Phosphat im Abwasser

Phosphate sind Salze und Ester^[1] der Orthophosphorsäure (H3PO4). Phosphat im Abwasser war bis zum Verbot phosphathaltiger Waschmittel im Jahr 1986 ein großes Problem. Auch heute werden noch in einigen Reinigungsmitteln Phosphate zur Wasserenthärtung und zur Bindung von Schmutzpartikeln eingesetzt.^[2]

Phosphat spielt weiterhin eine wichtige Rolle im Stoffwechsel von Menschen, Tieren und Pflanzen. Die Einleitung von im Abwasser enthaltenden Phosphaten in die Umwelt kann allerdings zu einem übermäßigen Wachstume der Wasserflora führen.

✅ Bei der Abwasseranalyse wird Phosphat über den Parameter Gesamtphosphor (P_ges) erfasst. Pges berücksichtigt bei der Phosphat-Abwasseranalyse organische Phosphorverbindungen sowie die anorganischen Verbindungen Orthophosphat-Phosphor und Polyphosphat. P_ges wird in mg/l angegeben.

Fakten Phosphat im Abwasser

• Phosphat im Abwasser stammt überwiegend aus menschlichen Fäkalien.
• Die Phosphat-Abwasseranalyse erfasst Phosphate über den Parameter P_ges.
• Phosphate können zur Überdüngung von Gewässern führen.

Woher stammt Phosphat im Abwasser?

Phosphat im Abwasser stammt überwiegend aus menschlichen Fäkalien. Phosphate werden in vielen Lebensmitteln zur Konservierung und Säureregulierung eingesetzt. Phosphat ist auch natürlicher Bestandteil vieler Lebensmittel. Über die Nahrung nimmt der Mensch so täglich etwa 800 – 1.600 mg Phosphat auf.^[3] Ein Teil dieses Phosphats wird über die Nieren und den Darm wieder ausgeschieden und gelangt ins Abwasser. Waschmittel darf heute kein Phosphat mehr enthalten. Allerdings enthalten einige Reinigungsmittel wie Geschirrspül-Tabs weiterhin Phosphate, die ebenfalls zum Phosphateintrag in Klärwerke und Umwelt beitragen. Phosphate werden auch in großen Mengen als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt.

➨ Die Nutztierhaltung verursacht ebenfalls große Mengen an Phosphatemissionen. Über Ausschwemmungen aus Böden können diese Phosphate teilweise auch in das kommunale Abwasser gelangen. Dies gilt besonders, wenn die Regenwasserableitung nicht ausreichend vom kommunalen Abwassersystem getrennt ist. Teilweise gelangt Phosphat auch durch metallverarbeitende Betriebe und die chemische Industrie in Abwässer und Gewässer (Direkteinleiter).

Warum ist eine Abwasseranalyse auf Phosphat für die Umwelt wichtig?

Phosphate haben auf Menschen und Umwelt keine direkt toxische Wirkung. Allerdings können Phosphate besonders gut Schwermetalle aus dem Abwasser und Klärschlamm mobilisieren und binden. Die giftigen Schwermetalle können dann mit den Phosphaten in die Umwelt gelangen. Phosphate sind ein wichtiger Dünger für Wasserpflanzen und Algen. Gelangt Phosphat mit dem Abwasser in Seen und Flüsse, kann dies zu übermäßigem Wachstum der Wasserflora durch Überdüngung (Eutrophierung) führen. In der Folge können Sauerstoffmangel und Fischsterben auftreten. Beim Menschen kann die übermäßige Aufnahme von Phosphaten die Absorption des wichtigen Spurenelements Zink beeinträchtigen.

Wie wird Phosphor aus dem Abwasser entfernt?

Ein Teil der Phosphate im Abwasser wird in Klärwerken zunächst in der biologischen Reinigungsstufe entfernt. Hier wird Phosphor von den Mikroorganismen für den Stoffwechsel genutzt und zum Beispiel in die Zellmembranen eingebaut. Dieser Phosphor sammelt sich dann im Klärschlamm an und wird mit diesem entsorgt.

Zeigt die Abwasseranalyse nach der biologischen Reinigung noch erhöhte Werte von Phosphat, wird der Rest des Phosphats dem Abwasser meist durch eine Phosphatfällung entzogen. Bei einer Fällung werden allgemein gelöste Stoffe durch den Zusatz von Chemikalien in unlösliche Verbindungen überführt. Die ausgefällten Verbindungen sinken im Abwasser zu Boden oder können durch mechanische Filter entfernt werden. Zur Fällung von Phosphaten verwenden Klärwerke zum Beispiel Eisen- und Aluminiumchlorid.

✅ Für häusliches und kommunales Abwasser gilt in Deutschland ein P_ges-Grenzwert von 2 mg/l für Anlagen > 600 – 6.000 kg/d.
Wobei kg/d (kg pro Tag) sich hier auf den täglichen Sauerstoffverbrauch auf Basis des BSB5-Werts der Anlange bezieht.

Referenzen:
[1] Ester entstehen durch die Reaktion einer Säure mit einem Alkohol oder Phenol. Bei dieser Reaktion wird Wasser abgespalten.
[2] Umweltbundesamt, „Wasch- und Reinigungsmittel Inhaltsstoffe“
[3] Journal für klinische Endokrinologie und Stoffwechsel, „Störungen des Phosphathaushaltes“