boele und Leverkusen-Bürrig, mit einer Stickstoffbehandlung ausgerüstet. Diese Anlagen stellen Sonderfälle dar. Die Anlage Hagen-Boele leitet das Abwasser nach der mechanischen Behandlung in eine industrielle Kläranlage der Firma Stora Enso Kabel GmbH & Co. KG (Papierfabrik) ein. Das kommunale Abwasser erhöht den Nährstoffanteil (Stickstoff und Phosphor) im nährstoffarmen Papierabwasser für die biologische Behandlung. Aufgrund des geringen Nährstoffanteils im Gesamtabwasser ist eine gezielte Stickstoff- und Phosphorelimination zur Einhaltung von Überwachungswerten nicht erforderlich. Die durch den Wupperverband betriebene Anlage Leverkusen-Bürrig leitet das Abwasser nach der mechanischen Behandlung in eine von der Firma Currenta GmbH & Co. OHG betriebene Kläranlage ein. Dabei wird das kommunale Abwasser zusammen mit dem industriellen Abwasser in einer Kaskadenbiologie nitrifiziert und denitrifiziert. Lediglich die Abwasserbehandlungsanlage Halle-Brandheide, Ausbaugröße größer. EW, ist zurzeit nur mit einer Nitrifikationsstufe, also ohne Denitrifikationsstufe ausgestattet. Bei der Anlage handelt es sich um eine Tropfkörperanlage, in der eine nicht gezielte Teil-Denitrifikation erfolgt. Eine Nachrüstung zur gezielten Denitrifikation ist nicht geplant, da die Anlage die Anforderungen bezüglich des Parameters Stickstoff einhält. Bezüglich der Teil-Denitrifikation stellt diese Tropfkörperanlage einen Sonderfall dar. Ein genereller Rückschluss auf die Leistungsfähigkeit von Tropfkörperanlagen ist nicht möglich. Bezüglich der Phosphorbehandlung arbeitet von den 8 Anlagen größer. EW nur noch eine Anlage ohne gezielte Phosphorelimination (siehe Bild 6.). Dabei handelt es sich um die oben bereits genannte Anlage Hagen- Boele, die ihr Abwasser im Verbund mit der industriellen Kläranlage der Firma Stora Enso Kabel GmbH & Co. KG reinigt. Bild 6. Kommunale Abwasserbehandlungsanlagen mit gezielter Phosphorelimination in NRW Stand der Anlagen 5 Anlagen >. EW: 8 Anlagen Phosphorelimination im Verbund mit industrieller Kläranlage: Anlage* < >. Größenklassen EW Abwasserbehandlungsanlagen Phosphorelimination * Hagen-Boele: Nur mechanische Abwasserbehandlung, die biologische Abwasserbehandlung mit Phosphorelimination erfolgt in einer industriellen Kläranlage.

9 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Damit sind die Anforderungen gemäß Artikel 5 der EU- Kommunalabwasserrichtlinie zur gezielten Nährstoffbehandlung flächendeckend in Nordrhein-Westfalen umgesetzt. Ergänzend zu den Anforderungen aus der EU-Kommunalabwasserrichtlinie ist anzuführen, dass in Nordrhein-Westfalen eine gezielte Stickstoff- und Phosphorelimination auch in kleineren Abwasserbehandlungsanlagen betrieben wird, wenn dies aus Gründen der Gewässerqualität erforderlich ist. Bei fast allen Abwasserbehandlungsanlagen wird die Phosphorelimination mittels einer chemischen Fällung durchgeführt. Es werden Anlagen unterschieden, die eine Vor-, Simultan- und/oder Nachfällung sowie ggf. eine Flockungsfiltration aufweisen (siehe Bild 6.). Das Verfahren der Simultanfällung überwiegt, da durch dieses Verfahren auf einfache Weise in der biologischen Stufe eine weitgehende Phosphorelimination erreicht werden kann. Die Flockungsfiltration, welche eine weitestgehende Phosphorelimination ermöglicht, wird in der Regel in Kombination mit einer Simultanfällung betrieben. Bild 6. Kommunale Abwasserbehandlungsanlagen mit chemischer Phosphorelimination in NRW Stand der Anlagen 6 5 Vorfällung Simultanfällung Nachfällung Flockungsfiltration (Die Verfahren kommen zum Teil gleichzeitig zur Anwendung) Kläranlage Kamp-Lintfort

10 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN 6. Frachteinträge aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen Zur Ermittlung der Gewässerbelastungen aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen werden die eingeleiteten Frachten aus den vorliegenden Messungen der amtlichen Überwachung des Landes betrachtet. In Nordrhein- Westfalen wurden bis Ende 6 Abwassereinleitungen von den Staatlichen Umweltämtern (StUA) bzw. dem Staatlichen Amt für Umwelt und Arbeitsschutz Ostwestfalen-Lippe (StAfUA OWL) im Rahmen der amtlichen Überwachung nach Landeswassergesetz (LWG) in regelmäßigen Abständen kontrolliert. Seit 7 obliegt die Kontrolle der Abwassereinleitungen gemäß Zuständigkeitsverordnung Umweltschutz (ZustVU) den Unteren Wasserbehörden bzw. den Bezirksregierungen. Die Analytik wird gemäß ZustVU vom LANUV NRW durchgeführt. Grundlage für die Häufigkeit der amtlichen Überwachung bildet das in Nordrhein-Westfalen seit eingeführte Überwachungskonzept Abwasser. Zur Optimierung der Überwachungseffektivität und zur Einsparung von Ressourcen wurde die Überwachung von Abwassereinleitungen in die drei aufeinander abgestimmte Kategorien Regel-, Anlass- und Programmüberwachung unterteilt. Die Regelüberwachung ist eine geplante systematische Kontrolle einer Einleitung oder einer betrieblichen Anlage. Im Abwasserbereich ist die Regelüberwachung die häufigste Form der Überwachung. Je nach Anhang der Abwasserverordnung sind Überwachungsstufen bzw. Häufigkeiten vorgegeben, die sich an gesetzlichen Vorgaben und der Gefährlichkeit der eingeleiteten Stoffe orientieren. Die so festgelegte Überwachungsstufe kann aufgrund individueller Begebenheiten (z. B. Vorfluter, Reinigungsleistung der Kläranlage, Einfluss von Indirekteinleitern), um eine Stufe erhöht bzw. vermindert werden. Als Anlassüberwachung wird eine durch besondere Umstände wie z. B. Betriebsstörungen oder außergewöhnlichen Gewässerverunreinigungen zeitnah ausgelöste Überwachung definiert. Sie kann gegebenenfalls eine Erhöhung der Regelüberwachung zur Folge haben. Die Programmüberwachung ist eine geplante Schwerpunktüberwachung. Sie ist eine konzeptionell vorbereitete Aktion und bezieht sich auf bestimmte Stoffe/Stoffgruppen, Branchen, Betriebe oder definierte Umweltaspekte. Ziel der Programmüberwachung ist es, grundlegende Zusammenhänge, wie zum Beispiel Informationen zur Umsetzung der WRRL, zu ermitteln. Die gewonnenen Informationen gehen wiederum in die Basisdaten der Regelüberwachung ein. Bei kommunalen Kläranlagen bildet die Kommunalabwasserrichtlinie die gesetzliche Grundlage für die Überwachungshäufigkeit der Regelüberwachung. Sie richtet sich in erster Linie nach der Größe der Abwasserbehandlungsanlage. Hinzu kommen, wie auch im Überwachungskonzept vorgesehen, Kriterien wie Umbaumaßnahmen, Probleme in der Einfahrphase oder spezielle Anforderungen bedingt durch das Gewässer, in das eingeleitet wird. Gemäß Artikel 5 der EU-Richtlinie 9/7/EWG haben die zuständigen Behörden oder Stellen Kläranlageneinleitungen entsprechend dem Kontrollverfahren nach Anhang Abschnitt D der EU-Richtlinie, umgesetzt durch die Kommunalabwasserverordnung NRW, zu überwachen. In der Richtlinie ist die Mindestanzahl der Probenahmen (siehe Tabelle 6.) festgelegt. Anlagen der Größenklasse. EW bis <. EW sind mindestens viermal pro Jahr zu beproben, im ersten Jahr jedoch -mal. Anlagen der Größenklasse. EW bis < 5. EW sind pro Jahr mindestens -mal und Anlagen der Größenklasse 5. EW sind mindestens -mal zu beproben. Die Proben sind in regelmäßigen zeitlichen Abständen und zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu entnehmen. Viele Abwasserbehandlungsanlagen verfügen über mehrere Messstellen, so dass neben dem Kläranlagenablauf auch Regenwasserabschläge oder der Anlage nachgeschaltete Teiche beprobt werden können. Eine Minderung der Überwachungshäufigkeit/-stufe für Kläranlagen, die der Kommunalabwasserrichtlinie unterliegen, unterhalb der Tabelle 6. Gegenüberstellung der Probenahmehäufigkeiten der amtlichen Überwachungen in NRW und Anforderungen der EU-Richtlinie Stand Größenklasse EW der Anlagen der beprobten Anlagen der Probenahmen mittlere Häufigkeit der Probenahmen Mindestanzahl der Probenahmen gemäß EU-Richtlinie mittlere Häufigkeit der Probenahmen gemäß EU-Richtlinie <. <. < Gesamt (alle) Gesamt * * Probenahmen im ersten Jahr

11 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN gesetzlich vorgegebenen Mindestzahl sieht das Überwachungskonzept Abwasser nicht vor. Es besteht jedoch die Möglichkeit die Überwachung dergestalt zu optimieren, dass bei Kläranlagen mit guter Reinigungsleistung nicht alle Parameter bei jeder Überwachung bestimmt werden müssen. Zwei Anlagen wurden nicht beprobt. Bei diesen handelt es sich um die kleinen Anlagen Meinerzhagen Ebberg mit einer Ausbaugröße von 8 EW und Gummersbach Piene mit einer Ausbaugröße von 7 EW, die diskontinuierlich einleiteten und bei denen zum Zeitpunkt der Überwachung keine Einleitung stattfand. Die der Probenahmen geht vor allem im Bereich der kleineren Anlagen über den von der EU geforderten Wert hinaus. Der häufig weniger stabile Betrieb kleiner Anlagen im Vergleich zu Großanlagen macht hier eine Erhöhung der von der EU vorgeschriebenen Mindestzahl der Probenahmen erforderlich. Ein Vergleich der Gesamtzahl der im Jahr durchgeführten Probenahmen auf Anlagen. EW (7.5 Probenahmen) mit der aus der Mindestanzahl der Beprobungen nach EU-Richtlinie berechneten Probenahmeanzahl (7.56 Probenahmen) zeigt, dass die geforderte der Probenahmen durch die Überwachungsbehörden eingehalten wurde. Die EU-Richtlinie 9/7/EWG stellt für Einleitungen aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen Anforderungen bezüglich der Stoffe BSB 5,N ges und P ges. Die Richtlinie stellt frei, den Parameter BSB 5 durch den Parameter TOC zu ersetzen, wenn eine Beziehung zwischen BSB 5 und diesem Substitutionsparameter hergestellt werden kann. Im Jahr wurde nur der Parameter TOC auf 58 Anlagen. EW beprobt, der Parameter BSB 5 wurde nicht beprobt. In Tabelle 6.5 erfolgt eine Zusammenstellung bezüglich Probenahmehäufigkeiten der Einzelparameter TOC, N ges und P ges. Die Kläranlage Haltern-Hullern mit einer Ausbaugröße von.5 EW wurde im Jahr nur auf den Parameter TOC beprobt. Tabelle 6.5 Gegenüberstellung der Probenahmehäufigkeiten der amtlichen Überwachungen in NRW und Anforderungen der EU-Richtlinie (nach Einzelparametern TOC, N ges,p ges ) Stand Größenklasse EW der Anlagen der beprobten Anlagen der Probenahmen mittlere Häufigkeit der Probenahmen Mindestanzahl der Probenahmen gemäß EU-Richtlinie mittlere Häufigkeit der Probenahmen gemäß EU-Richtlinie TOC <. <. < Gesamt (alle) Gesamt * N ges <. <. < Gesamt (alle) Gesamt * P ges <. <. < Gesamt (alle) Gesamt * * Probenahmen im ersten Jahr

12 9 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Im Folgenden werden auf Grundlage der Daten aus den Probenahmen die Belastungen der Gewässer in Nordrhein- Westfalen durch kommunale Einleitungen dargestellt. Dabei finden neben den für die EU-Richtlinie 9/7/EWG relevanten Parametern TOC, N ges und P ges auch der AOX und die Schwermetalle Blei, Chrom, Nickel, Cadmium, Quecksilber, Kupfer und Zink Berücksichtigung. Zur Darstellung des Leistungsstandes der Abwasserbehandlungsanlagen werden die Messwerte aus der amtlichen Überwachung herangezogen und für jede Anlage zu Jahresmittelwerten der Ablaufkonzentrationen zusammengefasst. Die Jahresmittelwerte werden in verschiedene Konzentrationsstufen eingeteilt. Ausgewertet wurden die Parameter TOC, N ges,p ges, AOX sowie ausgewählte Schwermetalle. Die Einteilung der Konzentrationsstufen der Parameter TOC und NH -N (Sauerstoffbedarfsstufen) sowie N ges und P ges (Nährstoffbelastungsstufen) orientiert sich an den Konzentrationsstufen des Leistungsvergleiches der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. (DWA) für eine Restverschmutzung des behandelten Abwassers von sehr gering bis sehr groß (siehe Anhang E). Für jede Größenklasse (Ausbaugröße) gemäß Anhang der Abwasserverordnung werden Jahresmittelwerte berechnet. Überschreitungen der Überwachungswerte dieses Anhangs sind mit diesen Jahresmittelwerten nicht darstellbar. Von den 6 beprobten Kläranlagen werden bei den folgenden Auswertungen die zwei Kläranlagen Leverkusen- Bürrig und Hagen-Boele nicht berücksichtigt, da die Abwässer nach der mechanischen Behandlung in industriellen Kläranlagen weiterbehandelt werden. Bild 6.5 stellt die TOC-Ablaufkonzentrationen für Nordrhein- Westfalen, aufgefächert nach Größenklassen (Ausbaugröße) dar. Bei kleinen Abwasserbehandlungsanlagen (<. EW) liegt der Jahresmittelwert bei,7 mg/l. Bei den größeren Abwasserbehandlungsanlagen liegen die mittleren TOC-Ablaufkonzentrationen zwischen 6,7 und 8,6 mg/l. Der Jahresmittelwert aller beprobten Anlagen liegt bei 8,5 mg/l. Ergänzend dazu enthält Tabelle 6.6 die Ablaufkonzentrationen in Abhängigkeit der Konzentrationsstufen. Landesweit liegen bei % (5 Anlagen) der 6 beprobten Anlagen die TOC-Ablaufkonzentrationen im Mittel bei 5 mg/l. Bei 8 % der Abwasserbehandlungsanlagen (5 Anlagen) wird sogar im Mittel der Wert mg/l eingehalten bzw. unterschritten. Bild 6.5 TOC-Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand TOC-Jahresmittelwerte mg/l der Anlagen,7 5 Jahresmittelwert: 8,5 mg/l 6 beprobte Anlagen 8, , 6,7 7, < >. Größenklasse EW Jahresmittelwerte

13 9 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Tabelle 6.6 TOC-Jahresmittel der Messwerte aus der amtlichen Überwachung Einteilung der Anlagen in Leistungsstufen Stand Größenklasse EW > TOC-Ablaufkonzentration mg/l 5 5 Kläranl. gesamt < > Kläranl. gesamt Zur Beschreibung der Stickstoffkonzentrationen aus Kläranlagen werden die Parameter NH -N, NO -N und N ges betrachtet. Bild 6.6 stellt die Jahresmittelwerte der Ablaufkonzentrationen des Ammonium-Stickstoffs (NH -N) in Abhängigkeit der Größenklassen des Anhangs der Abwasserverordnung dar. Die Konzentrationsmittelwerte liegen bei Anlagen <. EW mit 6, mg/l am höchsten und bei Anlagen zwischen. und. EW mit,8 mg/l am niedrigsten. Der Jahresmittelwert aller 57 beprobten Anlagen liegt für das Jahr bei,6 mg/l. Die Mittelwerte liegen deutlich unter den Anforderungen nach Anhang der Abwasserverordnung, welche für Anlagen ab 5. EW Überwachungswerte von mg/l NH -N vorgibt. Bild 6.6 NH -N-Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand NH -N-Jahresmittelwerte mg/l der Anlagen 5 Jahresmittelwert:,6 mg/l 57 beprobte Anlagen 5 8 6, ,,9,8,9 5 < >. Größenklasse EW Jahresmittelwerte

14 9 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Tabelle 6.7 NH -N-Jahresmittel der Messwerte aus der amtlichen Überwachung Einteilung der Anlagen in Leistungsstufen Stand Größenklasse EW > NH -N - Ablaufkonzentration mg/l Kläranl. gesamt < > Kläranl. gesamt Aus der zugehörigen Tabelle 6.7 mit Messwerten aus der amtlichen Überwachung geht hervor, dass bei % (555 Anlagen) aller 57 beprobten Abwasserbehandlungsanlagen im Jahresmittel ein Ablaufwert von mg/l vorliegt. Bei 68 % ( Anlagen) wird sogar ein Wert mg/l erzielt. Auch beim Ammonium-Stickstoff liegt damit der Großteil der Anlagen in der Sauerstoffbedarfsstufe (sehr gering). Nur noch etwas mehr als % der Anlagen liegen mit > mg/l in der Stufe 5 (sehr groß). Beim Nitrat-Stickstoff (NO -N) (Bild 6.7) liegt der Jahresmittelwert aller beprobten Anlagen bei 7, mg/l. Auch hier weisen die größeren Abwasserbehandlungsanlagen geringere Jahresmittelwerte (,8 bis 5, mg/l) auf als die kleineren Abwasserbehandlungsanlagen (8, bis,5 mg/l). Wird ergänzend Tabelle 6.8 betrachtet, so befinden sich bei % ( Anlagen) der Abwasserbehandlungsanlagen die Ablaufkonzentrationen in den Konzentrationsstufen mg/l und mg/l. Bei % (5 Anlagen) der Anlagen wird im Jahresmittel eine Nitrat-Stickstoffkonzentration mg/l erzielt. Bild 6.7 NO -N-Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand NO -N-Jahresmittelwerte mg/l der Anlagen 5,5 Jahresmittelwert: 7, mg/l beprobte Anlagen , 6 5, 5,5, < >. Größenklasse EW Jahresmittelwerte

15 9 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Tabelle 6.8 NO -N-Jahresmittel der Messwerte aus der amtlichen Überwachung Einteilung der Anlagen in Leistungsstufen Stand Größenklasse EW > NO -N - Ablaufkonzentration mg/l Kläranl. gesamt < > Kläranl. gesamt Da Nitritkonzentrationen im Ablauf von kommunalen Kläranlagen selten nachgewiesen werden, sind sie hier nicht gesondert aufgeführt. Neben den Ablaufkonzentrationen für Ammonium-Stickstoff, Nitrat-Stickstoff und Nitrit-Stickstoff wird bei den meisten Abwasserbehandlungsanlagen auch ein Wert für den Parameter Stickstoff gesamt (N ges ) ermittelt. Landesweit wurden 69 Abwasserbehandlungsanlagen (Bild 6.8) beprobt. Der Jahresmittelwert aller beprobter Anlagen lag im Jahr bei 8,7 mg/l N ges. Die Mittelwerte aller Anlagen >. EW liegen mit 6, bis 6,5 mg/l im Jahr für N ges sogar deutlich unter den Anforderungen nach Anhang der Abwasserverordnung, welche für Anlagen über. EW Überwachungswerte von 8 mg/l N ges, anorg. und für Anlagen über. EW Überwachungswerte von mg/l N ges, anorg. vorgibt. Bild 6.8 N ges -Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand N ges -Jahresmittelwerte mg/l der Anlagen 8 8,9 Jahresmittelwert: 8,7 mg/l 69 beprobte Anlagen , , 6,5 7 6, 67 5 < >. Größenklasse EW Jahresmittelwerte

16 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Tabelle 6.9 N ges -Jahresmittel der Messwerte aus der amtlichen Überwachung Einteilung der Anlagen in Leistungsstufen Stand Größenklasse EW > 5 N ges -Ablaufkonzentration mg/l Kläranl. gesamt < > Kläranl. gesamt 5 69 Wird hierzu Tabelle 6.9 betrachtet, so weisen 9% (57 Anlagen) aller Anlagen für den Parameter Stickstoff gesamt im Jahresmittel Konzentrationen 8 mg/l auf, dies entspricht den Nährstoffbelastungsstufen bis (mäßig, gering und sehr gering). 86 % (5 Anlagen) der Anlagen haben im Jahresmittel Ablaufwerte mg/l und 6 % ( Anlagen) einen Wert 8 mg/l. Noch 57 Anlagen befinden sich mit einer mittleren Restverschmutzung von groß bis sehr groß in den Nährstoffbelastungsstufen und 5. Im Vergleich zum Jahr lag der Jahresmittelwert der 68 im Jahr beprobten Anlagen bei 9, mg/l. 9 % der Anlagen wiesen dabei für N ges im Jahresmittel Konzentrationen von 8 mg/l auf. Bild 6.9 stellt die Jahresmittelwerte der P ges -Ablaufkonzentrationen in Abhängigkeit der Größenklassen des Anhangs der Abwasserverordnung dar. Der Jahresmittelwert aller 69 beprobten Anlagen lag im Jahr bei, mg/l. Die Konzentrationsmittelwerte vermindern sich dabei mit zunehmender Größe der Anlagen von,9 mg/l auf, mg/l. Nach der zugehörigen Tabelle 6. befinden sich 9% (57 Anlagen) aller 69 beprobten Anlagen in der Größenordnung mg/l (Nährstoffbelastungsstufen bis (mäßig, gering und sehr gering)); bei 79 % ( Anlagen) werden im Mittel Werte mg/l und bei % (77 Anlagen) werden im Mittel sogar Werte,5 mg/l erzielt. Bei 56 Anlagen sind die Nährstoffbelastungsstufen und 5 (groß und sehr groß) zu verzeichnen (hauptsächlich Anlagen mit geringer Ausbaugröße). Dies entspricht in weiten Teilen der Situation des Jahres. Der Jahresmittelwert der 67 beprobten Anlagen lag ebenfalls bei, mg/l. 9 % der Kläranlagen wiesen in der Ablaufkonzentration eine Größenordnung von mg/l auf; bei 79 % wurden im Mittel Werte von mg/l und bei % Werte von,5 mg/l erzielt. Kläranlage Rheinhausen

17 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6.9 P ges -Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand P ges -Jahresmittelwerte mg/l der Anlagen 5 Jahresmittelwert:, mg/l 69 beprobte Anlagen ,9,,8,6, 5 < >. Größenklasse EW Jahresmittelwerte Tabelle 6. P ges -Jahresmittel der Messwerte aus der amtlichen Überwachung Einteilung der Anlagen in Leistungsstufen Stand Größenklasse EW > 5 P ges -Ablaufkonzentration mg/l 5,5 Kläranl. gesamt < > Kläranl. gesamt Der Parameter AOX wird nicht vom Leistungsvergleich der DWA erfasst, hier erfolgte eine freie Einteilung in Konzentrationsstufen (Tabelle 6.). Bild 6. stellt die Jahresmittelwerte der AOX-Ablaufkonzentrationen in Abhängigkeit der Größenklassen des Anhangs der Abwasserverordnung dar. Die Konzentrationsmittelwerte liegen bei den Anlagen bis. EW zwischen 7, und 8,5 μg/l. Bei den größeren Anlagen treten im Mittel höhere Ablaufwerte auf, bei den Anlagen größer. EW sogar bis 6,8 μg/l. Der Jahresmittelwert aller 5 beprobten Anlagen liegt bei,5 μg/l, dabei befinden sich 7 % (6 Anlagen) in der Größenordnung > μg/l. Für den Parameter AOX lag im Jahr der Jahresmittelwert bei den 75 beprobten Anlagen bei,6 μg/l.

18 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. AOX-Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand AOX-Jahresmittelwerte μg/l 8 der Anlagen 5 Jahresmittelwert:,5 μg/l 5 beprobte Anlagen, 6,8 8,5 7, 7, < >. Größenklasse EW Jahresmittelwerte Tabelle 6. AOX-Jahresmittel der Messwerte aus der amtlichen Überwachung Einteilung der Anlagen in Leistungsstufen Stand Größenklasse EW > AOX-Ablaufkonzentration μg/l 5 5 Kläranl. gesamt < > Kläranl. gesamt Neben den Parametern TOC, Stickstoff, Phosphor und AOX wird auf verschiedenen Abwasserreinigungsanlagen zusätzlich das Abwasser auf Schwermetallgehalte untersucht. In den folgenden Bildern (Bild 6. bis Bild 6.) werden die Ergebnisse der Untersuchungen dargestellt. Im Allgemeinen werden im Ablauf kommunaler Kläranlagen geringe Schwermetallkonzentrationen festgestellt, so dass bei den Messungen häufig Konzentrationen unterhalb der Bestimmungsgrenzen (BG) des jeweils angewandten Analyseverfahrens ermittelt werden. Im Rahmen eines Untersuchungsvorhabens des Landes Nordrhein- Westfalen konnte mit Hilfe sehr empfindlicher Analyseverfahren der Anteil der Messergebnisse unterhalb der Bestimmungsgrenze deutlich gesenkt werden. Damit konnten die Konzentrationen und Frachten wesentlich genauer ermittelt werden. Auf der Basis dieser Ergebnisse wurde die Methodik der Frachtberechnung angepasst: Werden Werte unterhalb der Bestimmungsgrenze ermittelt, wird zur Frachtberechnung die Hälfte der kleinsten Bestimmungsgrenze für den jeweiligen Parameter angesetzt.

19 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. Blei-, Chrom-, Nickel-Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand Jahresmittelwerte μg/l 8 7 Jahresmittelwerte Blei:, μg/l, Chrom:,6 μg/l, Nickel: 5,8 μg/l 6,8 6 5, 5, 5, 6, 5,,5,,5,,5,,7,,6 < >. Größenklasse EW Blei Chrom Nickel Werte unterhalb der Bestimmungsgrenzen (BG): Blei (,5 - μg/l): 9,6 %, Chrom: (,5-5 μg/l):, %, Nickel: (,5-5 μg/l): 75, % Die Bestimmungsgrenze ist abhängig vom jeweiligen Analyseverfahren. Bei dem Parameter Blei liegen die Konzentrationsmittelwerte für die einzelnen Größenklassen bei, bis, μg/l. Beprobt wurden 58 Anlagen. Die Jahresmittelwerte für Chrom für die verschiedenen Größenklassen liegen bei,5 bis,7 μg/l. Beprobt wurden 59 Anlagen. Für den Parameter Nickel liegt der Jahresmittelwert bei den 59 beprobten Anlagen bei 5,8 μg/l. Die Konzentrationsmittelwerte bewegen sich zwischen 5, und 6,8 μg/l und nehmen mit steigender Anlagengröße zu. Der Jahresmittelwert der Cadmium-Ablaufkonzentrationen liegt bei,6 μg/l. Bei Quecksilber wurde der Jahresmittelwert im Jahr zu,5 μg/l ermittelt. Insgesamt wurden 57 bzw. 79 Anlagen auf die Parameter Cadmium und Quecksilber beprobt. Kläranlage Moers-Gerdt

20 98 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. Cadmium-, Quecksilber-Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand Jahresmittelwerte μg/l, Jahresmittelwerte Cadmium:,6 μg/l, Quecksilber:,5 μg/l,5,,65,65,65,6,6,5,,5,,5,5,5,6,5 < >. Größenklasse EW Cadmium Quecksilber Werte unterhalb der Bestimmungsgrenzen (BG): Cadmium: (,5 -, μg/l): 9,8 %, Quecksilber: (,5-, μg/l): 75,9 % Die Bestimmungsgrenze ist abhängig vom jeweiligen Analyseverfahren. Landesweit wurden 59 Anlagen bezüglich der Kupfer- Ablaufwerte beprobt. Der Jahresmittelwert aller beprobten Anlagen liegt bei 7,9 μg/l (Jahr : 8, μg/l). Der Jahresmittelwert für die unterschiedlichen Größen der Abwasserbehandlungsanlagen bewegt sich zwischen,9 und 6, μg/l. Zink ist kein abgaberelevanter Parameter. Daher wurden nur 8 Anlagen beprobt. Bei diesen Anlagen handelt es sich oft um auffällige Anlagen, so dass nur rund 5, % der Analysenwerte unterhalb der Bestimmungsgrenze und die Mittelwerte daher recht hoch liegen. Der Jahresmittelwert aller beprobten Anlagen liegt bei, μg/l. Die Konzentrationsmittelwerte schwanken zwischen 7,9 und,8 μg/l, wobei die Größenklasse. EW den höchsten Wert aufweist. Im Jahr betrug der Mittelwert bei 9 beprobten Anlagen, μg/l.

21 99 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. Kupfer-, Zink-Jahresmittelwerte kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung in NRW Stand Jahresmittelwerte μg/l 5 Jahresmittelwerte Kupfer: 7,9 μg/l, Zink:, μg/l,8, 7,9 8,6 7,9,9 7, 6,9 6,5 6, < >. Größenklasse EW Kupfer Zink Werte unterhalb der Bestimmungsgrenzen (BG): Kupfer: (,5-5 μg/l): 56,5 %, Zink: ( μg/l): 5, % Die Bestimmungsgrenze ist abhängig vom jeweiligen Analyseverfahren. Sandfang Niersverband

22 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN In Tabelle 6. sind die angeschlossenen Einwohnerwerte, die behandelte Abwassermenge und die Frachteinträge für die einzelnen Flussgebiete bezüglich TOC, N ges,p ges und AOX sowohl bezogen auf das Jahr [t/a] als auch als spezifische Frachten bezogen auf die Einwohnerwerte [g/(ew d)] zusammengestellt. In den folgenden Bildern (Bild 6. bis Bild 6.9) werden die Angaben der Tabelle 6. für die einzelnen Flussgebiete zusätzlich grafisch aufbereitet. Tabelle 6. Frachteinträge (TOC, N ges,p ges, AOX) aus kommunalen Kläranlagen in die Flussgebiete in NRW Stand Flussgebiete d. Anlagen >. gesamt EW angeschl. Einw. Mio. EW Wassermenge Mio. m TOC-Fracht t/a g/ew d N ges -Fracht t/a g/ew d P ges -Fracht t/a g/ew d AOX-Fracht t/a mg/ew d Rhein NRW Rheingr. Nord Lippe Emscher Ruhr Erft NRW Wupper Sieg NRW Mittelrhein und Mosel NRW Deltarhein NRW ,7,5,5,5,7,77,,, ,6,,,5,7,,9,, ,98,6,,69,,,79 5,5, ,6,5,,,9,,,,8,,77,99 6,,6,,,,79,8 5,,6 6,56,, 5,, 5,8 Maas NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW 7 5 5,,68 8 7,5,5 6,,5 7 9,6,5,6,6,9 5, Weser NRW 6, 7.65,56., 9,,6, Ems NRW 68 5, 7.58, 7,98 67,8,, NRW Gesamt 6 8 7,.6.9,6 6.8,59.9, 58, 5,69 Kläranlage Kohlfurt im Wupperverband

23 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. Verteilung der angeschlossenen Einwohnerwerte (7, Mio. EW) auf die Flussgebiete in NRW Stand Rheingraben-Nord 8, Lippe,5 Emscher, Ruhr,5 Erft NRW Wupper Sieg NRW,7,8, Mittelrhein u. Mosel NRW, Deltarhein NRW,8 Maas Nord NRW, Maas Süd NRW,7 Weser NRW Ems NRW,,,,,,, 5, 6, 7, 8, 9,, [Mio. EW] Die absolute Verteilung der an kommunale Kläranlagen angeschlossenen Einwohnerwerte (7, Mio. EW) für die einzelnen Flussgebiete ist in Bild 6. dargestellt. In Bild 6.5 ist die Verteilung der behandelten Abwassermenge auf die Flussgebiete in Nordrhein-Westfalen dargestellt. Für das Gebiet des Rheins ergibt sich rechnerisch der größte Anteil des Abwassers mit % (69 Mio. m /a) im Gebiet der Emscher und nicht im Gebiet des Rheingrabens (8 %, 7 Mio. m /a). Das lässt sich damit begründen, dass die an der Emscher gelegenen Kläranlagen ganz bzw. teilweise als Flusskläranlagen fungieren. In diese Anlagen gelangt daher auch das zum Teil schon mitbehandelte Abwasser der vorgelagerten Anlagen. Ein Teil des in der Emscher abfließenden Wassers durchfließt so zwei oder sogar drei Kläranlagen. Die in diesen Kläranlagen behandelte Abwassermenge ist daher vergleichsweise hoch bzw. mehrfach in der Summe der Abwassermenge im Einzugsgebiet der Emscher enthalten (Bild 6.5). Beim TOC (Tabelle 6. und Bild 6.6) ergibt sich für Nordrhein-Westfalen ein einwohnerwertspezifischer Frachtwert von,75 kg/(ew a) bzw.,6 g/(ew d) (:,5 g/(ew d)). Die Frachten aus dem Einzugsgebiet der Emscher mit, g/(ew d) bzw.,5 kg/(ew a) sind erheblich größer als der Landesdurchschnitt. Die einwohnerwertspezifische Stickstofffracht in Nordrhein-Westfalen beträgt laut Tabelle 6.,59 g/(ew d) bzw.,58 kg/(ew a) nach Bild 6.7. In den Flussgebieten Emscher (, g/(ew d) bzw., kg/(ew a)), Ruhr (,69 g/(ew d) bzw.,99 kg/(ew a)), Erft NRW (, g/(ew d) bzw.,68 kg/(ew a)), Wupper (, g/(ew d) bzw.,7 kg/(ew a)) und Sieg NRW (,79 g/(ew d) bzw., kg/(ew a)) liegen die spezifischen Stickstofffrachten über dem statistischen Mittel. Im Flussgebiet Mittelrhein und Mosel NRW, wo sich keine Anlagen mit einer Ausbaugröße über. EW befinden und damit auch keine Anforderungen an Stickstoffablaufwerte vorliegen, errechnet sich eine spezifische Stickstofffracht von, kg/(ew a).

24 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6.5 Verteilung der behandelten Abwassermenge (.6 Mio. m ) auf die Flussgebiete in NRW Stand Rheingraben-Nord 7 Lippe Emscher 69 * Ruhr 8 Erft NRW 58 Wupper Sieg NRW 5 Mittelrhein u. Mosel NRW 5 Deltarhein NRW Maas Nord NRW 6 8 Maas Süd NRW Weser NRW Ems NRW [Mio. m /a] Mittelwert:, m /(EW a) Rheingraben-Nord 59 Lippe 9 Emscher Ruhr 55 5 Erft NRW 79 Wupper Sieg NRW 5 6 Mittelrhein u. Mosel NRW 9 Deltarhein NRW 76 Maas Nord NRW 6 Maas Süd NRW Weser NRW 8 Ems NRW [m /(EW a)] * Die hohen Abwassermengen im Flussgebiet der Emscher sind auf Flusskläranlagen zurückzuführen, in die zum Teil bereits mitbehandelte Abwässer aus vorgelagerten Kläranlagen gelangen. Damit durchfließt ein Teil des in der Emscher abfließenden Abwassers mehrfach verschiedene Kläranlagen.

25 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6.6 Verteilung der TOC-Frachten (.9 t/a) aus kommunalen Kläranlagen auf die Flussgebiete in NRW Stand Rheingraben-Nord. Lippe.75 Emscher 5.86 Ruhr.58 Erft NRW Wupper Sieg NRW 98 Mittelrhein u. Mosel NRW 9 Deltarhein NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW Weser NRW Ems NRW TOC [t/a] Mittelwert:,75 kg/(ew a) Rheingraben-Nord,5 Lippe,69 Emscher,5 Ruhr,9 Erft NRW,6 Wupper,7 Sieg NRW, Mittelrhein u. Mosel NRW, Deltarhein NRW,77 Maas Nord NRW Maas Süd NRW Weser NRW,55,55,57 Ems NRW,69,,5,,5, TOC [kg/(ew a)]

26 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6.7 Verteilung der N ges -Frachten (6.8 t/a) aus kommunalen Kläranlagen auf die Flussgebiete in NRW Stand Rheingraben-Nord.7 Lippe. Emscher.6 Ruhr.55 Erft NRW Wupper Sieg NRW. Mittelrhein u. Mosel NRW Deltarhein NRW Maas Nord NRW 6 Maas Süd NRW Weser NRW Ems NRW N ges [t/a] Mittelwert:,58 kg/(ew a) Rheingraben-Nord,6 Lippe,58 Emscher Ruhr,,99 Erft NRW Wupper,68,7 Sieg NRW, Mittelrhein u. Mosel NRW, Deltarhein NRW Maas Nord NRW,,6 Maas Süd NRW Weser NRW,55,5 Ems NRW,6,,5,,5,,5 N ges [kg/(ew a)]

27 5 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6.8 Verteilung der P ges -Frachten (.9 t/a) aus kommunalen Kläranlagen auf die Flussgebiete in NRW Stand Rheingraben-Nord 78 Lippe 7 Emscher Ruhr Erft NRW Wupper 5 8 Sieg NRW Mittelrhein u. Mosel NRW Deltarhein NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW 7 9 Weser NRW 9 Ems NRW P ges [t/a] Mittelwert:,7 g/(ew a) Rheingraben-Nord, Lippe 5,98 Emscher Ruhr 7,9 76, Erft NRW Wupper,7 6,9 Sieg NRW 78,9 Mittelrhein u. Mosel NRW 7, Deltarhein NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW,7 7,7 7,8 Weser NRW,7 Ems NRW, P ges [g/(ew a)]

28 6 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6.9 Verteilung der AOX-Frachten (58, t/a) aus kommunalen Kläranlagen auf die Flussgebiete in NRW Stand Rheingraben-Nord, Lippe,77 Emscher,99 Ruhr 6, Erft NRW Wupper,6, Sieg NRW, Mittelrhein u. Mosel NRW, Deltarhein NRW Maas Nord NRW,79,6 Maas Süd NRW,6 Weser NRW,6 Ems NRW, AOX [t/a] Mittelwert:,8 g/(ew a) Rheingraben-Nord, Lippe, Emscher 5,8 Ruhr, Erft NRW Wupper,58,5 Sieg NRW,8 Mittelrhein u. Mosel NRW,7 Deltarhein NRW, Maas Nord NRW, Maas Süd NRW,5 Weser NRW,8 Ems NRW, 5 6 AOX [g/(ew a)]

29 7 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Landesweit betrachtet liegen die einwohnerwertspezifischen Frachten für Phosphor (Bild 6.8) bei, g/(ew d) bzw.,7 g/(ew a) (:, g/(ew d)). Die Frachten im Bereich von Lippe, Emscher, Ruhr und Sieg NRW liegen mit,5 g/(ew d) bzw. 5,98 g/(ew a),, g/(ew d) bzw. 7,9 g/(ew a),, g/(ew d) bzw. 76, g/(ew a) und, g/(ew d) bzw. 78,9 g/(ew a) zum Teil deutlich über dem Landesdurchschnitt. Im Flussgebiet Mittelrhein und Mosel NRW, wo sich keine Kläranlage mit einer Ausbaugröße über. EW befindet, liegt die einwohnerwertspezifische Fracht mit, g/(ew d) bzw. 7, g/ (EW a) für Phosphor besonders hoch. Im Flussgebiet Weser NRW liegt die einwohnerwertspezifische Fracht mit,7 g/ (EW a) nur knapp über dem landesweiten Mittelwert. Die mittlere einwohnerwertspezifische AOX-Fracht (Bild 6.9) liegt im Jahr in Nordrhein-Westfalen bei 5,69 mg/(ew d) bzw. bei,8 g/(ew a). Deutlich höhere AOX-Frachten werden in die Emscher (,6 mg/(ew d) bzw. 5,8 g/(ew a)) eingetragen. Die eingetragenen AOX- Frachten in die Ruhr (6,56 mg/(ew d) bzw., g/(ew a)), in das Flussgebiet Sieg NRW (5, mg/(ew d) bzw.,8 g/(ew a)), in das Flussgebiet Deltarhein NRW (5,8 mg/(ew d) bzw., g/(ew a)) und in das Flussgebiet Maas Süd (5, mg/(ew d) bzw.,5 g/(ew a)) liegen knapp über dem Mittelwert. Im Einzugsgebiet der Emscher hat sich die berechnete AOX-Fracht gegenüber verdoppelt. Der Grund hierfür liegt in der Methodik zur Frachtberechnung gemäß LAWA Empfehlung (vgl. Anhang D). In dieser Empfehlung wird die Berechnung von Abwasserfrachten beziehungsweise der Umgang mit Konzentrationswerten unterhalb der Bestimmungsgrenze geregelt. Werte unterhalb der Bestimmungsgrenze gehen mit halbem Wert in die Berechnung ein. Liegen jedoch mehr als 9 % der Messergebnisse unterhalb der Bestimmungsgrenze, wird die Konzentration mit Null in die Berechnung einbezogen. Liegen alle Werte unterhalb der Bestimmungsgrenze ist die Fracht Null. Im Jahr war dies der Fall für die Emscherkläranlage. Für das Jahr beträgt die errechnete Fracht der Emscherkläranlage, t/a. In den letzten Jahren ist keine signifikante Verbesserung der Reinigungsleistung bezüglich der Parameter TOC, Stickstoff und Phosphor bezogen auf ganz Nordrhein- Westfalen feststellbar, da die Anforderungen der Kommunalabwasserrichtlinie bereits seit einigen Jahren in Nordrhein-Westfalen erfüllt werden. Zu- und Abnahmen der eingeleiteten Frachten der letzten Jahre können auf Schwankungen der Abwassermengen und auf Schwankungen bei der Zahl der angeschlossenen Einwohner zurückgeführt werden. Für das Jahr werden für die Parameter TOC, Stickstoff und Phosphor die geringsten Frachten ermittelt. Für den Parameter AOX ergibt sich, maßgeblich als Folge der errechneten AOX-Fracht der Emscherkläranlage, eine Zunahme der eingetragenen Frachten gegenüber. Gemäß Anhang I der EG-Verordnung 66/6 vom 8. Januar 6 zur Schaffung eines Europäischen Schadstofffreisetzungs- und verbringungsregisters sind Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von größer. Einwohnerwerten verpflichtet, ihre ins Gewässer eingeleiteten Frachten zu melden, wenn bei den abgefragten Stoffen die festgelegten Schwellenwerte überschritten werden. Sie unterliegen damit der gleichen europäischen Berichtspflicht wie Industriebetriebe. Das als PRTR bezeichnete Register (Pollutant Release and Transfer Register) umfasst Emissionen auf dem Luft-, Abwasserund Abfallpfad mit insgesamt 9 Umweltschadstoffen. Detaillierte Informationen zu PRTR sind in Kapitel 8. dargestellt. In diesem Zusammenhang werden dort die im Rahmen von PRTR gemeldeten Frachten von Kläranlagen aufgezeigt. Seit der Einführung der Kommunalabwasserrichtlinie 99 ist eine signifikante Abnahme der Frachten erkennbar. Die Verbesserung der Reinigungsleistung der Kläranlagen führte zu einer Verminderung der Gewässerbelastung aus Kläranlagen. In Bild 6. bis Bild 6. ist die Entwicklung der eingeleiteten Frachten aus kommunalen Kläranlagen für 6, 8, und im Vergleich zum Jahr des Inkrafttretens der Richtlinie 99 dargestellt. Abgebildet werden Frachten in Tonnen pro Jahr [t/a].

30 8 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. Entwicklung der TOC-Frachten aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen Bild 6. Entwicklung der Stickstoff-Frachten aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen [t/a] TOC-Frachten [t/a] N ges -Frachten Jahr Jahr Bild 6. Entwicklung der Phosphor-Frachten aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen Bild 6. Entwicklung der AOX-Frachten aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen [t/a] P ges -Frachten [t/a] AOX-Frachten Jahr Jahr

31 9 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN 6. Reinigungsleistung der kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen Die im vorhergehenden Kapitel dargestellte Entwicklung der Verringerung der Gewässerbelastung aus kommunalen Kläranlagen spiegelt sich in der Verbesserung der Reinigungsleistung wider, wie die folgenden Ausführungen dazu zeigen. Hinsichtlich der Gesamtbelastung, die durch alle kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen in einem empfindlichen Gebiet hervorgerufen wird, fordert die EU-Kommunalabwasserrichtlinie eine prozentuale Verringerung oder Reinigungsleistung von mindestens 75 % je Nährstoffparameter (vgl. Art. 5 Abs. 9/7/EWG). Da ganz Nordrhein-Westfalen gemäß EU-Richtlinie als empfindliches Gebiet deklariert ist, sind diese Anforderungen zu erfüllen. Für die Berechnung der Eliminationsleistung ist unter anderem die Kenntnis der Fracht im Zulauf einer Kläranlage erforderlich. Da für die einzelnen Abwasserbehandlungsanlagen aus der amtlichen Überwachung keine detaillierten Zulauffrachten vorliegen, wurde zur Berechnung der Minderung in den Abwasserbehandlungsanlagen eine Zulauffracht aus den angeschlossenen Einwohnerwerten und theoretischen Zulauffrachten berechnet. Für Phosphor ges wird eine einwohnerwertspezifische Zulauffracht von,75 g/(ew d) und für Stickstoffges von g/(ew d) angesetzt. Für die Ablauffrachten der Kläranlagen wurden die aus vor Ort gemessenen Werten ermittelten Frachten verwendet. Zur Veranschaulichung der Zu- und Ablauffrachten der Parameter Phosphor und Stickstoff wurde bei der Berechnung der Eliminationsraten eine Aufteilung der Kläranlagen nach den Größenklassen der EU-Richtlinie vorgenommen. Zusätzlich erfolgt eine Gesamtbetrachtung über alle Kläranlagen sowie über Kläranlagen mit Ausbaugrößen. EW. Die durchschnittlichen für die Abwasserreinigungsanlagen größer. EW berechneten Eliminationsraten in Nordrhein-Westfalen liegen für den Phosphor ges mit 9 % deutlich oberhalb der Anforderung der EU-Richtlinie; die erzielte mittlere Eliminationsrate für den Stickstoff ges liegt mit % ebenfalls oberhalb der Anforderung (Tabelle 6.). Werden alle Kläranlagen in Nordrhein-Westfalen betrachtet, liegen die Eliminationsraten ebenfalls für Phosphor ges bei 9 % und für Stickstoff ges bei %. Tabelle 6. Zu- und Ablauffrachten der Parameter Phosphor und Stickstoff in NRW Stand Ausbaugröße EW der Anlagen Anschlussgröße EW Fracht im Zulauf P ges t/a N ges t/a Fracht im Ablauf P ges t/a N ges t/a Eliminationsrate P ges % N ges % <.. -. > Gesamt (alle) Gesamt (.)

32 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN Bild 6. Entwicklung der Reinigungsleistung kommunaler Kläranlagen bezüglich des Parameters Stickstoff [%] Stickstoffelimination <.. -. >. Gesamt (alle) Ausbaugröße [EW] 6 8 Bild 6.5 Entwicklung der Reinigungsleistung kommunaler Kläranlagen bezüglich des Parameters Phosphor [%] Phosphorelimination <.. -. >. Gesamt (alle) Ausbaugröße [EW] 6 8

33 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN In Bild 6. wird die Entwicklung der Reinigungsleistung kommunaler Kläranlagen bezüglich des Parameters Stickstoff für den Zeitraum 6 bis dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Stickstoffelimination in den nordrhein-westfälischen Anlagen gegenüber 6 verbessert wurde. Da Anlagen mit geringer Anschlussgröße in der Regel weniger stabil arbeiten, ist bei Kläranlagen <. EW dauerhaft mit Schwankungen in der Reinigungsleistung zu rechnen. Insgesamt hält Nordrhein- Westfalen mit einer Stickstoff-Elimination von % die Anforderungen gemäß EU-Kommunalabwasserrichtlinie deutlich ein. Auch für die Phosphorelimination lassen sich, wie in Bild 6.5 dargestellt, insgesamt gute Reinigungsleistungen mit gleichbleibenden Tendenzen feststellen. Nordrhein- Westfalen hält mit einer Eliminationsrate von 9% auch für den Parameter Phosphor die Anforderungen gemäß EU-Kommunalabwasserrichtlinie deutlich ein. Die Mindestanforderungen an die Einleitungen aus kommunalen Kläranlagen in die Gewässer gemäß der EU- Kommunalabwasserrichtlinie sind im Anhang der Abwasserverordnung (AbwV) bundeseinheitlich geregelt. Danach darf aus kommunalen Kläranlagen mit einer Ausbaugröße größer. EW nur gereinigtes Abwasser mit weniger als mg/l Stickstoff eingeleitet werden. Für Kläranlagen mit einer Ausbaugröße größer. EW liegt der Grenzwert bei 8 mg/l. Diese Anforderungen gelten bei einer Abwassertemperatur von mindestens C. Der Vergleich der mittleren in eingeleiteten Stickstoffjahreskonzentrationen der Kläranlagen mit diesen Anforderungen bestätigt, dass die Anforderungen bezüglich Stickstoff flächendeckend eingehalten werden (siehe Karte 6.). Für das Jahr war nur die Kläranlage Geseke hinsichtlich der Stickstoffjahreskonzentrationen auffällig. Die mittlere Ablaufkonzentration wurde zu 9,7 mg/l errechnet. Als Ursache wird eine hohe Fremdwasserbelastung angegeben. Die Kläranlage Geseke wird aktuell erweitert, so dass in Zukunft bessere Reinigungsleistungen zu erwarten sind. Mit Blick auf die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie wird im Folgenden die Eliminationsleistung in den einzelnen Flussgebieten in Tabelle 6. dargestellt. Die in den einzelnen Flussgebieten durchschnittlich erzielten Eliminationsraten liegen für Phosphor ges in allen Gebieten deutlich oberhalb der Anforderung der EU- Richtlinie. Bis auf das Flussgebiet Sieg NRW wird im Jahr mit den durchschnittlich erzielten Eliminationsraten für Stick- Tabelle 6. Eliminationsrate der Parameter Phosphor gesamt und Stickstoff gesamt in NRW Stand Flussgebiete der Anlagen Anschlussgröße Mio. EW Phosphor Fracht t/a Zulauf Ablauf Elim.-Rate % Stickstoff Fracht t/a Zulauf Ablauf Elim.-Rate % Rhein NRW Rheingraben Nord Lippe Emscher Ruhr Erft NRW Wupper Sieg NRW ,,5,,5,7,8, Mittelrhein und Mosel NRW Deltarhein NRW,, Maas NRW Maas Nord NRW Maas Süd NRW 7 5,, Weser NRW, Ems NRW 68, NRW Gesamt 6 7,

34 6 KOMMUNALE KLÄRANLAGEN stoff ges die Anforderung der EU-Richtlinie von mindestens 75 % erfüllt. Im Flussgebiet Mittelrhein und Mosel NRW liegen keine Kläranlagen mit Ausbaugrößen größer. EW. In Tabelle 6.5 ist die Entwicklung der Eliminationsraten für die Parameter Phosphor und Stickstoff, nach Einzugsgebieten sortiert, zusammengestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Zulauffrachten mit Hilfe einwohnerwertspezifischer Ansätze ermittelt werden. Die Berechnung der Frachtreduzierung in den Abwasserbehandlungsanlagen erfolgt als Differenzbildung zwischen einer theoretischen Zulauffracht und der aus gemessenen Ablaufwerten ermittelten Ablauffracht. Am Beispiel des Flussgebietes Emscher wird deutlich, dass eine Reduzierung der Anschlussgröße bei denselben Anlagen zu einer Verringerung der Eliminationsraten führt. Für den Parameter Phosphor wird die Eliminationsrate gemäß EU-Richtlinie in allen Flussgebieten eingehalten. Schon im Jahr erfüllten die Kläranlagen in allen Flussgebieten die Anforderung der EU-Richtlinie. Von bis kann trotzdem bei den meisten Flussgebieten eine Verbesserung der Phosphorelimination beobachtet werden. Für gesamt Nordrhein-Westfalen ergibt sich beim Parameter Stickstoff ges eine Verbesserung der Reinigungsleistung von 78 % auf %. Für Phosphor ges liegt seit dem Jahr die Reinigungsleistung immer über 9 %. Kläranlage Niersverband Viersen, Geldern