Eine gute Wasserqualität ist für die menschliche Gesundheit, die soziale und wirtschaftliche Entwicklung und das Ökosystem von wesentlicher Bedeutung. Angesichts des Bevölkerungswachstums und der Verschlechterung der natürlichen Umwelt wird es jedoch immer schwieriger, eine ausreichende und sichere Wasserversorgung für alle Menschen zu gewährleisten. Ein wichtiger Teil der Lösung besteht darin, weniger Verschmutzung zu produzieren als auch die Art und Weise, wie wir mit Abwasser umgehen, zu verbessern.

Eine zirkuläre und daher nachhaltigere Wirtschaft verlangt, dass wir das Potenzial von Abwasser bewerten, anstatt es zu verwerfen oder zu ignorieren. Ein sicheres Abwassermanagement ist nicht nur eine alternative Wasserquelle, sondern trägt auch zum Schutz unserer Ökosysteme bei und liefert uns Energie, Nährstoffe und andere wiederverwertbare Materialien.

Herausforderungen und Chancen der Abwasserreinigung

Wasser muss in jedem Teil des Wasserkreislaufs sorgfältig gehandhabt werden:

  • Von der Frischwasserentnahme
  • Vorbehandlung
  • Verteilung
  • Nutzung
  • Sammlung
  • Nachbehandlung bis hin zur
  • Verwendung von behandeltem Abwasser und seiner letztendlichen Rückführung in die Umwelt, bereit zur Entnahme, um den Kreislauf wieder in Gang zu setzen.

Aufgrund des Bevölkerungswachstums, der beschleunigten Urbanisierung und der wirtschaftlichen Entwicklung nehmen die Menge des anfallenden Abwassers und seine Gesamtverschmutzung weltweit jedoch eher zu als ab.

Abwasserreinigung von unseren Wohnungen

Die meisten Haushalte und Unternehmen schicken ihr Abwasser in eine Kläranlage, wo viele Schadstoffe aus dem Wasser entfernt werden. Die Abwässer enthalten Stickstoff und Phosphor aus menschlichen Abfällen, Nahrungsmitteln und bestimmten Seifen und Reinigungsmitteln. Sobald das Wasser nach Standards gereinigt ist, die von staatlichen und Bundesbeamten festgelegt und überwacht werden, wird es in der Regel in ein lokales Gewässer eingeleitet, wo es zu einer Quelle der Stickstoff- und Phosphorverschmutzung werden kann.

Einige Kläranlagen sind in der Lage, mehr Stickstoff und Phosphor aus ihren Einleitungen zu entfernen als andere, abhängig von ihrer Ausrüstung und der Art der Abwasserbehandlung. Verbesserte Behandlungssysteme ermöglichen es einigen Kläranlagen, Einleitungen zu produzieren, die weniger Stickstoff enthalten als Anlagen mit herkömmlichen Behandlungsmethoden. Die Aufrüstung von Abwasserbehandlungssystemen ist für Gemeinden und Gebührenzahler oft teuer. Die Kehrseite zu einer aktualisierten Abwasserreinigung kann sich jedoch bezahlt machen oder am Ende sogar Geld sparen. Ganz zu schweigen von der Wasserverbesserung in unseren Flüssen. Aus diesem Grund werden im ganzen Land verschiedene Strategien zur Verringerung der Stickstoff- und Phosphorbelastungen aus Kläranlagen angewendet.

Prozess der Abwasserbehandlung

Die Aufgabe der Planung und des Baus von Anlagen zur Abwasserreinigung obliegt den Umweltingenieuren. Sie setzen eine Vielzahl von technischen und natürlichen Systemen ein, um die Abwasserreinigung zu garantieren. Die Methoden, die sie dazu einsetzen, können:

  • Physikalisch
  • Chemisch
  • biologisch und diverse
  • Schlammbehandlungsmethoden sein.

Die Merkmale von Abwasserreinigungssystemen finden Bestimmung durch die:

  • Art der kommunalen und industriellen Abfälle, die durch die Kanalisation zugeführt werden, und dem
  • Umfang der Behandlung, die erforderlich ist, um die Qualität der aufnehmenden Gewässer zu erhalten und/oder zu verbessern. Einleitungen aus Kläranlagen werden in der Regel durch Verdünnung in Flüsse, Seen oder Ästuare eingeleitet. Außerdem können Pumpen zur Belüftung des Abwassers in einer Kläranlage eingesetzt werden. Die Belüftung unterstützt biologische und andere Behandlungsprozesse.

Das daraus entstandene Wasser wird für bestimmte Arten der Bewässerung, z. B. auf Golfplätzen verwendet. Eine andere Methode leitet das gereinigte Wasser zu Lagunen, wo es verdunstet oder durch Unterwasserabflüsse in den Ozean, ab.

Die Abflüsse von Kläranlagen müssen jedoch die von der Umweltschutzbehörde festgelegten Abwasserstandards erfüllen, um eine Verschmutzung der Gewässer, die sie aufnehmen, zu vermeiden.

Die Kategorien der Abwasserreinigung sind primäre, sekundäre, tertiäre oder fortgeschrittene Abwasserbehandlung. Das erforderliche Mindestbehandlungsniveau ist in der Regel die sekundäre Behandlung. Einige Städte und Industrien müssen jedoch tertiäre oder fortgeschrittene Abwasserreinigungsverfahren zur Entfernung von Schadstoffen installieren, die gegen die konventionelle Behandlung resistent sind.

In den von jedem Bundesstaat gemäß den gesetzlichen Dokumenten zur Klassifizierung von Fließgewässern werden Oberflächengewässer nach ihrer vorteilhaftesten gegenwärtigen oder zukünftigen Verwendung kategorisiert. Z. B. für die Trinkwasserversorgung, die Erholung bei Körperkontakt usw. Diese Veröffentlichungen enthalten auch Normen für Fließgewässer, welche die maximal zulässigen Schadstoffkonzentrationen für ein bestimmtes Fließgewässer unter definierten Fließbedingungen festlegen. Abwassernormen werden für regulatorische Zwecke verwendet, um die Einhaltung dieser Fließgewässernormen zu erreichen.

Um Abwasserreinigungssysteme zu errichten, muss die Gemeinde oder die respektive Einrichtung um eine Genehmigung ansuchen, welche die Einleitungsmenge, die Schadstoffkonzentrationen und den Zeitpunkt der Einleitung regeln, um die Wasserqualität im aufnehmenden Gewässer zu schützen.

Regenwasserbehandlung und -management

Die Regenwasserbehandlung umfasst die

  • Speicherung in Rückhaltebecken, in denen Verdunstung und Versickerung stattfinden, und die
  • Ableitung in natürliche oder künstliche Feuchtgebiete, in denen Schadstoffe durch Vegetation und Sedimentation entfernt werden und das Wasser durch Evapotranspiration in die Atmosphäre zurückgeführt wird.

Diese beiden Methoden machen sich die Fähigkeit der natürlichen Filterung und biologischer Prozesse zunutze, um bei der Wiederherstellung der Wasserqualität zu helfen. Unter bestimmten Umständen können auch Chemikalien als Behandlungshilfsmittel eingesetzt werden.

Wie oben erwähnt, ist die Hauptmethode zur Regenwasserbehandlung die Speicherung, bei der natürliche Prozesse der Sedimentation, Verdunstung und Nährstoffentfernung stattfinden. Wegen der großen Wassermengen, die durch Stürme erzeugt werden, ist es in der Regel nicht praktikabel, diese Wässer in Kläranlagen umzuleiten, wie sie z. B. für die Behandlung von kommunalen und industriellen Abwässern verwendet werden. Es können jedoch eine Reihe von Vorrichtungen in Regenwassersysteme eingebaut werden, um verschiedene Niveaus der Entfernung von Feststoffen und anderen Bestandteilen zu erreichen. Diese Vorrichtungen nutzen Merkmale einiger der zuvor beschriebenen Komponenten von Abwasserbehandlungsanlagen.

Unter dem Strich

Obwohl sich die Abwasserreinigung seit der Verabschiedung verschiedenster Gesetze zur Garantie der Abwasserverbesserung erheblich korrigiert hat, leiten viele Gemeinden im ganzen Land, und das nach mehr als vier Jahrzehnten, in denen die Behandlung und Ableitung von Abwasser genehmigt wurde, immer noch Schadstoffe in die Gewässer des Landes ein. Das unbehandelte Wasser, dass immer noch unsere Flüsse erreicht, ist nicht nur für die Fische und Wildtiere schädlich, es gefährdet auch die Gesundheit von Menschen.

Obwohl sich die Abwasserreinigung in dieser Zeit um vieles verbessert hat, sind sich sowohl Gemeinden als auch umweltschützende Behörden einig, dass mehr vonseiten der Wasserbehandlung getan werden muss.

 

Jedes Jahr gelangen Milliarden Gallonen von rohem oder teilweise gereinigtem Abwasser durch kombinierte Abwasserüberläufe (Systeme, die Abwasser und Regenwasser gemeinsam behandeln), undichte Rohre und zugelassene „Umgehungsleitungen“ in unsere Gewässer. Die Herausforderung ist, neue Prozesse zu finden, die eine noch bessere Abwasserreinigung garantieren, um unsere Flüsse auch für die kommenden Generationen zu erhalten.