Kläranlage: Aufbau, Reinigungsstufen und Kosten

Kläranlage Aufbau

Damit die Abwasserreinigung erfolgreich durchgeführt werden kann, leiten als Erstes die Abwasserkanäle das Abwasser zu Pumpwerken. Von dort wird das Abwasser über Druckleitungen zu den Kläranlagen befördert. In der Kläranlage folgen die Reinigungsstufen aufeinander: die mechanische, die biologische und (in den meisten größeren Anlagen) die chemische Stufe zur Phosphorentfernung. Zusammen entfernen sie im Bundesmittel rund 96 % der organischen Schmutzfracht (gemessen als CSB), rund 94 % des Phosphors und rund 84 % des Stickstoffs (DWA-Leistungsnachweis, Daten 2022).

Der dabei anfallende Schlamm wird anschließend in der Schlammbehandlung stabilisiert und entsorgt oder verwertet. In Deutschland leisten das 8.659 öffentliche Abwasserbehandlungsanlagen (Statistisches Bundesamt, Erhebung 2022).

Mechanische Stufe

In der mechanischen Stufe erfolgt die Behandlung des Abwassers auf mechanische Weise. Sie besteht aus drei Kläranlage Reinigungsstufen: Der Kläranlage Rechen, dem Sandfang und Fettfang und der Vorklärung. In dieser ersten Stufe werden etwa 30 % der Schmutzstoffe entzogen.

1. Kläranlage Rechen: Über die Kläranlage Rechen und über Schotterfang werden in einem ersten Schritt grobe Verschmutzungen des Abwassers wie zum Beispiel Laub und Steine aber auch Verpackungsmaterial oder Hygieneartikel zurückgehalten. Die zurückgehaltenen Verschmutzungen werden in speziellen Containern gesammelt und entweder zur Müllverbrennung gebracht, kompostiert oder auf einer Deponie abgelagert;
2. Sandfang und Fettfang: Der Sandfang besteht aus langen Rinnen, die bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 30 Zentimeter pro Sekunde mineralische Verunreinigungen wie Sand, Steine oder Kies aus dem Abwasser entfernen. Durch den Sandfang wird das Wasser in den Fettfang gedrückt. Da der Fettfang eine ruhige Zone ist, kann das Fett, das zum Beispiel durch Spülen ins Wasser gelangte, an die Oberfläche schwimmen. Von dort wird es abgezogen und mit dem Primärschlamm (siehe nächster Schritt) der Faulung abgegeben;
3. Vorklärung: Im Bereich der Vorklärung werden die feinen organischen Stoffe aus dem Abwasser entfernt. Dies geschieht durch Sedimentation, indem die Strömungsgeschwindigkeit im Vorklärbecken auf 1,5 Zentimeter pro Sekunde verringert wird. Damit setzen sich absetzbare Stoffe als Schlamm am Boden ab und schwimmfähige Teilchen sammeln sich an der Wasseroberfläche. Der sogenannte Primärschlamm wird in den Eindicker befördert, wo er anschließend zur Schlammbehandlung gepumpt wird. Die Stoffe an der Wasseroberfläche werden entfernt und verwertet.

Biologische Stufe

Nach der mechanischen Stufe fließt das Abwasser in die biologische Reinigungsanlage. In diesem Verfahrensschritt bauen Bakterien organische Abwasserinhaltsstoffe mit der Hilfe von Sauerstoff ab.

1. Denitrifikation Kläranlage: In Belebungsbecken werden gelöste organische Stoffe sowie Phosphate und Stickstoffverbindungen des Abwassers abgebaut. Der Abbau erfolgt durch spezielle Bakterien, die im sogenannten Belebtschlamm im Belebungsbecken enthalten sind. Zunächst wird Stickstoff als Ammonium abgespalten. Mithilfe von zugeführtem Sauerstoff oxidiert das Ammonium zu Nitrat (Nitrifikation). Der im Nitrat gebundene Sauerstoff wird dann weiter abgebaut, was zur eigentlichen Entfernung der Stickstoffverbindungen aus dem Abwasser führt. Dieser Prozess heißt Denitrifikation;
2. Nachklärbecken: Im Nachklärbecken hat der Belebtschlamm Zeit, um sich abzusetzen. Ein Teil des abgesetzten Schlammes wird dann wieder in die Belebungsbecken befördert. Dieser Schlamm wird deshalb als Rücklaufschlamm bezeichnet. Der zusätzlich durch die Vermehrung der Bakterien entstandene Überschussschlamm wird aus dem System entfernt und gelangt zusammen mit dem Primärschlamm in den Eindicker, bevor er zur Schlammbehandlung gepumpt wird.

Chemische Stufe: Phosphorentfernung

Phosphor lässt sich biologisch nur teilweise abbauen, und zu viel davon im Gewässer lässt Algen massenhaft wachsen. Größere Kläranlagen fällen ihn deshalb chemisch aus: Eisen- oder Aluminiumsalze binden das gelöste Phosphat zu Flocken, die sich absetzen und mit dem Schlamm abgezogen werden. Diese Simultanfällung läuft meist direkt im Belebungsbecken mit, weshalb sie von außen kaum als eigene Stufe zu erkennen ist.

Die zulässigen Restwerte für Phosphor und Stickstoff hängen von der Anlagengröße ab und sind in der Abwasserverordnung geregelt. Mit der neuen EU-Kommunalabwasserrichtlinie werden sie schrittweise verschärft.

Vierte Reinigungsstufe: Spurenstoffe

Arzneimittelreste, Röntgenkontrastmittel, Kosmetikinhaltsstoffe und Biozide passieren die drei klassischen Stufen weitgehend unverändert. Die vierte Stufe entfernt sie mit Ozonung oder Aktivkohle, in Deutschland bisher freiwillig und nur an einigen Standorten gebaut.

Das ändert sich: Die EU-Kommunalabwasserrichtlinie (Richtlinie (EU) 2024/3019) ist am 1. Januar 2025 in Kraft getreten und muss bis zum 31. Juli 2027 in deutsches Recht umgesetzt werden. Sie schreibt die vierte Stufe verbindlich vor:

• alle Anlagen ab 150.000 Einwohnerwerten: 20 % bis Ende 2033, 60 % bis Ende 2039, vollständig bis Ende 2045;
• Anlagen ab 10.000 Einwohnerwerten, die in ein ausgewiesenes Risikogebiet einleiten, etwa in Badegewässer oder ein Trinkwassereinzugsgebiet (die Liste dieser Gebiete erstellen die Mitgliedstaaten bis Ende 2030);
• mindestens 80 % der Kosten tragen über eine erweiterte Herstellerverantwortung die Pharma- und Kosmetikhersteller; das System soll ab dem 1. Januar 2029 arbeiten;
• zusätzlich sollen die Kläranlagen ab 10.000 Einwohnerwerten bis 2045 in der nationalen Summe energieneutral werden und ihre Treibhausgasemissionen bilanzieren.

Quellen: Umweltbundesamt, FAQ zur Kommunalabwasserrichtlinie; BDEW, FAQ zur KARL (Stand: Oktober 2026); Anlagenzahl: Statistisches Bundesamt, Tabelle 32213-0001, Erhebung 2022.

Schlammbehandlung

Im Laufe der mechanischen und biologischen Stufe entstehen bei den Kläranlage Reinigungsstufen verschiedene Arten von Schlamm. Diese werden in der Schlammbehandlung einer speziellen Behandlung unterzogen, um eine Stabilisierung des Schlamms zu erreichen. Mit Stabilisierung ist gemeint, dass der im Schlamm enthaltene Kohlenstoff soweit wie möglich abgebaut wird, um Geruchsbeeinträchtigungen zu vermeiden.

Ein weiteres Ziel der Schlammbehandlung ist, das Volumen des Schlamms zu reduzieren und ihn entweder wiederzuverwenden oder zu entsorgen. Dabei kann der sogenannte Klärschlamm entweder in Zentrifugen entwässert und kompostiert oder getrocknet werden, in Wirbelschichtöfen verbrannt oder in Faulbehältern ausgefault werden.

Kleinkläranlagen: Vollbiologische und SBR Kläranlage

Eine Kleinkläranlage kommt zum Einsatz, wenn ein Haus an keinen öffentlichen Kanal angeschlossen ist, welcher das Abwasser aufnehmen und bis zu einer kommunalen Kläranlage weiterleiten kann. Das kann aus technischen oder finanziellen Gründen anfallen; betroffen sind aber meist Häuser auf dem Lande.

Die Einwohner in diesen sogenannten Außenbereichen müssen deshalb eine Alternative finden, um ihr Abwasser zu reinigen. Hier kommen Kleinkläranlagen zum Einsatz: Sie sind für maximal 50 Personen ausgelegt, bestehen in der Regel aus Beton oder Kunststoff und werden im Garten in der Erde eingebaut.

Vollbiologische Kläranlage

Bei der vollbiologischen Kleinkläranlage entfällt die gesonderte mechanische Stufe mit Rechen oder Rinnen zur Behandlung des Abwassers. Das heißt, die Schadstoffe und Schmutzpartikel im Abwasser werden fast vollständig durch Bakterien und Mikroorganismen entfernt. Viele Abbauprozesse finden in vollbiologischen Kläranlagen unter aeroben Bedingungen, also unter Anwesenheit von Sauerstoff, statt. Deshalb ist eine gute Belüftung der Anlage wichtig.

SBR Kläranlage

Die Buchstaben SBR stehen für sequentielle biologische Reinigung. Bei der SBR Kläranlage findet die biologische Reinigungsstufe, also die Belebung des Abwassers und die Abtrennung des Belebtschlamms, nacheinander in einem einzigen Becken statt. Um grobe Verschmutzungen zu vermeiden, findet vor der biologischen Reinigungsstufe eine Vorklärung in einer separaten Kammer statt.

Nachdem das Abwasser in das SBR-Becken gelangt ist, findet der biologische Reinigungsprozess statt. Dafür wechseln sich Belüftungs- und Ruhephasen voneinander ab, damit der Belebtschlamm entstehen und das Abwasser gereinigt werden kann. In der Belüftungsphase bauen die Bakterien und Mikroorganismen unter Sauerstoffverbrauch die Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen ab.

In der Ruhephase setzt sich der Belebtschlamm am Boden des Beckens ab und im oberen Teil des Beckens entsteht eine Klarwasserzone. Der überschüssige Schlamm wird wieder in die erste Kammer befördert und das gereinigte Wasser wird in das vorhandene Gewässer eingeleitet. Nun kann die SBR Kläranlage mit neuem Wasser beschickt werden und der Prozess von vorne anfangen.

Vollbiologische Kläranlage: Häufige Fragen

Mini Kläranlage für Garten

Sie wollen eine eigene Mini Kläranlage für Ihren Garten? Kleinkläranlagen aus Beton bestehen aus runden Behältern und je nach Größe aus einer Füllmenge zwischen 3.000 und 12.000 Liter Abwasser. Modelle aus Beton sind widerstandsfähig gegenüber Erdlasten, belastbar für den Einsatz in Hanglagen und auftriebssicher bei vorhandenem Grundwasser.

Die andere Variante von Kleinkläranlagen sind aus Kunststoff, welche rechteckig aufgebaut sind aber ansonsten ähnliche Volumengrößen aufweisen. Diese Variante eignet sich für den Einbau an unzugänglichen Stellen.

Als Grundstückbesitzer müssen Sie vor der Inbetriebnahme einer Kleinkläranlage eine Genehmigung durch die zuständige untere Wasserbehörde gemäß Wasserhaushaltsgesetz erhalten. Dafür müssen zwei Voraussetzungen gegeben sein:

• Sie benötigen eine Freistellung vom Anschluss- und Benutzungszwang eines öffentlichen Kanals;
• Sie benötigen eine geeignete Einleitungsmöglichkeit für das gereinigte Wasser (fließendes Gewässer oder Versickerung).

Die untere Wasserbehörde bestimmt ebenfalls die notwendige Ablaufklasse der Kläranlage, also ob ein Kohlenstoffabbau ausreichend ist, eine Nitrifikation oder sogar eine Nitrifikation und Denitrifikation notwendig ist.

Private Kläranlage Kosten: Womit muss gerechnet werden?

Was eine private Kläranlage kostet, hängt vor allem von ihrer Größe in Einwohnerwerten (EW), vom Anlagentyp, vom Boden und vom Aufwand für Einbau und Einleitung ab. Eine verlässliche bundesweite Preisübersicht gibt es nicht: Holen Sie für die Anschaffungskosten am besten mehrere Angebote von Fachbetrieben ein.

Weitere Kosten fallen für den Betrieb der Anlagen an, dazu gehören Stromkosten, Wartungskosten, mögliche Reparaturkosten und Kosten für die Entsorgung des Klärschlammes. Außerdem müssen mindestens einmal jährlich Abwasserproben vom Ablauf der Kläranlage abgegeben werden, um die Einhaltung der vorgeschriebenen Ablaufgrenzwerte sicherzustellen.

Bio Kläranlage Förderung

Eine Bio Kläranlage Förderung gibt es in den meisten Bundesländern nicht oder nicht mehr, und wo es sie gibt, sind die Programme oft befristet. Am besten informieren Sie sich bei Ihrer unteren Wasserbehörde über die aktuellen Möglichkeiten einer Bio Kläranlage Förderung.

Früher diente die Förderung dem Zweck, weniger dicht besiedelte Gebiete auf den Stand der Technik anzupassen, damit sie einem guten chemischen und ökologischen Gewässerzustand beitragen konnten. Die Bio Kläranlage Förderung wurde als Zuschuss in Form einer Festbetragsfinanzierung gewährt.