EU-Kommunalabwasserrichtlinie KARL Chemikalienverbrauch senken durch bedarfsgerechte Fällmitteldosierung

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Die EU verschärft bis 2027 die Abwasservorgaben: vierte Reinigungsstufe, strengere Nährstoffgrenzwerte und mehr Monitoring. Gewässer- und Umweltschutz, der auch für die Schweiz wichtig ist. Die Kläranlage Colditz setzt auf Echtzeit-Phosphatmessung und bedarfsgerechte Fällmitteldosierung mit Unterstützung von Endress+Hauser. Das senkt Chemikalienverbrauch, stabilisiert Prozesse und erhöht die Betriebssicherheit.

Wasser ist eine der wertvollsten Ressourcen unseres Planeten – in der Schweiz und ganz Mitteleuropa ist man es gewohnt, jederzeit unbegrenzt und in hoher Qualität darauf zugreifen zu können. Doch auch hierzulande gerät diese vermeintliche Selbstverständlichkeit zunehmend ins Wanken. Schadstoffe wie Mikroplastik, anthropogene Spurenstoffe und vor allem zu hohe Nährstoffbelastungen durch Stickstoff und Phosphor beeinträchtigen die Wasserqualität und gefährden die Versorgungssicherheit. Um einer drohenden Wasserknappheit vorzubeugen, verpflichtet die neue EU-Kommunalabwasserrichtlinie alle Mitgliedsstaaten bis 2027 zur Umsetzung verschärfter Vorgaben. Sie legt EU-weit fest, wie Abwasser künftig gesammelt, gereinigt und in die Umwelt eingeleitet werden darf.

Auch wenn die Schweiz gesetzlich nicht betroffen ist, gibt es doch gute Gründe sich damit auseinanderzusetzen: Herzstück der Reform ist eine vierte Reinigungsstufe in Kläranlagen, mit der Mikroschadstoffe wie beispielsweise Arzneimittelrückstände wirksam entfernt werden sollen. Gleichzeitig gelten strengere Grenzwerte für Stickstoff und Phosphor, die Zahl der erfassten Kläranlagen wird ausgeweitet und Kommunen müssen Abwassermanagementpläne erstellen. Erstmals schreibt die Richtlinie zudem vor, dass auch bestimmte Industriezweige nach dem Verursacherprinzip an den Kosten beteiligt werden.

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Prozessautomation

Innovation als Erfolgsfaktor bei Endress+Hauser

Für viele Betreiber bedeutet das: Investitionen in Messtechnik, Prozessoptimierung und kontinuierliches Monitoring. Neben finanziellen Aufwendungen sind auch Planung, Anlagenbau und zeitliche Umsetzung sorgfältig zu koordinieren – Aufgaben, die nur in enger Zusammenarbeit mit erfahrenen Partnern und einem durchdachten Projektmanagement erfolgreich gemeistert werden können.

Bedarfsgerechte Fällmitteldosierung in Colditz

Auch die Kläranlage im sächsischen Colditz, die von der Veolia Wasser Deutschland GmbH im Auftrag des Versorgungsverbandes Grimma-Geithain betrieben wird, stand vor der Aufgabe, die Phosphatwerte zuverlässiger zu kontrollieren und dauerhaft im gesetzlichen Rahmen zu halten. Die Anlage ist auf eine Belastung von rund 5500 Einwohnerwerten ausgelegt und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur regionalen Abwasserbehandlung. Veolia ist als Dienstleister sowohl in der Trinkwasserversorgung als auch in der Abwasseraufbereitung tätig und bringt hier langjährige Erfahrung ein.

Bislang erfolgte die Zugabe des Fällmittels – also einer Chemikalie, die gelöste Phosphate bindet und in feste Partikel umwandelt, sodass sie im Klärprozess entfernt werden können – auf Basis wöchentlicher Laboranalysen. Diese Messungen gaben zwar Hinweise für die Prozessführung, stellten jedoch lediglich Momentaufnahmen dar und konnten die natürlichen Schwankungen im Tages- oder Wochenverlauf nicht erfassen. Denn die tatsächliche Belastung des Abwassers schwankt im Laufe des Tages erheblich – je nach Zulaufmenge, Tageszeit oder industriellem Eintrag. Solche Veränderungen blieben mit der bisherigen Vorgehensweise unberücksichtigt, was in der Praxis zu grossen Unsicherheiten führte. Um die Einhaltung der Grenzwerte dennoch abzusichern, musste häufig ein Sicherheitszuschlag gegeben werden, der mit einem unnötig hohen Chemikalienverbrauch einherging. Dadurch stiegen nicht nur die Betriebskosten, sondern auch das Risiko einer instabilen Prozessführung. Besonders anspruchsvoll war zudem die Situation vor Ort: In Colditz werden zwei Belebungsbecken betrieben, die sich in Füllstand und Reaktionszyklen unterscheiden. Diese Variabilität erhöhte die Komplexität zusätzlich, da die Dosierung jeweils angepasst erfolgen musste, um in beiden Becken ein stabiles Ergebnis zu erzielen.

Breite Unterstützung in der Industrie

Ethernet-APL bewährt sich

Echtzeitdaten statt Momentaufnahmen

Um die gesetzlichen Anforderungen dauerhaft und verlässlich zu erfüllen, reichte eine punktuelle Überwachung nicht mehr aus – notwendig war eine kontinuierliche und präzise Kontrolle des Phosphatgehalts im Abwasser. Dieses Messgerät erfasst die Konzentration in beiden Belebungsbecken lückenlos und in Echtzeit und bildet damit die Grundlage für eine bedarfsgerechte Steuerung. «Endress+Hauser hat uns geholfen die Werte zeitnah zu erhalten, um die Fällmitteldosierung nicht über- oder unterzudosieren», sagt Martin Moisel, Leiter Betrieb und Technische Führungskraft bei Veolia Wasser Deutschland. Anstatt die Dosierung des Fällmittels auf Schätzungen oder auf sporadisch ermittelte Laborwerte zu stützen, kann sie nun direkt am tatsächlichen Ist-Wert ausgerichtet werden. Das bedeutet: Es wird genau so viel Chemikalie dosiert, wie zu diesem Zeitpunkt erforderlich ist – nicht mehr und nicht weniger. Auf diese Weise wird nicht nur die Einhaltung der strengen Grenzwerte abgesichert, sondern auch der Chemikalienverbrauch optimiert und die Prozessstabilität spürbar erhöht.

Nachhaltige Zukunft

Abfall in erneuerbares Synthesegas und Wasserstoff umwandeln

Unterstützt wird die Lösung durch moderne digitale Technologien, die den Betrieb transparenter und sicherer machen. Alle Messwerte des Analysators werden in Echtzeit in die Netilion Cloud übertragen, wo sie zentral gespeichert, visualisiert und für detaillierte Auswertungen herangezogen werden können. Damit erhalten die Betreiber jederzeit einen umfassenden Überblick über den aktuellen Anlagenzustand und können Trends oder Auffälligkeiten frühzeitig erkennen. Die kontinuierliche Datenbasis schafft ausserdem die Grundlage für fundierte Entscheidungen und ermöglicht eine gezielte Prozessoptimierung, die über das reine Einhalten von Grenzwerten hinausgeht.

Ein weiterer entscheidender Vorteil ist der digitale Fernzugriff: Servicetechniker von Endress+Hauser können direkt auf den Analysator zugreifen, ohne vor Ort sein zu müssen. Im Falle von Abweichungen oder Störungen lassen sich so sofort Massnahmen einleiten. Das reduziert Ausfallzeiten, erhöht die Betriebssicherheit und entlastet zugleich das Betriebspersonal.

Von der Pflicht zur Chance

Für die Kläranlage Colditz markiert die eingeführte Lösung einen entscheidenden Schritt hin zu mehr Zukunftssicherheit. Mit der kontinuierlichen Überwachung und präzisen Dosierung des Fällmittels können die verschärften gesetzlichen Grenzwerte dauerhaft eingehalten werden, ohne dass dafür ein unnötig hoher Chemikalienverbrauch in Kauf genommen werden muss. Stattdessen wird genau nach Bedarf gearbeitet – was nicht nur die Umwelt schont, sondern auch die Betriebskosten spürbar reduziert.

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