Eigenschaften und Probleme von Abwasser und Wildwasser

TOP 8: Abwasserarten und Umweltauswirkungen

1. Eigenschaften von Wildwasser (Oberflächenabfluss)

Wildwasser ist durch intermittierenden Fluss und hohe Verschmutzung in den ersten Minuten des Abflusses (15–30 Minuten) gekennzeichnet. Es enthält Substanzen, die durch den Abfluss mitgezogen werden, darunter:

• Ablagerungen und Luftschadstoffe
• Abfälle und Schrott
• Emissionen aus dem Verkehr (Kohlenwasserstoffe, Blei, ...)
• Gartenkontaminanten (Biozide, Dünger, ...)
• Wassergefährdende Stoffe

2. Eigenschaften von Abwasser

Abwasser ist durch einen viel regelmäßigeren Fluss und eine geringere volumetrische Menge als Wildwasser gekennzeichnet. Die vorherrschenden Bestandteile stammen aus der Wasserreinigung und Lebensmittelverwendung. Charakteristische Stoffe und Arten sind:

• Natürliche organische Verbindungen: Proteine, Zucker, Harnstoff, Fettsäuren, Essigsäure, Milchsäure, pflanzliche und tierische Öle.
• Salze: Bicarbonate, Sulfate, Chloride, Nitrate.
• Gase aus der Zersetzung organischer Materie: Methan, Schwefelwasserstoff.
• Bionährstoffe: Stickstoffverbindungen und Phosphor (letzterer stammt weitgehend aus Waschmitteln).
• Mikroorganismen: Gesamte coliforme Keime, Fäkal-Streptokokken, Viren.

4. Definition von Kommunalem Abwasser und Wildwasser

Kommunales Abwasser umfasst in der Regel Brauchwasser aus Wohngebieten und Dienstleistungen, wie Wasser aus Küche, Bad, Wäsche, Fäkalien (Abwasser) und Geschäften.

Wildwasser (Oberflächenabfluss) umfasst die Regenwasserkanalisation, die öffentliche Abwasserentsorgung, Bewässerung und andere Wasseraktivitäten. Diese können in die Kollektoren integriert werden, ebenso wie Teile des städtischen Abwassers aus Industrie und Gewerbe, die in städtischen Gebieten angesiedelt sind.

10. Eigenschaften von Industrieabwässern

Industrieabwässer umfassen Einleitungen aus den Produktionsstufen, der Wärmeerzeugung und -verteilung sowie viele andere Arten von Wasser, die aus der Anlage abgeführt werden.

11. Landwirtschaftliches Abwasser und Wasserverbrauch

Landwirtschaftliches Abwasser stammt von landwirtschaftlichen Flächen und der Viehhaltung. Dazu gehören:

• Wasser für die Bewässerung.
• Flüssige Abfälle der Viehhaltung (Gülle).
• Wasser, das für die Reinigungsvorgänge verwendet wird (z. B. bei der Fütterung von Vieh).

Die Entsorgung von Mist und Gülle ist aufgrund der hohen Verschmutzung problematisch. Die diffuse Natur dieser landwirtschaftlichen Verschmutzung ist bedeutend und erschwert die Behandlung. In Spanien beträgt der Wasserbedarf für die Bewässerung pro Hektar etwa 6000 m³/ha/Jahr. Der Abfluss aus dieser Tätigkeit kann sowohl das Grundwasser als auch die Oberflächengewässer belasten. Bis zum Aufkommen chemisch-synthetischer Dünger und intensiver Anbaumethoden war diese Tätigkeit nicht so stark verschmutzend. Die Einleitungen aus der Viehhaltung stammen aus der Zucht und der Stallhaltung.

12. Charakteristika der landwirtschaftlichen Verschmutzung

Studien zur Äquivalenz der Verschmutzung (gemessen am BSB – Biologischer Sauerstoffbedarf) im Vergleich zu menschlichen Verunreinigungen zeigen:

• Kuh (500 kg, Stallhaltung): 12 bis 18 Einwohnerwerte.
• Mastschwein (60 kg): 2 bis 5 Einwohnerwerte.
• Legehenne: 0,1 bis 0,2 Einwohnerwerte.

Die hervorstechenden Merkmale der landwirtschaftlichen Wasserressourcen sind:

• Gelöste Düngemittel (Umsatz).
• Schwebstoffe.
• Organische Substanzen (aus Viehzucht und Bewässerung).
• Nährstoffe (in beiden Wasserarten).
• Desinfektions- und Reinigungsmittel (aus der Viehhaltung).
• Spuren von Pestiziden (hauptsächlich aus der Landwirtschaft).

14. Negative Umweltauswirkungen von Abwasseremissionen

A) Negative Auswirkungen auf Gewässer und Aufnahmemedien

Das Einleiten von Abwasser in die Umwelt verursacht eine Reihe negativer Auswirkungen, darunter:

• Infektionen: Existenz von Krankheitserregern.
• Toxizität: Durch toxische (organische und anorganische) und radioaktive Stoffe.
• Geschmacks- und Geruchsbeeinträchtigung: Stoffe, die den Geschmack und/oder Geruch von Produkten für den menschlichen Verzehr beeinträchtigen.
• Langlebige Schadstoffe: Giftige oder langlebige organische Verbindungen und Stoffe, die sich im Wasser bilden können (ausgenommen biologisch unschädliche Stoffe, die rasch umgewandelt werden).
• Nährstoffe: Anorganische Phosphorverbindungen und reiner Phosphor.
• Persistente Öle: Beständige Mineralöle und Kohlenwasserstoffe aus Erdöl.
• Spezifische Gifte: Cyanide, Fluoride.
• Sauerstoffzehrung: Stoffe, die sich negativ auf den Sauerstoffgehalt auswirken (insbesondere Ammoniak und Nitrite).

B) Probleme im Zusammenhang mit Abwasserbehandlungsprozessen

Die Komponenten des Abwassers können zu spezifischen Problemen während des Behandlungsprozesses führen.

1. Korrosion und Angriffe auf Wasserleitungen

Die Aggressivität des Wassers in Kanalisations- und Abfallsystemen hängt von den Eigenschaften des Wassers und den Materialien der Transportsysteme ab. Auch Betriebsbedingungen wie Kontaktzeit, Geschwindigkeit, Durchfluss, Belüftung und Temperatur beeinflussen die Materialkorrosion.

Komponenten und Parameter, die Kanalrohre und Anlagen (typischerweise aus Beton, Steinzeug, Gusseisen oder Stahl) angreifen können, sind:

• Saure und alkalische Stoffe
• Gelöste Gase
• Organische Verbindungen
• Temperatur und geringe Härte

Diese Faktoren beeinflussen chemische Korrosionsprozesse (Löslichkeit der Materialien) und elektrochemische Prozesse (Korrosion von Metallen).

2. Verstopfungen in Rohrleitungen und Anlagen

Dieses Problem ist besonders akut bei Rohren mit kleinerem Durchmesser und Pumpen. Es wird durch die Ablagerung unlöslicher Stoffe verursacht:

• Anionen: Hydroxide, Carbonate, Sulfate, Phosphate, die zur Ablagerungsbildung neigen. Beeinflussende Faktoren sind Temperatur und Gesamtfeststoffgehalt.
• Organische Stoffe: Waschmittel und Seifen, die unlösliches Kalzium bilden, sowie Fette und Öle in hoher Konzentration, die während des Transports und der Behandlung erstarren oder gerinnen.
• Schwebstoffe: Hohe Konzentrationen von Schwebstoffen haben, abhängig von ihrer Flockungseigenschaft, einen signifikanten Einfluss auf die Fließgeschwindigkeit in der Pipeline.

3. Emissionen toxischer Substanzen in die Atmosphäre der Anlagen

Dies ist ein wichtiger Aspekt für die Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter sowie für die Wartung der Behandlungsanlagen. Es ist notwendig, bestimmte gelöste Gase, flüchtige Stoffe und reaktive Spezies zu kontrollieren, die zu Entzündungen, Selbstentzündungsprozessen oder Explosionen führen könnten:

• Gase: Cyanid, Schwefelwasserstoff, Halogene.
• Flüchtige organische Verbindungen (VOCs): Kohlenwasserstoffe, Lösungsmittel.
• Reaktive Stoffe: Cyanide, Carbide, Peroxide, Chlorate.

Faktoren aus dem Abwasser (Temperatur, pH-Wert, Konzentration) und Reaktionen in der Umgebung beeinflussen das Gefahrenpotenzial.

4. Hemmende Verbindungen in der biologischen Behandlung

Eine Reihe von organischen und anorganischen Stoffen kann, abhängig von ihrer Konzentration im Abwasser, toxisch für die Mikroorganismen sein, die für anaerobe biologische Behandlungsprozesse notwendig sind. Daher sollten Einleitungen, die diese Schadstoffe enthalten, vor der Zuführung zur biologischen Behandlung vorbehandelt werden.