Kreislaufführung von Abwasser
Wie wir eine Wasserwende erreichen können

Ein Gastbeitrag von Rolf Stiefel

Grundlagen

In vielen Ländern der Erde ist die Wasserversorgung unsicher, bei uns sind es steigende Anforderungen an die Abwasserbehandlung, die das Recycling von Prozesswässern in den Fokus des produktionsintegrierten Umweltschutzes (PIUS) rücken. Auch steigende Wasserkosten und eine restriktive Handhabung bei der Eigenförderung erhöhen den Druck, Wasser effizient zu nutzen. Wie kann man aber die Wassereffizienz steigern? Die Rückgewinnung von Wertstoffen und Energie aus dem Wasser sowie die Nutzung von  Regenwasser zur Deckung von Wasserverlusten (z.B. durch Verdunstung, Ausschleppung,  etc.) bietet für weite Teile der industriellen Produktion eine zukunftssichere Alternative zur herkömmlichen end-of-pipe-Technik. So kann Abwasser recycelt und Prozesswasser im Kreislauf geführt werden; eine Abwasserentsorgung ist nicht mehr notwendig.

Die Wasserwende

Grafik, die den üblichen Umgang mit Abwasser darstellt

Abb. 1: Konventioneller Wasserlauf (end-of-pipe-Technik) von Prozesswasser

Die Abbildungen 1 und 2 zeigen den Unterschied: Bei der klassischen Vorgehensweise fließt das Wasser nur eine Richtung: Frischwasser (z.B. Stadtwasser, Eigenbrunnen-wasser, Oberflächenwasser) wird - mit oder ohne eigene Aufbereitung - der Produktion zugeführt, benutzt und dann als Abwasser entsorgt. In vielen Fällen muss es innerbetrieblich (vor-)behandelt werden, um dann gemäß den gesetzlichen Anforderungen als Abwasser entweder in eine öffentliche Kläranlage (Indirekteinleiter) oder ein Oberflächengewässer (Direkteinleiter) eingeleitet.

Grafik, die die Kreislaufführung von Abwasser darstellt

Abb. 2: Kreislaufführung von Prozesswasser. Unvermeidliche Verluste
können durch Regenwasser ersetzt werden.

Bei der Kreislaufführung wird das Wasser dagegen in einem Kreislauf geführt, wobei es permanent zwischen dem Status als Prozesswasser – Abwasser – Prozesswasser wechselt. Die Wasserverluste, die bei der Nutzung des Prozesswassers (z.B. durch Verdampfung) und bei der Aufbereitung des Abwassers (z.B. als Abfall) auftreten, werden durch Regenwasser ersetzt. Diese Kreislaufführung ermöglicht die Rückgewinnung von  Wertstoffen und Energie aus dem Abwasser. Aus der Abwasserentsorgung wird eine Abwassernutzung; aus dem Wasserverbrauch ein Kreislauf nach dem Vorbild  des natürlichen Wasserkreislaufes.

Kreislaufführung von Abwässern:

Ressourceneffizienz

  • Geringerer Wasserverbrauch durch Kreislaufführung
  • Effiziente Aufbereitung von Abwasser durch spezifische Aufbereitungstechniken
  • Geringerer Bedarf an aufwändiger Infrastruktur für die Abwasserentsorgung
  • Nutzung von Regenwasser, um Wasserverluste zu kompensieren

Verwertungsmöglichkeiten

  • Wertstoffe werden aus dem Abwasser zurückgewonnen und einer Verwertung zugeführt.
  • Organische Wasserinhaltsstoffe werden ebenso wie das Wärmepotenzial des Prozesswassers als Energiequellen genutzt.

Effizienter Wassereinsatz in der Produktion, das Recycling von Abwässern und die dadurch mögliche Kreislaufführung der Prozesswässer mit begleitender Kompensation der Wasserverluste durch Regenwasser verringern Wasserverbrauch und Abwasseranfall enorm. Entsorgt werden müssen weiterhin die Abfälle aus der Abwasserbehandlung, soweit sie nicht als Wertstoffe zurückgewonnen werden können. Die stoffliche Nutzung der Abwasserinhaltsstoffe  umfasst die Rückgewinnung von Rohstoffen aus den Abwässern; die energetische Verwertung sowohl die thermische Nutzung der  Energiepotenziale der Abwässer als auch die Nutzung organischer Abwasserinhaltsstoffe, die mittels anaerober Verfahren für die Biogaserzeugung genutzt werden können. In Sonderfällen  können organische Stoffe auch der thermischen Verwertung zugeführt werden.

Die hier vorgestellten Umstellungen der betrieblichen Wasserwirtschaft sind zunächst mit Arbeit und Kosten verbunden, bieten dafür jedoch langfristig eine Autarkie bei den Prozesswässern, bei gleichzeitiger Nutzung der Abwässer als Rohstoff- und Energiequelle. Weiterhin bieten sie für die Betriebe Sicherheit bei der Abwasserentsorgung bezüglich möglicher verschärfter Anforderungen an Einleitungen in Fließgewässer und öffentliche Kläranlagen. Mehrfachnutzung von Prozesswässern hilft den Betrieben, Frischwasser zu sparen und die Abwassermenge zu reduzieren. Beides sind Kostenfaktoren, für deren Verringerung zahlreiche Möglichkeiten bestehen. Welche einzelne Schritte bei der Wasserwende von der end-of-pipe-Technologie hin zur Kreislaufführung zu beachten sind, wird in der Langfassung (siehe "Weitere Informationen) an Hand von Checklisten und Hinweisen erläutert.

Weitere Informationen:

Eine umfassende Darstellung der Abwasser-Kreislaufführung von Dr. Rolf Stiefel:
>> Prozesswasserautarkie mittels Abwasserrecycling und Regenwassernutzung (pdf, 133 kB). Dort finden Sie auch die Kontaktdaten des Autors.

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© Rolf Stiefel 2014