Strukturelle Mängel bei der Technologieauswahl

Aktuelle Forschungsergebnisse aus 2024 zeigen, dass Kläranlagen weltweit täglich bis zu 10 Milliarden Mikroplastikpartikel freisetzen können. Eine umfassende Studie bestätigt, dass selbst moderne Kläranlagen als bedeutende Mikroplastik-Quelle fungieren, da große Abwassermengen auch bei geringen Restkonzentrationen zu erheblichen Umwelteinträgen führen. Gleichzeitig zeigen aktuelle wissenschaftliche Reviews zu Behandlungstechnologien erhebliche Wissenslücken und technische Herausforderungen bei der Auswahl optimal geeigneter Verfahren auf. Recherchen der Wasser 3.0 gGmbH decken zusätzlich problematische Entscheidungsstrukturen auf: Häufig erstellen dieselben Ingenieurbüros sowohl die Planungsstudien als auch die anschließende Umsetzung, was echte Technologieoffenheit vielerorts verhindert.

Das Aktivkohle-Abriebproblem als Planungsdilemma

Aktuelle Forschung bestätigt ein fundamentales Problem der derzeit bevorzugten Technologiekombination: Pulverförmige Aktivkohle (PAK) erzeugt unvermeidlich Abrieb in Mikrometerbereich, der eine nachgelagerte Filtration zwingend erforderlich macht. Studien von 2024 zeigen, dass konventionelle Sandfilter diesen Abrieb und auch Mikroplastik und Nanoplastikpartikel nicht vollständig abtrennen können, weshalb Planer häufig zu Tuchfiltern greifen. "Wenn in Machbarkeitsstudien drei verschiedene Tuchfilter anstatt drei verschiedene Technologieansätze getestet werden, kann von Technologieoffenheit keine Rede sein", erklärt Dr. Katrin Schuhen, Geschäftsführerin der Wasser 3.0 gGmbH.

Und es offenbaren sich weitere Fragestellungen: Tuchfilter: Lösung oder Teil des Problems?

Während Tuchfilter bis zu 95% der Mikroplastikpartikel zurückhalten können, zeigen neueste Untersuchungen zwei kritische Problematiken auf:

1. Sekundäre Mikroplastik-Erzeugung: Tuchfilter bestehen aus synthetischen Materialien und erzeugen durch mechanische Beanspruchung und Rückspülungen selbst Mikroplastikfasern.
2. Unvollständige Elimination: Auch bei einer geschätzten 95%iger Entfernung gelangen bei den behandelten Wassermengen noch Millionen von Partikeln täglich in die Gewässer.

Wissenschaftliche Erkenntnisse werden ignoriert

Internationale Studien belegen eindeutig: Weder Ozonung noch Aktivkohleadsorption können allein alle organischen Spurenstoffe entfernen. Kombinationsverfahren zeigen deutlich bessere Ergebnisse als Einzelverfahren, da sie verschiedene Eliminationsmechanismen synergetisch nutzen und so eine umfassendere Mikroschadstoffelimination ermöglichen.

Dennoch werden in vielen aktuell durchgeführten Machbarkeitsstudien systematisch nur etablierte Einzelverfahren untersucht, während innovative Kombinationstechnologien und Technologievergleiche unberücksichtigt bleiben. Besonders problematisch ist dies bei persistenten und mobilen Stoffen (PM-Stoffen), für die neue Forschung spezielle Behandlungsstrategien empfiehlt.

EU-Regulierung erhöht den Handlungsdruck

Die neue EU-Kommunalabwasserrichtlinie fordert ab 2024 von großen Anlagen regelmäßiges Monitoring und die Entwicklung standardisierter Methoden innerhalb von 30 Monaten. Mit der aktuellen Planungspraxis sind diese Ziele nicht erreichbar. Auch die Überwachung von Mikroplastik in Kläranlagen-Abläufen wurde aufgenommen. „Zweimal im Jahr ist zu wenig, dass zeigten bereits die Langzeitstudiendaten aus 2024“, erklärt Katrin Schuhen. "Und ohne Standardisierung und vergleichende Daten liefert diese Stichprobe-Analytik unbrauchbare Daten für zukünftige Entscheidungen".

Eine aktuellere vergleichende Langzeitstudie von drei Kläranlagen zeigt, dass selbst moderne Anlagen mit vier Behandlungsstufen noch durchschnittlich 15,1 Mikroplastikpartikel pro Liter freisetzen. „Bei einer behandelte Wassermengen von 15.000 m³ pro Tag, sprechen wir dann von rund 227 Millionen Mikroplastikpartikeln pro Tag, die ins Gewässer gelangen können – aus einer Kläranlage", ordnet Dr. Katrin Schuhen ein. „Für mich sind diese Zahlen Grund genug, das Thema Mikroplastik im Kontext der 4. Reinigungsstufe anzugehen, das entspräche zumindest eine Vorgehensweise mit Weitblick, im Sinne der Zukunft des Wassers sowie des Umwelt- und Gesundheitsschutzes.“

Finanzielle Dimensionen der Fehlplanung

Eine deutschlandweite vierte Reinigungsstufe, die nur als Mikroschadstoff-Entfernung ausgelegt wird (und kein Mikroplastik betrachtet) würde die Abwassergebühren um 17% erhöhen – das entspricht jährlichen Zusatzkosten von 1,2 Milliarden Euro. Suboptimale Technologieauswahl verstärkt diese Kostenlast zusätzlich durch:

• Erhöhte Energieverbräuche bei häufigen Rückspülungen
• Betriebsunterbrechungen durch Filterverstopfungen
• Nachbesserungen bei unzureichender Reinigungsleistung 
• Zusätzliche Investitionen in Mikroplastik-Monitoring und Entfernung

Lösungsansätze für eine zukunftsfähige Wasserwirtschaft

Basierend auf aktueller Forschung und internationalen Best-Practice-Beispielen schlagen Experten folgende Reformmaßnahmen vor:

Sofortmaßnahmen zur Vergabe-Reform:

• Trennung der Vergabe: Machbarkeitsstudien und Umsetzung müssen an verschiedene Akteure vergeben werden
• Innovationsklauseln: Vergaberichtlinien müssen echte Technologieoffenheit gewährleisten
• Unabhängige Bewertung: Externe Technologie-Assessments für alle Projekte über 5 Millionen Euro

Technologische Standards:

• Drei-Technologien-Regel: Jede Machbarkeitsstudie muss mindestens drei verschiedene Technologieansätze bewerten
• Mikroplastik als Pflichtkriterium: Verbindliche Berücksichtigung in allen Bewertungsmatrix – Stichwort Zukunftsfähigkeit 
• Lebenszyklusbetrachtung: Gesamtkosten über 20 Jahre statt nur Investitionskosten bewerten

Kompetenzaufbau und Wissenstransfer:

• Fortbildungsprogramme: Systematische Schulungen für Vergabestellen zu innovativen Technologien
• Internationale Kooperation: Best-Practice-Austausch mit Technologieführern wie den Niederlanden und der Schweiz
• Forschungsförderung: Gezielte Unterstützung von Kombinationsverfahren sowie neuen, innovativen Entfernungstechnologien 

Monitoring und Qualitätssicherung:

• Standardisierte Bewertungskriterien: Einheitliche Methoden für Mikroschadstoff- und Mikroplastik-Analytik
• Langzeit-Performance-Tracking: Verpflichtende Erfolgsmessung über 5 Jahre nach Inbetriebnahme
• Transparente Dokumentation: Öffentliche Verfügbarkeit aller Machbarkeitsstudien

Es ist noch Zeit für eine Kurskorrektur!

Bis 2045 soll der Sektor der kommunalen Abwasserbehandlung klimaneutral werden. Gleichzeitig müssen neue EU-Vorgaben zu Mikroplastik und PFAS erfüllt werden. Mit der aktuellen Planungspraxis sind diese Ziele nicht erreichbar.

„Die deutsche Wasserwirtschaft braucht echte Technologieoffenheit und wissenschaftsbasierte Entscheidungen statt teurer Irrwege", fasst Dr. Schuhen zusammen. „Lösungen existieren bereits – wir müssen sie nur konsequent umsetzen."