Wiederverwendung von Wasser

Der Zugang zu einer angemessenen Wasserversorgung ist von zentraler Bedeutung für eine nachhaltige Zukunft, insbesondere wenn man bedenkt, dass der Klimawandel die Wasserknappheitsprobleme in mehreren europäischen Regionen verschärfen dürfte. Durch die Wiederverwendung von Wasser wird der Druck auf die Wasserressourcen verringert und gleichzeitig die Wassersicherheit für menschliche Aktivitäten und das Funktionieren von Ökosystemen gewahrt.

Wasserwiederverwendung bedeutet die Rückgewinnung von Abwasser aus einer Vielzahl von Quellen nach ordnungsgemäßer Behandlung für einen zweiten Zweck. Jede Art von Abwasser (inländisches, kommunales oder industrielles Abwasser) kann als für seine Wiederverwendung geeignet angesehen werden, aber sein Potenzial hängt von den Eigenschaften der Wasserqualität und den Anforderungen an die Nutzung ab. Sekundäre Zwecke sind z. B. landwirtschaftliche Bewässerung, Grundwasserauffüllung, industrielle Prozesse, Trinkwasserversorgung und nichttrinkende städtische Anwendungen (Bewässerung von Parks, Toilettenspülung usw.).

Die Wiederverwendung von Wasser wird zunehmend für die landwirtschaftliche Bewässerung eingesetzt, da es auch in Zeiten begrenzter Wasserverfügbarkeit eine zuverlässige Quelle ist. Die Verwendung von nährstoffreichem behandeltem Abwasser für die Landwirtschaft kann darüber hinaus zu einer Verringerung (oder Eliminierung) der Düngemittelausbringung oder zu einer Steigerung der Produktivität führen, wenn die Anforderungen spezifischer Wassernutzungsvorschriften erfüllt sind. In dieser Hinsicht bietet die Wasserwiederverwendung einen nachhaltigen Ansatz, um zur Ernährungssicherheit beizutragen. Dies führt trotz der anhaltenden Herausforderungen durch Wasserknappheit zu einer angemessenen Nahrungsmittelproduktion. Die Verwendung von behandeltem Abwasser kann auch dazu beitragen, das Grundwasser zu sparen, wenn das neueste zur Bewässerung verwendet wird.

Eine einfache Anwendung ist die Verwendung von behandeltem Abwasser für Kühlzwecke in industriellen Prozessen (Wirtschaft und Industrie), in thermischen Anlagen (Reduzierung des Wasserverbrauchs für die Kühlung thermischer Erzeugungsanlagen) und in jüngerer Zeit in Rechenzentren, da geringere Anforderungen an die Wasserqualität erforderlich sind.

Die Wiederverwendung von Trinkwasser bezieht sich auf die Verwendung von ordnungsgemäß behandeltem Abwasser zu Trinkzwecken; Sie ist eine wertvolle Option für die Wasserversorgung in Gebieten ohne große und zugängliche Wasserressourcen (z. B. Inseln). Die Wiederverwendung von Trinkwasser kann direkt und indirekt erfolgen. Direkte Trinkwasserwiederverwendung wendet behandeltes Abwasser an, das in ein Wasserversorgungssystem geleitet wird, ohne vorher in einem natürlichen Bach, See oder Grundwasser verdünnt zu werden. Bei der indirekten Wiederverwendung wird aufbereitetes Abwasser vor der Behandlung und Wiederverwendung mit einer anderen Wasserversorgung vermischt. In beiden Fällen ist die Einhaltung bestehender Trinkwasservorschriften notwendig, um die menschliche Gesundheit zu gewährleisten.

Eine weitere mögliche Anwendung von wiederverwendetem Wasser kann im Tourismussektor erfolgen, um die Verringerung des touristischen Drucks auf die Wasserressourcen zu unterstützen. Der Tourismus ist direkt oder indirekt auf beträchtliche Wasserressourcen für Unterkünfte, Infrastrukturen und Aktivitäten angewiesen. Die Wasserwiederverwendung kann beispielsweise in Hotels für Schwimmbäder, Toilettenspülungen, Bewässerung von Gärten oder Golfplätzen, Brandschutz und Bekämpfung sowie Beschneiung zum Skifahren in Betracht gezogen werden. Die Wasserwiederverwendung ist besonders relevant für Tourismusdestinationen, die anfällig für Dürrerisiken sind (z. B. Mittelmeerländer) oder über keine großen und zugänglichen Wasserressourcen verfügen, z. B. auf Inseln (z. B. auf Inseln, Circular Water Solutions in Southern Gotland).

Wie eine Fallstudie in Riba-Roja de Túria (Spanien) zeigt, kann aufbereitetes Wasser auch zur Brandbekämpfung und Brandbekämpfung verwendet werden, indem Bodenfeuchtigkeit gehalten oder Feuer unterdrückt wird.

Initiativen zur Wiederverwendung von Wasser können auf verschiedenen räumlichen Skalen umgesetzt werden und verschiedene Akteure einbeziehen. Die Maßnahme ist in Ländern ohne angemessenen institutionellen und normativen Hintergrund schwierig umzusetzen, um die Wiederverwendung zu erleichtern, oder in denen soziokulturelle Akzeptanz und Konflikte die Umsetzung dieser Option behindern können. Die Einbeziehung der Interessenträger ist ein Schlüsselelement ihrer Umsetzung, da diese Anpassungsoption für die breite Öffentlichkeit mehrere Probleme aufwerfen kann, insbesondere in Bezug auf die Qualität des wiederverwendeten Wassers. Konsistente Kommunikation und leicht verständliche Botschaften, in denen die Vorteile der Wasserwiederverwendung erläutert werden, müssen der Öffentlichkeit und den Interessenträgern zur Verfügung gestellt werden. Die potenziellen Risiken im Zusammenhang mit der Nutzung von Abwasser sollten untersucht und angegangen werden, um Unterstützung von den beteiligten Interessenträgern zu erhalten. Demonstrationsprojekte und das Teilen erfolgreicher Fälle können Teil partizipativer Aktivitäten sein.

Im JRC-Bericht „Wasserwiederverwendung in Europa“(2014) werden die folgenden Haupthindernisse für die Umsetzung von Wasserwiederverwendungsprogrammen aufgeführt:

• Inkonsistente und unzuverlässige Methoden zur Identifizierung und Optimierung geeigneter Abwasserbehandlungstechnologien für Wiederverwendungsanwendungen, die in der Lage sind, die konkurrierenden Anforderungen nachhaltiger Prozesse auszugleichen
• Schwierigkeiten bei der Festlegung und Auswahl wirksamer Überwachungstechniken, um sicherzustellen, dass die Wasserqualität den Nutzungsanforderungen entspricht
• Erhebliche Herausforderungen bei der zuverlässigen Bewertung der Risiken/Vorteile der Wasserwiederverwendung für die Umwelt und die öffentliche Gesundheit auf verschiedenen geografischen Skalen
• Schlecht entwickelte Geschäftsmodelle für Wasserwiederverwendungssysteme und Märkte für aufbereitetes Wasser
• Geringer öffentlicher und staatlicher Enthusiasmus für die Wiederverwendung von Wasser

• Begrenzte institutionelle Kapazität zur Formulierung und Institutionalisierung von Recycling- und Wiederverwendungsmaßnahmen
• Fehlende finanzielle Anreize für Wiederverwendungsprogramme.

Darüber hinaus tragen geografische Unterschiede zu ungleichen technologischen Herausforderungen, Genehmigungsverfahren und unterschiedlicher sozialer Akzeptanz bei der Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser bei.

Einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren ist die Unterstützung und Einbeziehung der Interessenträger, um einen starken Widerstand gegen geplante Programme zu vermeiden. Interessierte Interessenträger sollten über ausreichende Kenntnisse verfügen, um die Sicherheit und Anwendbarkeit von wiederverwendetem Wasser zu verstehen. 

Technologische Entwicklungen sind für eine angemessene Abwasserbehandlung unerlässlich. Sie können sowohl Krankheitserreger als auch Chemikalien entfernen, einschließlich aufkommender Verunreinigungen, die sonst in das Grundwasser gelangen oder sich im Pflanzengewebe ansammeln können. Eine angemessene Behandlung ist auch von grundlegender Bedeutung, um eine Versalzung des Bodens zu vermeiden, da aufbereitetes Wasser oft hohe Salzgehalte enthält, was den Ernteertrag reduzieren kann.

Die möglichen Vorteile der Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser für Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt sind zahlreich. Dazu gehören die Senkung des Wasserbedarfs der Haushalte und die Verringerung des Drucks auf die öffentliche Wasserversorgung sowie die Senkung der vorgelagerten Energie- und Umweltkosten. Die Kosten für das Recycling von Wasser können die Kosten für die direkte Nutzung von Süßwasser übersteigen, sind jedoch durch die verschiedenen Vorteile gerechtfertigt, die das Wasserrecycling bietet: Es spart qualitativ hochwertiges Trinkwasser, es reduziert die Menge an verschmutztem Wasser, das in die Umwelt freigesetzt wird, und es kann eine Qualität haben, die es für spezifische alternative Verwendungszwecke geeignet macht (z. B. können relativ hohe Nährstoffgehalte Düngemittel durch seine Verwendung zur Bewässerung liefern). Neben der Wiederverwendung von Wasser ist es jedoch auch wichtig, Strategien umzusetzen, die unbeabsichtigte Verluste aus Wasserversorgungsnetzen und den gesamten Wasserbedarf verringern, die die Hauptursachen für Wasserknappheit sind. Alternative Wasserwiederverwendungstechnologien und andere wassersparende Lösungen (siehe z. B. die Anpassungsoptionen Verringerung des Wasserverbrauchs für die Kühlung thermischer Erzeugungsanlagen sowie Wasserbeschränkungen und Wasserrationierung) sollten ebenfalls bewertet werden. Ganzheitliche Lebenszyklusbewertungen können bei diesen Bewertungen unter Berücksichtigung von Kosten und Nutzen für die Einsparung von Wasserressourcen und die Verringerung der CO2-Emissionen angewendet werden.

Die Preise für wiederverwendetes Wasser sollten all diese zusätzlichen Vorteile berücksichtigen. Öffentliche Subventionen könnten verwendet werden, um die Kompensation höherer Wassertarife zu unterstützen.  Im Allgemeinen ist die Kostenverteilung eine politische Entscheidung, die festlegt, wie sie zwischen der allgemeinen Besteuerung und den Gebühren für diejenigen aufgeteilt werden, die an den Vorteilen der Wasserwiederverwendung interessiert sind.

Die Kosten für die Rückgewinnung von Wasser variieren je nach geografischem Gebiet, Behandlungsmethoden und Pflanzengröße. Kürzlich wurde eine umfassende Kostenbewertung von aufbereitetem Wasser für Bewässerungszwecke veröffentlicht, die den in der geltenden EU-Verordnung festgelegten Qualitätsstandards entspricht (Expósito et al., 2024). In der Studie wurden Kläranlagen mit unterschiedlicher Kapazität (zwischen 1 und 10 Millionen Kubikmeter (Mm ³⁾ behandeltes Wasser pro Jahr) an der spanischen Mittelmeerküste untersucht. Die Analyse ergab, dass die Gesamtkosten, einschließlich der Investitionsabschreibungen, im Szenario der Mindestkosten zwischen 0,09 (10 Mio. ³) und 0,16 (1 Mio. ³) EUR/m3 und im Szenario der Höchstkosten zwischen 0,10 (10 Mio. ³) und 0,19 EUR/m3 (1 Mio. ³) schwanken. 

Im Jahr 2020 veröffentlichte die Europäische Kommission eine „Verordnung über Mindestanforderungen an die Wasserwiederverwendung für die landwirtschaftliche Bewässerung“. Die neuen Vorschriften gelten ab dem 26. Juni 2023 und sollen die Wiederverwendung von Wasser in der EU fördern und erleichtern. Die Verordnung enthält harmonisierte Mindestanforderungen an die Wasserqualität für die sichere Wiederverwendung von behandeltem kommunalem Abwasser in der landwirtschaftlichen Bewässerung, harmonisierte Mindestüberwachungsanforderungen, Bestimmungen zum Risikomanagement zur Bewertung und Bewältigung potenzieller zusätzlicher Gesundheitsrisiken und möglicher Umweltrisiken, Genehmigungsanforderungen und Bestimmungen zur Transparenz, wobei wichtige Informationen über Wasserwiederverwendungsprojekte der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

Die technischen Spezifikationen sind in der Delegierten Verordnung (EU) 2024/1765 festgelegt. Sie unterstützen die Verantwortlichen bei der Erstellung geeigneter Risikomanagementpläne und gewährleisten die Sicherheit von Wasserwiederverwendungsprojekten.

Im Jahr 2025 nahm die Europäische Kommission die Strategie für Wasserresilienz an. Sie empfiehlt eine weitere sichere Wasserwiederverwendung über die Landwirtschaft hinaus, einschließlich der Energieerzeugung und industrieller Prozesse. Gemäß der Strategie wird die Kommission die Mitgliedstaaten durch Leitlinien für die sichere Wiederverwendung von Wasser unterstützen. Bis Juni 2028 wird die Kommission die Wasserwiederverwendungsverordnung bewerten und anschließend erwägen, ihren Anwendungsbereich gemäß den Bewertungsergebnissen über die Bewässerung hinaus auszuweiten.

Die Umsetzungszeit hängt stark vom spezifischen Anwendungsbereich und der Maßnahme für die Wasserwiederverwendung ab. Die vollständige Umsetzung von Wasserwiederverwendungsprogrammen könnte im Bereich von 5 bis 15 Jahren liegen. Einige Initiativen können länger dauern, wenn die Akzeptanz der lokalen Gemeinschaften niedrig ist.

Die Lebensdauer von Wasserwiederverwendungssystemen hängt strikt von der sozialen Akzeptanz, der ordnungsgemäßen Wartung angewandter Lösungen und dem Nachweis real auftretender Vorteile ab. Normalerweise ist die Lebensdauer größer als 25 Jahre.