Abwasserreinigung in Wiesbaden

Was zu ruhen scheint, ist in Wirklichkeit ständig in Bewegung: Tag und Nacht sind Milliarden von Bakterien und andere Mikroorganismen im Hauptklärwerk aktiv und reinigen das Abwasser aus großen Teilen der Innenstadt sowie den nördlichen und östlichen Vororten*: durchschnittlich 50.000 Kubikmeter täglich.
 
In dem gewaltigen Tunnelsystem unter den Becken befinden sich unter anderem über 250 Pumpen und unzählige Kilometer von Rohrleitungssystemen, die dafür sorgen, dass an 365 Tagen im Jahr sauberes Wasser die Kläranlage verlässt.

Aber gerade weil alles hoch technisiert ist, läuft nichts ohne die 90 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die rund um die Uhr die Anlage kontrollieren und gegebenenfalls auch tief in der Nacht Störungen beheben. Während Wiesbaden schläft, ziehen die Fachkräfte für Abwassertechnik, Elektroniker und Industriemechaniker der Nachtschicht im Hauptklärwerk ihre Runden.

Das Hauptklärwerk ist seit dem Ausbau (1995 bis 2003) eines der modernsten in Europa. und wird jährlich von zahlreichen Besuchergruppen und Fachleuten besichtigt. Es ist ausgelegt für 325.000 Einwohnerwerte.

Bei dem Belebungsverfahren auf dem Hauptklärwerk übernehmen frei schwebende, flocken- bildende Mikroorganismen die biologischen Reinigungsprozesse. Der Abbau von Phosphor und Stickstoff wird in einer speziellen Drei-Stufen-Lösung erreicht:

• Biologische Phosphor-Elimination
• Denitrifkationsstufe
• Nitrifikationsstufe mit interner Rezirkulation

* Das Abwasser der Vororte Breckenheim, Delkenheim und Nordenstadt fließt dem Abwasserverband Flörsheim zu.

Im Klärwerk Biebrich wird seit 2001 eine besondere Technologie eingesetzt, die es in dieser Art und Baugröße nur vier mal in Deutschland gibt: Die dreistufige Festbett-Technologie. Sechs bis acht Meter hohe und geschlossene Behälter sind zu drei Viertel mit körnigem Material (Füllkörper) gefüllt. Die Mikroorganismen siedeln an den Füllkörpern. Auf diese Weise kann die Reinigungsleistung pro Raumeinheit gegenüber der herkömmlichen Technologie erheblich verdichtet werden.

Aufgrund der Lage in einem Wohngebiet gibt es eine weitere Besonderheit des Biebricher Klärwerks: Sämtliche Abwasser- und Schlammwege sind eingehaust, liegen also innerhalb von Gebäuden. 

Täglich werden im Klärwerk Biebrich rund 22.000 Kubikmeter Abwasser aus den Stadtteilen Amöneburg, Biebrich, Dotzheim (Teile), Kastel, Kostheim und Schierstein von Schmutz gereinigt. Es ist auf 130.000 Einwohnergleichwerte ausgelegt und wird von 23 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern betreut.

Seit August 2008 gibt es den neuen Schlammweg: Die gesamte Technik der Faulung wurde für die jährlich anfallenden rund 7.000 Tonnen Klärschlamm erneuert und erweitert. Die zwei jetzigen Faultürme fassen 50 Prozent mehr als die alten. Durch die Verlängerung der Faulzeit verringert sich zum einen das Klärschlammvolumen und somit die Entsorgungskosten. Zum anderen erhöht sich die Biogasmenge.

Das Hauptklärwerk Wiesbaden wurde 1884 im Salzbachtal als eine erste Kläranlage mit einer für damalige Zeiten hohen Reinigungsleistung gebaut. Sie bestand aus drei 30 m langen und 10 m breiten Absetzbecken, in denen rund 2.500 m³ Abwasser mit Kalkmilch unter Zugabe von Pressluft gereinigt werden konnten. In späteren Jahren wurde der Reinigungsgrad durch den Einsatz von unterschiedlichen Rechen verbessert. Harfen-, Dreh- und Saitenrechen entfernten zusätzlich grob Schmutzstoffe. 

Im letzten Jahr des Zweiten Weltkriegs wurde diese Rechenanlage durch Bomben zerstört. In den folgenden Jahren floss das Abwasser der Wiesbadener Innenstadt völlig ungereinigt in den Salzbach – und  über diesen in den Rhein. 1950 wurde dann an gleicher Stelle mit dem Bau einer mechanischen Reinigungsanlage mit Schlammfaulung begonnen, die zwei Jahre später in ihrem Betrieb aufnahm. 1952 bis 1962 erweiterte und verbesserte man die Anlage technisch Zug um Zug. Das Abwasser von 150.000 Einwohnern konnte in dieser Kläranlage gereinigt werden. Dennoch war sie bald zu klein und völlig überlastet.

In den 1970er Jahren wurde deshalb eine neue Anlage gebaut: Nacheinander konnten die mechanische Reinigungsstufe (1974), die Schlammentwässerung(1975), die Faultürme (1976) und die neue biologische Klärstufe (1977) in Betrieb genommen werden. 22 Jahre später stand eine Modernisierung der Klärwerk erneut auf der Tagesordnung. Insgesamt wurde die Anlage acht Jahre lang (1995-2003) – bei laufendem Betrieb – umgebaut. Seit einigen Jahren besitzt Wiesbaden nun eines der modernsten Klärwerk Europas.

Das Klärwerk Biebrich wurde bereits 1905 Uhr im Distrikt "Rheinfeld" als Rechenanlage zur Abwasserreinigung gebaut. Mehrere Rechen und Siebe entfernten die groben Schmutzstoffe aus dem Abwasser. Die verbleibenden Schmutzstoffe konnten dann viele Jahrzehnte lang aufgrund der hohen Selbstreinigungskraft des Rheins ohne Bedenken in den Fluss geleitet werden. Dies änderte sich schlagartig nach dem Zweiten Weltkrieg.

1963 begann man an einem Standort unweit der alten Anlage mit dem Bau eines mechanisch-biologischen Klärwerk, dass in den siebziger Jahren erweitert wurde. 1999-2008 wurde dass Klärwerk Biebrich in zwei Schritten modernisiert. Zunächst wurde der Wasserweg erneuert. Seit der Fertigstellung (2001) findet die komplette Reinigung des Abwassers innerhalb eines Gebäudes statt. Dadurch ist eine Lärm- und Geruchsbelästigung nahezu ausgeschlossen. Im August 2008 wurde der neue Schlammweg nach vierjähriger Bauzeit in Betrieb genommen. Nachdem die Modernisierung des Klärwerk Biebrich abgeschlossen war, legte man die beiden 1957/58 und 1968 errichten Klärwerke in Kostheim und Kastel still. Seitdem wird das Abwasser von AKK über Pumppstationen und Kanäle zur Reinigung nach Biebrich geleitet.

1976 nahmen der Abwasserverband Naurod-Auringen das neu errichtete Klärwerk in Auringen in Betrieb. 1977 wurde im Zuge der Gebietsreform die Verantwortung dem Entwässerungsbetrieb der Stadt Wiesbaden übertragen. 1984 wurde das Klärwerk erweitert und 2006 stillgelegt.

1970-2006 wurde das Medenbacher Abwasser in der außerhalb des Ortes gebauten Kläranlage gereinigt.

Seit 2006 werden die Abwässer aus den drei Vororten über Pumpstationen und Kanäle zur Reinigung ins Hauptklärwerk geleitet.

(Quelle: Wiesbaden - Das Stadtlexikon, S. 493/494, Autor: Frank Fischer)

Saubere Gewässer sind ein Thema, das in Zukunft immer wichtiger wird. Seit Jahrzehnten konzentriert sich Abwasserreinigung darauf, ungelöste Schmutzstoffe mechanisch aus dem Abwasser zu entfernen und gelöste Stoffe biologisch durch Mikroorganismen abbauen zu lassen. Das wird auf lange Sicht nicht ausreichen. Denn obwohl das auf diese klassische Weise gereinigte Abwasser aus den Wiesbadener KIärwerken alle gesetzlichen Grenzwerte mehr als einhält, befinden sich darin noch Verunreinigungen, die die Umwelt und letztlich auch den Menschen gefährden können: Mikroplastik, antibiotikaresistente Bakterien, Medikamentenrückstände und andere Spurenstoffe.

Zur Beseitigung der Spurenstoffe gab es bereits etliche Forschungsprojekte, an denen sich die ELW zum Teil beteiligt haben. Geeignete Verfahren dazu werden derzeit in Deutschland großtechnisch – das heißt auf Kläranlagen im laufenden Betrieb – erprobt.

„PLASTRAT“
Einen ganzheitlichen Blick auf das Mikroplastik-Problem in Flüssen und Seen wirft das neue Forschungsprojekt „PLASTRAT“ unter Federführung der Universität der Bundeswehr München, an dem sich die ELW beteiligen. Dabei geht es um Antworten auf die folgenden Fragen und um Lösungsstrategien dafür, die Einträge von urbanem Plastik in Binnengewässer zu verringern: Auf welchen Wegen wird Mikroplastik in die Gewässer eingetragen? Welche Bedeutung haben dabei die Kläranlagen? Welchen Einfluss können Mikroplastikpartikel auf Mensch und Umwelt haben? Welchen Einfluss haben Hersteller und Verbraucher? Wie kann freigesetztes Mikroplastik wieder sicher und effizient werden? Antworten auf diese Fragen sind wichtig, da Mikroplastik bereits in Trinkwasser und Lebensmitteln nachgewiesen wurde.
Das dreijährige Vorhaben läuft seit September 2017 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund drei Millionen Euro gefördert. Am Projekt „PLASTRAT“ sind zehn verschiedene Partner aus Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen beteiligt. Zusätzlich unterstützt wird es von Betreibern von Abwasserbehandlungsanlagen, Herstellern und Vertreibern von Kunststoffen sowie Fachverbänden.

Membranverfahren
In Rahmen eines neuen Forschungsprojekts wird in diesem Jahr im ELW-Hauptklärwerk ein Verfahren erprobt, das antibiotikaresistente Bakterien zurückhält, wobei noch offen ist, ob auch die viel kleineren Resistenzgene zurückgehalten werden können. Die Firma Microdyn-Nadir hat ein membrangestütztes Pulveraktivkohleverfahren entwickelt, das dafür geeignet scheint.

Nun wird bei uns auf der Anlage getestet werden, ob dieses Verfahren im großtechnischen Maßstab funktioniert und wirtschaftlich ist. Dazu wurde Anfang Dezember 2019 ein Vertrag zwischen Microdyn-Nadir und den ELW geschlossen. Wissenschaftlich begleitet wird das Projekt vom Institut IWAR der TU Darmstadt und der Hochschule Darmstadt.

Folgende aktuelle Maßnahme wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit gefördert: Sanierung der Außenbeleuchtung auf dem Hauptklärwerk und dem Klärwerk Biebrich

Derzeit werden beide Klärwerken von rund 250 Quecksilberdampflampen im Außenbereich beleuchtet. Durch die Umrüstung auf LED-Technik mit einem intelligenten Steuerungssystem ist es möglich, die Beleuchtung nach Bedarf ein- und auszuschalten – zum Bespiel nur die Abschnitte auszuleuchten, in denen ein Fahrzeug unterwegs ist. Auch die Grenze zu den Bahngleisen, die aus Sicherheitsgründen jetzt noch die ganze Nacht erleuchtet ist, kann dann auf Bewegungsmelder umgestellt werden.

Das senkt den Stromverbrauch auf rund ein Zehntel, etwa 91% eingespart. Das entspricht pro Jahr einem CO_²-Ausstoß von 107 Tonnen. Über eine Lebensdauer von 20 Jahren gerechnet sind das über 2.100 Tonnen. Wir sparen also nicht nur Geld, sondern tun auch außerhalb der Abwasserreinigung etwas für die Umwelt.