Sauberes Trinkwasser wird angesichts steigender Temperaturen auch in Ländern knapper, die bislang aus dem Vollen geschöpft haben – in diesem Kontext ganz wörtlich zu nehmen. Das gilt für Deutschland, aber auch andere Länder Mittel- und Nordeuropas. Kein Wunder also, dass sich das Thema Rückgewinnung und Führung von „gebrauchtem“ Wasser im Kreislauf wie ein roter Faden durch die Nationale Wasserstrategie zieht, die die Bundesregierung 2023 verabschiedet hat. Wasser wiederzuverwenden, entlastet Grundwasser und Gewässer. Die Parteien der aktuellen Bundesregierung haben sich im Koalitionsvertrag ausdrücklich darauf festgelegt, diesen Weg weiter zu verfolgen.
Die Europäische Union ist das Thema Wasserwiederverwendung ebenfalls angegangen, wenn auch aus einer anderen Perspektive. Sie hat 2020 im Weg einer Verordnung die Mindestanforderungen an gereinigtes Wasser für die Landwirtschaft festgelegt. Diese gelten in EU-Mitgliedsstaaten seit 2023 und definieren vier Qualitätsklassen.
Das Thema ist also auf der Tagesordnung, es gilt aber, etliche Herausforderungen zu meistern, um bei der Wiedernutzung behandelten Abwassers substanziell voranzukommen: die Einstellung der Bevölkerung zum Thema, Stichwort Angst vor Verschmutzung, der rechtliche Rahmen, die Frage nach dem Verursacherprinzip, die Klimabilanz und die Kosten. Aber der Reihe nach.
„Auch in Deutschland gibt es Regionen wie etwa Berlin und Brandenburg, die nicht über genug eigene Trinkwasserreservoirs verfügen. Da müssen Wasserversorger reagieren und den Einsatz ihrer knappen Ressourcen genauer planen.“
Prof. Peter Hartwig, Experte in Wasserwirtschaft und Umwelttechnik für die REMONDIS-Gruppe
Erprobte Technik
Zunächst einmal: Wasser aus Kläranlagen für eine industrielle oder landwirtschaftliche Nutzung zurückzugewinnen, ist technisch längst erprobt. Viele Länder im Mittelmeerraum und in anderen wasserarmen Teilen der Welt wie etwa in den USA, Indien oder den Golfstaaten haben das erfolgreich umgesetzt. REMONDIS Aqua, Partner von Industrie und Kommunen rund um das Thema Wassermanagement, gehört zu den engagiertesten Akteuren in diesem Feld.
Wo es bisher zum Einsatz einer vierten Reinigungsstufe in Kläranlagen gekommen ist, geht es in der Regel aufgrund rechtlicher Vorgaben darum, den Eintrag von Mikroschadstoffen wie Arzneimittelresten oder Haushaltschemikalien in die Natur und in die Nahrungskette zu verhindern.
Die unmittelbare Weiternutzung des gereinigten Wassers stand bisher nicht im Fokus. Das ändert sich gerade, wie Prof. Peter Hartwig betont: „Auch in Deutschland gibt es Regionen wie etwa Berlin und Brandenburg, die nicht über genug eigene Trinkwasserreservoirs verfügen. Da müssen Wasserversorger reagieren und den Einsatz ihrer knappen Ressourcen genauer planen. Dazu gehört auch, aufgearbeitetes Wasser gezielt dort einzusetzen, wo es Frischwasser aus Tiefenreservoirs und Flüssen ersetzen kann.“ Hartwig ist Experte mit dem Schwerpunkt Wasserwirtschaft und Umwelttechnik für die REMONDIS-Gruppe.
Nachhaltiges Wassermanagement in Indien
Eines seiner Vorzeigeprojekte betreibt REMONDIS Aqua für den Chemiekonzern Evonik in Indien. Dort hat man die Abwasserbehandlungs-/ZLD-Anlage am Evonik-Produktionsstandort in Dombivli, Maharashtra, konzipiert, finanziert und errichtet. Die Anlage ist seit 2022 erfolgreich in Betrieb. REMONDIS Aqua übernimmt die umfassende Betriebsführung und Instandhaltung.
Das Abwasser mit einem hohen Gehalt an gelösten Feststoffen wird zunächst chemisch vorbehandelt, bevor es verschiedene Filtrationsstufen durchläuft. Die konzentrierte Sole wird anschließend in Mehrfacheffektverdampfer geleitet, die das restliche Wasser zurückgewinnen und sicherstellen, dass kein Tropfen Abwasser in die Umwelt gelangt. Hochreines Natriumsulfat wird als Nebenprodukt in Spezialtrocknern gewonnen und automatisch für die Wiederverwendung in der Industrie abgefüllt.
Einblick in die ZLD-Anlage am Evonik-Produktionsstandort in Indien
Nutzungsarten
Es gibt unterschiedliche Formen der Wiederverwendung, die mit speziellen Anforderungen an die Aufbereitung des Abwassers einhergehen. Die landwirtschaftliche Bewässerung ist die häufigste Anwendung weltweit. Sie ist auch deshalb so verbreitet, weil das Wasser oft noch Nährstoffe enthält, die als Dünger genutzt werden können. Diese Stoffe müssen deshalb bei der Klärung nicht aus dem Wasser entfernt werden.
Das zweite Feld ist die industrielle Nutzung, etwa als Kühl- oder Prozesswasser. In trockenen Weltgegenden wie den Golfstaaten oder Indien ist dieses Vorgehen zu Zero Liquid Discharge (ZLD) weiterentwickelt worden. Dort werden Anlagen und Industrieparks betrieben, die das Ziel verfolgen, ihr Wasser komplett im Kreislauf zu führen, also idealerweise keinen Tropfen zu verlieren. REMONDIS Aqua betreibt über seine indische Tochtergesellschaft mehrere solcher Projekte für internationale Kunden wie Evonik, aber auch für lokale Industrieunternehmen.
Ähnlich wie in der Landwirtschaft kommt gereinigtes Wasser in Städten bei der Bewässerung von Parks, in der Straßenreinigung oder der Toilettenspülung zum Einsatz. Schließlich gibt es zwei Varianten, die aufbereitetes Wasser als Trinkwasserersatz beziehungsweise zur Stützung der Trinkwasserversorgung einsetzen. Zum einen die indirekte, bei der das gereinigte Wasser in Talsperren oder Grundwasser eingeleitet und später wieder als Trinkwasser aufbereitet wird. Zum anderen ist eine direkte Nutzung möglich: Das Wasser wird nach der Aufbereitung gemäß strengsten technischen Standards direkt dem Trinkwassersystem zugeführt. In Deutschland etwa ist das nicht zugelassen, aber zum Beispiel in Singapur oder Namibia nutzt man diese Methode seit vielen Jahrzehnten.
Rechtlicher Rahmen
Die Wiederverwendung von kommunalem Abwasser ist rechtlich streng geregelt, da sie Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit hat. In vielen Ländern gibt es spezifische Vorschriften zur Wasserqualität und Vorgaben zum Risikomanagement, die je nach Verwendungszweck unterschiedlich eng sind. In Deutschland ist aktuell eine Verordnung in Vorbereitung, die die Vorgaben der eingangs erwähnten EU-Verordnung mit dem nationalen Recht harmonisieren soll und weitere Felder regelt. Konkret geht es um Regelungen für die Nutzung im urbanen Raum und für die Bewässerung in der Landwirtschaft.
Die Nutzung zur Anreicherung im Grundwasser ist nicht vorgesehen, auch wenn Experten hier Bedarf sehen. So spricht sich Prof. Jörg E. Drewes vom Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft der Technischen Universität München für die indirekte Nutzung aus: „Durch die Auswirkungen des Klimawandels sind vermehrt auch Regionen in Deutschland von Wasserknappheit betroffen, die saisonal zu deutlichen Absenkungen des Grundwasserspiegels führt mit erheblichen Auswirkungen auf die Natur und die Landwirtschaft. Um den Wasserhaushalt für diese Phasen lokal zu stützen, könnte gereinigtes Wasser gezielt auch zur Grundwasseranreicherung eingesetzt werden. Die Anforderungen des Risikomanagements sind in der geplanten Verordnung bereits angelegt und die technische Machbarkeit ist ebenfalls gegeben.“ Diese Option sollte schon jetzt bei Investitionen in Aufbereitungsanlagen beachtet werden, damit nicht in einigen Jahren erneut Investitionen notwendig sind.
In jedem Fall erhöht eine Wasserwiederverwendung die Resilienz der Versorgung, da gereinigtes Wasser eine trockenheitsresistente Ressource ist.
Kosten und Verursacherprinzip
Aber auch wenn der rechtliche Rahmen genug Spielraum bietet, muss die Aufbereitung und Bereitstellung des gereinigten Wassers wirtschaftlich sein. So werden je nach Qualitätsklasse für die landwirtschaftliche Nutzung Zusatzkosten für einen Kubikmeter gereinigtes Wasser zwischen ein und drei Euro genannt. Hinzu kommt das notwendige Verteilnetz. Für die komplette Aufbereitung in einer ZLD-Anlage, wenn auch nur begrenzt mit der landwirtschaftlichen Nutzung vergleichbar, werden sogar bis zu zehn Euro aufgerufen. Entscheidend ist also, zu welchem Preis Frischwasser insbesondere für landwirtschaftliche und industrielle Abnehmer zu beziehen ist. Gerade wenn das Wasser mehr im Kreislauf geführt werden soll, muss die Preisgestaltung für Frischwasser das belohnen. In jedem Fall erhöht eine Wasserwiederverwendung die Resilienz der Versorgung, da gereinigtes Wasser eine trockenheitsresistente Ressource ist.
Denn die Umsetzung von Wiederverwendungsprojekten erfordert hohe Anfangsinvestitionen, langfristige Finanzierungskonzepte, Planungssicherheit und die Zusammenarbeit zwischen Kommunen, Industrie und Landwirtschaft. Langfristig können sich die Systeme jedoch wirtschaftlich lohnen, insbesondere in wasserarmen Regionen, davon ist Experte Hartwig überzeugt.
Im Zusammenhang mit den Kosten wird immer wieder gerade mit Blick auf die Industrie nach der Belastung der Verursacher gerufen. Hartwig warnt dabei davor, eine „gerechte“ Kostenbeteiligung zu ermitteln: „Wir sollten uns nicht in solchen Fragestellungen verlaufen, die mit Blick auf ihre Komplexität Jahre kosten werden, in denen wir nicht wissen, wie wir zukünftige Projekte finanzieren können. Das mag für manchen nicht sehr befriedigend sein, ist aber aus pragmatischer Sicht der richtige Weg.“
Stufen der Abwasserreinigung
Mechanische Reinigung
Grobe Bestandteile wie Sand, Papier oder Fett werden durch Rechen, Siebe und Absetzbecken entfernt.
Biologische Reinigung
Mikroorganismen bauen organische Stoffe ab. Dabei werden Kohlenstoffverbindungen sowie Stickstoff teilweise entfernt.
Chemische Reinigung
Vor allem Phosphor wird durch chemische Fällung entfernt, um Gewässer vor Überdüngung zu schützen.
Erweiterte Aufbereitungstechnologien
Je nach geplanter Nutzung wird das gereinigte Abwasser weiterbehandelt:
- Filtration (Sand- oder Membranfilter)
- Aktivkohlefilter
- Desinfektion durch UV-Licht, Ozon, Chlor
- Umkehrosmose
Klimabilanz
Ähnlich komplex wie die Belastung der Verursacher ist die Frage nach der Klimabilanz der Aufbereitung von gebrauchtem Wasser. Klar ist, dass mehr Energie benötigt wird und auch etwa die Produktion der Aktivkohle für die Reinigung höchster Qualität einen negativen CO2-Beitrag leistet. Den größten Anteil haben aber die biologischen Prozesse der konventionellen Abwasserbehandlung, bei denen Methan und Lachgas freigesetzt werden. Studien zeigen aber auch, dass die Klimabilanz sehr wohl positiv sein kann. Denn aufbereitetes Wasser ersetzt andere Wege des Wasserbezugs, die ihrerseits CO2 verursachen, sei es durch den Bau und Betrieb von Fernleitungen oder aufbereitetes Meerwasser. Experten wie Hartwig sehen deshalb in der möglichst CO2-armen Aufbereitung, etwa durch Einsatz von Ökostrom und die Reduzierung der Methanemissionen durch Prozessanpassungen, den entscheidenden Hebel.
Emotionale Barriere
Gerade beim Wasser, das wir als Quelle des Lebens sehen, wird es nicht ohne gesellschaftliche Akzeptanz gehen. Viele Menschen empfinden eine emotionale Abneigung gegenüber der Idee, gereinigtes Wasser zu nutzen. Sie ist faktisch jedoch unbegründet, sofern das Wasser nach allen Regeln der Kunst aufbereitet wurde. Entscheidend ist also, die Menschen gut zu informieren, die Technik transparent zu erklären, die Nutzungen verständlich darzustellen und das Vertrauen in die Akteure zu sichern.
Fazit
Die Wiederverwendung von gereinigtem Wasser ist ein zentraler Baustein für eine nachhaltige Wasserwirtschaft der Zukunft. Technisch ist sie heute bereits sehr weit entwickelt und kann Wasser in hoher Qualität bereitstellen. Angesichts von Klimawandel und wachsender Wasserknappheit wird die Bedeutung der Wasserwiederverwendung weiter zunehmen. Durch technische Innovation, transparente Kommunikation und verantwortungsvolle Regulierung kann sie einen wichtigen Beitrag zur globalen Wassersicherheit leisten.
Bildnachweise: Bild 1, 3: Shutterstock: petrmalinak; Bild 2: © REMONDIS; Bild 4: Adobe Stock: Bundi
