Eine Kleinkläranlage ist eine Abwasserbehandlungsanlage, die für die Behandlung von Abwasser aus kleinen Siedlungen, einzelnen Haushalten oder ähnlichen Einrichtungen ausgelegt ist, die nicht an ein öffentliches Kanalsystem angeschlossen sind. Eine kommunale Kläranlage hingegen ist eine größere Anlage, die Abwasser aus einer städtischen Umgebung oder einer größeren Gemeinschaft behandelt. Sie ist in der Regel an ein öffentliches Kanalsystem angeschlossen. Aber wie legt man eigentlich fest, wie groß eine solche Anlage sein muss? Das erfahren Sie, einfach erklärt, auf dieser Seite.
1. Welche Faktoren bestimmen die Größe von Kläranlagen?
Die Größe einer Kläranlage richtet sich nach:
- dem zu behandelnden Abwasservolumen
- und der Art des Abwassers
1.1. Wie bestimmt das Abwasservolumen die Größe der Kläranlage?
In der Regel wird nach DIN 4261 Teil 1 & 2 eine Schmutzwassermenge von etwa 150 Liter pro Tag und Einwohner für die Berechnungen von vorausgesetzt - diese angenommene Wassermenge bestimmt dann auch die Größe der Klärbehälter. Für Anlagen unter 8m³ Schmutzwasser am Tag gelten andere Bestimmungen als für größere Systeme, was wieder einmal genau in der Abwasserverordung steht (https://www.gesetze-im-internet.de/abwv/anhang_1.html ).
Eine Schmutzwassermenge von maximal 8m³ pro Tag bei 150 Liter pro Einwohner entspricht: 8000 / 150 = 53 Einwohnergleichwerten (EW). Daher auch die Grenze, dass man von Kleinkläranlagen bis 50 EW (genauer 53 EW) redet.
Die notwendige Größe wird also in Bezug auf die Einwohnergleichwertigkeit (EW) und auch einer Angabe zum biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB5) bemessen.
Einwohnergleichwertigkeit: Diese Maßeinheit wird verwendet, um die Menge an Abwasser zu beschreiben, die durch eine Person in einem bestimmten Zeitraum produziert wird. Diese Maßeinheit hilft bei der Planung und dem Design von Abwasserbehandlungsanlagen, indem sie einen Standardwert für die zu erwartende Abwassermenge bietet
1.2. Gibt es Mindestanforderungen für Größe & Reinigungsleistung der Kläranlage?
Ja, es gibt also zusätzlich zu dieser Größe bestimmte Mindestanforderungen, die eingehalten werden müssen. Diese hängen von der Größe der Kläranlage ab und beziehen sich auf verschiedene Arten von Verschmutzungen. Es gibt fünf verschiedene Größenklassen für Kläranlagen.
Die kleinsten, Klasse 1 und 2, müssen hauptsächlich sicherstellen, dass bestimmte Arten von organischen Verschmutzungen reduziert werden.
- BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf): Denken Sie an eine Party, bei der eine bestimmte Menge an Essen und Trinken zur Verfügung steht. Wenn Sie mehr Gäste einladen (in diesem Fall Bakterien und andere Mikroorganismen), wird mehr Essen und Trinken (in diesem Fall Sauerstoff) benötigt. Der BSB5-Wert ist wie die Menge an "Nahrung", die Ihre mikrobiellen Gäste in fünf Tagen konsumieren würden, um das organische "Partyessen" (Abfallstoffe im Wasser) zu verdauen.
- CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf): Wieder zurück zur Party. CSB ist wie die gesamte Menge an Essen und Trinken, die für die Party gekauft wurde, unabhängig davon, ob es essbar ist oder nicht. Einige der Speisen und Getränke könnten zu exotisch oder seltsam sein, als dass sie jemand essen würde (ähnlich wie bestimmte organische Verbindungen, die von Mikroorganismen nicht abgebaut werden können). Der CSB misst die gesamte Menge an "Nahrung", die theoretisch benötigt wird, um alle verfügbaren "Speisen und Getränke" zu verdauen, nicht nur die, die die Mikroorganismen tatsächlich verdauen können.
Ab der Größenklasse 3, was Kläranlagen für mehr als 5.000 Personen entspricht, muss auch der Gehalt von Ammonium-Stickstoff im Abwasser reduziert werden.
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NH4-N mg/l (Ammoniumstickstoff): Denken Sie daran wie eine Würzmischung, die Sie Ihrem Essen hinzufügen. In kleinen Mengen kann es Ihrem Essen Geschmack verleihen und ist vollkommen in Ordnung. Wenn Sie jedoch zu viel davon hinzufügen, wird Ihr Essen ungenießbar. Ähnlich verhält es sich mit Ammoniumstickstoff im Wasser. Ein bestimmtes Niveau ist akzeptabel, aber zu viel davon kann das Wasser für Fische und andere Wasserlebewesen giftig machen.
Für noch größere Kläranlagen (ab Größenklasse 4, das sind Kläranlagen für mehr als 10.000 Personen), gelten zusätzlich auch Anforderungen für den Gesamt-Stickstoff und den Gesamt-Phosphor.
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Nges mg/l (Stickstoff gesamt): Das ist wie die Gesamtmenge an Gewürzen in Ihrem Essen, nicht nur die spezielle Würzmischung, die Sie hinzugefügt haben. Es enthält alle Formen von Stickstoff, einschließlich Ammonium, Nitrat und Nitrit. Zu viel Gesamtstickstoff kann dazu führen, dass Pflanzen im Wasser übermäßig wachsen und den Sauerstoff verbrauchen, den Fische und andere Wasserlebewesen zum Atmen benötigen, ähnlich wie wenn zu viel Gewürze Ihrem Essen den eigentlichen Geschmack nehmen könnten.
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Pges mg/l (Phosphor gesamt): Stellen Sie sich das wie Dünger für Ihre Zimmerpflanze vor. Ein bisschen Dünger hilft Ihrer Pflanze zu wachsen, aber zu viel kann sie schädigen oder sogar töten. Im Wasser funktioniert Phosphor ähnlich wie Dünger, er hilft den Wasserpflanzen zu wachsen. Aber wenn zu viel Phosphor ins Wasser gelangt, kann es zu einem übermäßigen Pflanzenwachstum kommen, was das Wasserleben stören und in manchen Fällen sogar Fische und andere Wasserlebewesen töten kann, wenn es zum Beispiel zu Algenblüten kommt. Diese können das Wasser "ersticken", indem sie den Sauerstoff verbrauchen und dadurch das Gleichgewicht des Ökosystems stören.
| Größenklasse der Kläranlage | EW | CSB mg/l | BSB5 mg/l | NH4-N mg/l | Nges mg/l | Pges mg/l |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Größenklasse 1 | < 1.000 | 150 | 40 | - | - | - |
| Größenklasse 2 | 1.000 bis 5.000 | 110 | 25 | - | - | - |
| Größenklasse 3 | 5.001 bis 10.000 | 90 | 20 | 10 | - | - |
| Größenklasse 4 | 10.001 bis 100.000 | 90 | 20 | 10 | 18 | 2 |
| Größenklasse 5 | > 100.000 | 75 | 15 | 10 | 13 | 1 |
Kommunen sind für die Beseitigung ihres Abwassers verantwortlich. Sie werden dabei von der Wasserwirtschaftsverwaltung unterstützt. Diese Behörde hilft bei der Planung und dem Betrieb der Abwasseranlagen, sie überwacht die Einleitung von Abwasser in die Gewässer und stellt sicher, dass alles den gesetzlichen Vorschriften entspricht. Diese Behörde ist auch dafür verantwortlich, Berichte über die Situation auf nationaler und internationaler Ebene zu erstellen.
1.3. Spezielle Gebiete und Ablaufklassen
In bestimmten Regionen werden für Kleinkläranlagen (also bis 50 EW) neben dem Kohlenstoffabbau noch weitere Reinigungs-Parameter vorausgesetzt, um z.B. in Trinkwasserschutzgebiete zu vermeiden, dass schlecht geklärtes Abwasser in diese sensiblen Gewässer gelangt. Diese zusätzlichen Ablaufklassen werden in diesem Artikel behandelt.
1.4. Klärtechnik & Abwasserbestimmungen für produzierende Betriebe
Es gibt in der Abwasserverordnung über 50 einzelne Vorschriften für Betriebe, bei denen spezielle Abwässer anfallen. Jeder kann sich vorstellen, dass das Abwasser aus einer Fleischerei anders zu behandeln ist, als aus einer chemischen Wäscherei. Da hier je nach Art des Betriebes große Unterschiede in en Schadstoffen bestehen, ist das in der Verordnung genau festgehalten und wird auch regelmäßig bei diesen Betrieben geprüft. An vieles würde man auf den ersten Blick gar nicht denken. Ein Beispiel dazu:
- Ein Zahnarzt, der Amalgam-Füllungen entfernt muss einen Amalganabscheider verwenden, welcher den Schadstoff aus dem Abwasser entfernt, bevor dieses in die Kanalisation eingeleitet werden darf.
Hier kann man sich also freuen, dass der Staat so viele Regeln erlässt, da sie in diesem Fall wirklich ein Schutz unser Umwelt und im Endeffekt unseres kostbaren Trinkwassers darstellen.
1.5. Wie werden die Einwohnergleichwerte genau berechnet?
Für Wohngebäude gelten bestimmte Regeln, um festzulegen, wie viele Menschen darin leben. Hier sind die Richtlinien. Nach DIN 4261 Teil 1:
- Wohnungen mit einer Wohnfläche über 50 m²: Es wird davon ausgegangen, dass mindestens 4 Personen dort leben.
- Wohnungen mit einer Wohnfläche bis zu 50 m²: Es wird davon ausgegangen, dass mindestens 2 Personen dort leben.
Da in einem Wohnhaus natürlich viel mehr Abwasser anfällt, als z.B. in einem Vereinshaus oder Büro, gibt es Bemessungsansätze, um die Abwassermenge in etwas bestimmen zu können. Daraus ergeben sich Umrechnungen für die tatsächlich benötigten Einwohnergleichwerte (EW). Die folgende Tabelle zeugt, welche Werte in der Regel vom Fachmann angesetzt werden.
| Anlage | Bemessungsansatz |
|---|---|
| Beherbergungsstätter | 1 Bett ≙ 1 EW bis 3 EW je nach Ausstattung |
| Campingplätze | 2 Personen ≙ 1 EW |
| Gaststätten | a) ohne Küchenbetrieb: 3 Plätze ≙ 1 EW; b) mit Küchenbetrieb und höchstens drei- maliger Ausnutzung eines Sitzplatzes in 24 h: 1 Platz ≙ 1 EW c) weiterer dreimaliger Ausnutzung in 24 h: Zuschlag je 1 EW. d) Gartenlokale ohne Küchenbetrieb: 10 Plätze ≙ 1 EW |
| Vereinshäuser | ohne Küchenbetrieb: 5 Benutzer ≙ 1 EW |
| Sportplätze | ohne Gaststätte und Vereinshaus: 30 Besucherplätze ≙ 1 EW |
| Gewerbebetriebe, Fabriken, Werkstätten | ohne Küchenbetrieb: 2 Betriebsangehörige ≙ 1 EW |
| Bürohäuser | 3 Betriebsangehörige ≙ 1 EW |
1.6. Gibt es spezielle Angaben zu Kläranlagen in Gebirgsregionen?
Ja, die gibt es unter Umständen. Nach der Abwasserverordnung Anhang 1 kann es spezifische Regelungen für Abwasser in Gebirgsregionen über 1.500m geben. Aufgrund der spezifischen topografischen und klimatischen Bedingungen können in solchen Gebieten besondere Herausforderungen auftreten. Diese können sich zum Beispiel auf den Bau und Betrieb von Kläranlagen, die Ableitung von behandeltem Abwasser oder die Verwaltung von Regenwasser beziehen. In bestimmten Fällen können spezielle Technologien oder Betriebsweisen erforderlich sein.
Die zuständigen lokale Wasserbehörde gibt Auskunft, welche speziellen Vorschriften für die Gebirgsregion gelten.
2. Was ist was? Kleinkläranlage, Sammelkläranlage oder kommunalen Kläranlage.
Eine Kleinkläranlage ist eine Abwasserbehandlungsanlage, die für die Behandlung von Abwasser aus kleinen Siedlungen, einzelnen Haushalten oder ähnlichen Einrichtungen ausgelegt ist, die nicht an ein öffentliches Kanalsystem angeschlossen sind.
Kleinkläranlagen sind oft für weniger als 50 Personen konzipiert. Die Kleinkläranlage ist wie das Reinigungsteam für ein kleines Haus oder ein paar Häuser, um Abwasser zu reinigen, bevor es wieder in die Natur zurückfließt. Sie ist oft für Orte gedacht, die nicht an das große städtische Abwassersystem angeschlossen sind, ähnlich wie wenn ein Haus so weit draußen liegt, dass es keinen Reinigungsservice gibt und man eine eigene Lösung finden muss.
Eine kommunale Kläranlage dagegen ist wie das Reinigungsteam für eine ganze Stadt oder ein großes Viertel. Sie hat die Aufgabe, das Abwasser von vielen Haushalten und Unternehmen zu reinigen, ähnlich wie ein Reinigungsteam, das viele Häuser in einer großen Stadt sauber hält. Bei kommunalen Kläranlagen gibt es keine feste untere Einwohnergrenze, sie können von wenigen hundert bis zu mehreren hunderttausend Einwohner reichen. Aber normalerweise spricht man ab etwa 1000 Einwohnern eher von kommunalen Kläranlagen.
Kläranlagen für eine Bevölkerung von 50 bis 1000 Einwohnerwerten werden teilweise als "dezentrale Kläranlagen" oder "Sammelkläranlagen" bezeichnet. Sie dienen dazu, Abwasser von kleineren Siedlungen oder Ortschaften zu behandeln, die nicht an ein größeres, zentrales Abwassersystem angeschlossen sind. Es kann sich dabei um einzelne, isolierte Gemeinden oder um Gruppen von Häusern handeln, die weit genug von größeren Städten entfernt sind, dass sie ihr eigenes Abwassersystem benötigen.
Ähnlich wie bei den anderen Bezeichnungen, kann die genaue Definition und die Grenzen von "dezentralen" oder "Sammelkläranlagen" von Ort zu Ort und von Land zu Land variieren. Wichtig sind eher die in der Abwasserverordnung festgelegten Größen, da die Auslegung nach diesen Größenklassen erfolgt. Die genutzten Bezeichnungen sind eher "unwichtig".
2.1. Wie viele kommunale Kläranlagen gibt es in Deutschland?
Im Jahr 2019 gab es in Deutschland 8.891 öffentliche Kläranlagen, die etwa 9,05 Milliarden Kubikmeter Abwasser behandelten und dann in Oberflächengewässer leiteten. Dieses Abwasser bestand aus etwa 5,1 Milliarden Kubikmeter Schmutzwasser und 3,9 Milliarden Kubikmeter Fremd- und Niederschlagswasser. Schmutzwasser kommt aus privaten Haushalten sowie aus gewerblichen und industriellen Betrieben und wird gezielt in die Kanalisation geleitet. Fremdwasser ist Wasser, das unbeabsichtigt in die Kanalisation gelangt, beispielsweise durch das Einsickern aus dem Boden.
Fast 100% des Abwassers wurden biologisch gereinigt, weniger als 0,007% ausschließlich mechanisch. In den meisten Kläranlagen wird Stickstoff in zwei Schritten entfernt. Zuerst werden Ammonium-Ionen mit Hilfe von Bakterien in Nitrat-Ionen umgewandelt (Nitrifizierung). Anschließend werden diese Nitrat-Ionen mit Hilfe von Bakterien in molekularen Stickstoff umgewandelt (Denitrifizierung).
Außerdem wird bei einem Großteil des Abwassers auch Phosphor entfernt. Hierbei werden Phosphat-Ionen entweder durch Zugabe von Salzen ausgefällt oder sie werden mit Hilfe von Bakterien abgebaut und in den Klärschlamm überführt.
Hier einige weiterführende Quellen:
2.2. Wie viele Kleinkläranlagen gibt es in Deutschland?
Das BMUV schreibt dazu auf Ihrer Folgendes:
Nahezu alle Haushalte in Deutschland sind an die öffentliche Kanalisation angeschlossen; der Anschlussgrad der Bevölkerung lag für das Jahr 2013 bei 97 Prozent. Für ca. 3 Prozent der Bevölkerung wird das Abwasser in Kleinkläranlagen behandelt.
Quelle: https://www.bmuv.de/download/statistik-abwasserentsorgung
Das gleiche galt auch 2016:
Bevölkerung mit dezentraler Abwasserbehandlung 2 474 837 = 3,0%
Quelle: https://www.bdew.de/media/documents/Ansicht_bdew_broschuere_abwasserdaten.pdf
An dieser Verteilung wird sich nicht sehr viel geändert haben, auch uns aktuellere Daten momentan nicht vorliegen. Somit gibt es aktuell in etwas 2,4 Millionen Kleinkläranlagen in Deutschland.
