Wirksamkeit und Grenzen des A2O-Verfahrens bei der gleichzeitigen Entfernung von Tensiden und Nährstoffen aus kommunalem Abwasser

Warum saubereres Abwasser wichtig ist

Jedes Mal, wenn wir Geschirr spülen, Wäsche waschen oder die Toilette spülen, gelangen Speisereste, Seifen und Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor in den Abfluss. Werden diese Stoffe in den Kläranlagen nicht entfernt, können sie giftige Algenblüten fördern, die Tierwelt schädigen und Trinkwasser gefährden. Diese Studie untersucht, wie gut ein verbreitetes Behandlungsdesign, das sogenannte A2O-Verfahren, kommunales Abwasser sowohl von Tensiden als auch von Nährstoffen reinigt und wo seine Schwachstellen im realen Betrieb über ein ganzes Jahr liegen.

Wie diese Prozesslinie aufgebaut ist

Die untersuchte Anlage befindet sich in der Provinz Yazd im Iran und nutzt ein dreistufiges biologisches System: ein Becken ohne Sauerstoff, ein zweites mit sehr geringem Sauerstoffgehalt und ein drittes, in das Luft eingetragen wird. Das Abwasser passiert zunächst Rechen und Sandfang und fließt dann nacheinander durch diese Becken, bevor sich Feststoffe im Nachklärbecken absetzen und das gereinigte Wasser desinfiziert wird. Monatlich über ein Jahr entnahmen die Forscher Proben an mehreren Punkten entlang dieses Weges und testeten, wie viel organische Substanz, Tenside, Stickstoff und Phosphor in den einzelnen Stufen noch vorhanden war.

Was das System sehr gut leistet

Die Anlage erwies sich als sehr erfolgreich bei der Entfernung allgemeiner organischer Verschmutzung, gemessen an Parametern wie CSB und BSB, die widerspiegeln, wie viel Sauerstoff das Wasser verbrauchen würde, wenn es unbehandelt bliebe. Über alle Jahreszeiten wurden diese Werte um etwa 96 bis 98 Prozent reduziert, sodass die Endwerte deutlich unter den nationalen Grenzwerten für Einleitung und Wiederverwendung lagen. Tenside, repräsentiert durch ein weit verbreitetes Haushaltsoberflächenmittel namens LAS, wurden ebenfalls sehr effizient entfernt, mit mehr als 92 Prozent Reduktion in allen Jahreszeiten und den niedrigsten Restkonzentrationen im Finalablauf. Der Großteil dieser Reinigung fand im belüfteten Becken statt, wo aktive Mikroben seifenartige Moleküle abbauen.

Wobei das System schwächelt

Im Gegensatz dazu war die Leistung für Nährstoffe, insbesondere Stickstoff in Form von Nitrat, schwächer. Innerhalb der Linie wird Ammonium aus dem Abwasser im belüfteten Becken zu Nitrat oxidiert, doch in der schwach belüfteten Zone wird nicht genügend dieses Nitrats zu harmloses Stickstoffgas denitrifiziert. Infolgedessen lag die Nitratkonzentration im Endablauf leicht über dem strengsten nationalen Grenzwert für die Einleitung in unterirdische Versickerungsbrunnen, obwohl sie den Standard für Oberflächengewässer erfüllte. Auch die Phosphorentfernung war insgesamt mäßig, es wurde nur etwa ein Viertel des hereinkommenden Phosphors entfernt, obwohl das Verfahren auf die Förderung von phosphorspeichernden Bakterien ausgelegt ist.

Warum Phosphor schwer zu entfernen bleibt

Die Studie nennt mehrere Gründe, warum die Phosphorentfernung hinterherhinkte. Der Schlamm aus dem Nachklärbecken wird in Trocknungsbetten entwässert und teilweise zum Anfang der biologischen Linie zurückgeführt. In diesen Trocknungsbetten begünstigen Bedingungen die Freisetzung von gespeichertem Phosphor zurück ins Wasser, sodass der Rücklauf eine zusätzliche Phosphorlast in das erste Becken einbringt. Gleichzeitig wird auch etwas Nitrat zurückgeführt, wodurch das erste Becken insgeheim von einer wirklich sauerstofffreien in eine schwach belüftete Zone verwandelt wird, die die Mikroben, die normalerweise Phosphor aufnehmen und speichern, nicht vollständig unterstützt. Tenside selbst können diese nützlichen Bakterien bei bestimmten Konzentrationen zusätzlich belasten und so die Phosphorbindung weiter einschränken.

Was das für künftige Kläranlagen bedeutet

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass das A2O-Verfahren organische Belastung und Tenside aus kommunalem Abwasser zuverlässig auf Werte entfernt, die Umweltstandards erfüllen oder übertreffen, dass es jedoch bei Nitrat und Phosphor weniger konsistent ist. Für Gemeinden bedeutet das, dass die einfache Installation eines A2O-Systems nicht ausreicht; eine sorgfältige Anpassung von Belüftung, Schlammrückführung und Kohlenstoffquellen ist nötig, damit die nützlichen Mikroben die Nährstoffe wie vorgesehen entfernen können. Mit solcher Feinabstimmung könnten bestehende Anlagen Flüsse, Seen und Trinkwasser besser schützen und zugleich den alltäglichen Mix aus Seifen und Abfällen der modernen Lebensweise weiter bewältigen.

Zitation: zarei Mahmoudabadi, T., Teimouri, F., Bagheri, A.H. et al. Efficacy and limitations of the A2O process in simultaneous removal of surfactants and nutrients from municipal wastewater. Sci Rep 16, 16196 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45194-w

Schlüsselwörter: Abwasserbehandlung, A2O-Verfahren, Entfernung von Waschmitteln, Nährstoffbelastung, kommunales Abwasser