Geschrieben von Marius Schaub
Wasser- und Abwassertechnik gehört zur kritischen Infrastruktur. Die Branche steht unter doppeltem Druck: Einerseits müssen kommunale und industrielle Betreiber hohe Verfügbarkeit sicherstellen, Grenzwerte einhalten und Umweltziele unterstützen. Andererseits wirken sich steigende Energiekosten, begrenzte Investitionsbudgets, Fachkräftemangel und neue Klimarisiken direkt auf den Betriebsalltag aus. Für viele Betriebsleiter, Meister und Ingenieurteams bedeutet das: Der laufende Betrieb muss funktionieren, während parallel modernisiert, automatisiert und auf neue Belastungsszenarien vorbereitet wird.
Ein großer Teil der bestehenden Kläranlagen und Pumpwerke stammt aus den 1970er- und 1980er-Jahren und wurde seitdem nur punktuell modernisiert. In vielen Netzen werden Schieber noch manuell betätigt, Pumpen laufen ungeregelt im Dauerbetrieb und einzelne Gewerke sind nur unzureichend automatisiert. Das erhöht nicht nur den Energieverbrauch, sondern bindet auch knappe Personalressourcen – etwa für Vor-Ort-Kontrollen, Störungsbeseitigungen und wiederkehrende Schalthandlungen.
Hinzu kommt der Fachkräftemangel. In vielen Kommunen und Betrieben ist es schwierig, ausreichend qualifiziertes Personal für Betrieb, Instandhaltung und Bereitschaftsdienst zu gewinnen. In der Praxis führt das zu Situationen, in denen kleine Teams eine wachsende Zahl dezentraler Pumpstationen, Regenrückhaltebecken und Anlagenteile betreuen müssen. Jede zusätzliche Störung und jeder unnötige Einsatz vor Ort schlägt damit doppelt zu Buche: als Kostenfaktor und als Belastung für ohnehin angespannte Dienstpläne.
Angesichts knapper Budgets ist ein vollständiger Neubau oder die Rundum-Modernisierung ganzer Klärwerke selten realistisch. Sinnvoller ist es, die größten Hebel zu identifizieren und schrittweise vorzugehen. Dazu gehören besonders energieintensive Antriebsstränge, manuell betriebene Schieber oder Aggregate ohne bedarfsgerechte Regelung. Durch gezielte Nachrüstungen – etwa die Einführung von Drehzahlregelungen, die Automatisierung einzelner Pumpengruppen oder die Modernisierung kritischer Messstellen – lassen sich Einsparpotenziale heben, ohne die gesamte Anlage umbauen zu müssen.
Ein weiterer Baustein ist der Austausch alter Motoren durch effizientere Antriebe. Hocheffiziente Synchron-Reluktanz- oder Permanentmagnetmotoren können die Verluste im Vergleich zu älteren Standardmotoren deutlich reduzieren. In Kombination mit passender Regelungstechnik entsteht so eine Basis für nachhaltige Energieoptimierung.
Ein zentrales Feld liegt in der Art und Weise, wie Pumpen und Gebläse betrieben werden. Statt eine große Pumpe ständig auf Volllast zu fahren, kann der Verbund mehrerer kleinerer Aggregate genutzt werden, die sich die Last teilen. Intelligente Regelstrategien sorgen dafür, dass nur so viel Förderleistung bereitgestellt wird, wie tatsächlich benötigt wird. Gleichzeitig werden Starts und Stopps gleichmäßig über den Pumpenbestand verteilt, was den Verschleiß reduziert. Betreiber profitieren von niedrigeren Energiekosten, weniger mechanischen Belastungen und einer höheren Redundanz im System.
Wo Störstoffe Probleme bereiten, lohnt sich ein genauer Blick auf die Kombination aus Mechanik und Steuerung. Automatisierte Reinigungszyklen, bei denen Pumpen in definierten Intervallen kurzzeitig rückwärtslaufen, können Ablagerungen lösen, bevor es zu Verzopfungen kommt. In vielen Fällen lassen sich so manuelle Eingriffe deutlich reduzieren.
Langfristig lohnt sich auch die Eintragsvermeidung: Öffentlichkeitsarbeit, Hinweise an Anschlussnehmer und Anpassungen der Entwässerungssatzungen können dazu beitragen, den Anteil problematischer Störstoffe im System zu senken. Technische und organisatorische Maßnahmen gehen dabei Hand in Hand.
Auf der elektrischen Seite gewinnen Lösungen an Bedeutung, die Oberschwingungen an der Quelle vermeiden oder stark reduzieren. Moderne Antriebssysteme können Ströme so formen, dass sie das Netz weniger belasten und gleichzeitig Blindleistung minimieren. Im Vergleich zu rein nachgeschalteten Netzfiltern sinkt der zusätzliche Energieverbrauch, und die Anlagenstabilität steigt.
Für Betreiber ist entscheidend, dieses Thema früh in Planungs- und Ausschreibungsprozesse zu integrieren. Je besser Netzqualität, Eigenstromerzeugung und neue Verbraucher gemeinsam betrachtet werden, desto geringer ist das Risiko unerwarteter Wechselwirkungen im späteren Betrieb.
Im Alltag der Wasser- und Abwasserbetriebe kommen zahlreiche technische und organisatorische Herausforderungen zusammen, die sich unmittelbar auf Betriebssicherheit, Kosten und Personalbelastung auswirken.
Klar ist: Kläranlagen zählen zu den größten Stromverbrauchern im kommunalen Bereich. Belüftung, Pumpen, Rührwerke und Gebläse laufen über viele Stunden am Tag und prägen die Energiebilanz direkt. Vor diesem Hintergrund sind Effizienzmaßnahmen nicht nur ein Beitrag zum Klimaschutz, sondern auch ein zentraler Hebel zur Entlastung der Betriebskosten.
Gleichzeitig eröffnen sich neue Möglichkeiten der Eigenstrom- und Wärmeerzeugung: Klärgas kann in Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeproduktion eingesetzt werden, Photovoltaikanlagen auf Dach- oder Freiflächen ergänzen den Energiebezug, und Wärmerückgewinnung aus Prozessströmen oder Gebäuden kann externe Energieträger teilweise ersetzen. Auch die Monoverbrennung von Klärschlamm mit nachgeschalteter Energienutzung wird in Deutschland an Bedeutung gewinnen. Damit rückt die Vision von Kläranlagen mit sehr niedrigen oder sogar positiven Energiebilanzen in greifbare Nähe.
Mit jeder zusätzlichen Energiequelle und jedem neuen elektrischen Verbraucher steigen jedoch die Anforderungen an die Netzqualität in der Anlage. Eigenstromanlagen, frequenzgeregelte Antriebe und neue Reinigungsstufen können Oberschwingungen und Blindleistungen verursachen. Werden diese Effekte nicht adressiert, drohen Fehlfunktionen von Motoren, Störungen in der Messtechnik oder sogar Abschaltungen durch den Netzbetreiber. Für Betreiber ist es deshalb wichtig, Energieeffizienz und Netzstabilität nicht getrennt zu betrachten, sondern als zwei Seiten derselben Medaille.
Ein weiterer Hebel liegt in der Digitalisierung der Antriebstechnik und Hilfsaggregate. Wenn Pumpen, Gebläse und andere Komponenten über sichere Kommunikationswege angebunden sind, lassen sich Betriebsdaten in Echtzeit auswerten, Störungen frühzeitig erkennen und viele Anpassungen ohne Vor-Ort-Einsatz durchführen.
Ergänzend dazu gewinnen Fallback-Funktionen an Bedeutung: Konfigurationen, in denen Antriebe bei Kommunikationsstörungen in einen definierten Notbetrieb wechseln und beispielsweise einen konstanten Druck oder Füllstand halten. Solche Konzepte erhöhen die Resilienz der Anlage, ohne dass zusätzliche Systeme aufgebaut werden müssen.
Mit Blick auf Starkregenereignisse und Überflutungsrisiken ist ein robuster Ausbau von Regenüberlaufbecken, Rückhaltevolumina und Hebewerken zentral. Gleichzeitig müssen Betreiber darauf achten, dass die eingesetzte Technik flexibel genug ist, um sehr unterschiedliche Betriebszustände abzubilden – von Trockenwetterbetrieb bis hin zu seltenen, aber intensiven Regenereignissen. Intelligente Ansteuerung von Pumpen, Schiebern und Wehren trägt dazu bei, verfügbare Speichervolumina optimal zu nutzen und kritische Situationen zu entschärfen.
Wo Wasser überregional transportiert wird, etwa in Verbundsystemen mehrerer Kommunen, entstehen zusätzliche Anforderungen an Druckhaltung, Redundanz und Kommunikation. Technische Lösungen, die mehrere Pumpstationen sicher vernetzen und automatisieren können, helfen, solche Systeme wirtschaftlich und gleichzeitig betriebssicher zu führen.
Für Betriebsleiter in der Wasser- und Abwassertechnik stellt sich weniger die Frage nach einzelnen Trendtechnologien, sondern nach einer tragfähigen Reihenfolge: Welche Maßnahmen bringen kurzfristig spürbare Effekte, wo liegen die größten Risiken, und wie lassen sich begrenzte Budgets sinnvoll über mehrere Jahre planen? Aus technischer Sicht zeichnen sich wesentliche Prioritäten ab:
Wer diese Themen frühzeitig strukturiert angeht, schafft nicht nur mehr Sicherheit im laufenden Betrieb, sondern verbessert auch die Ausgangslage für kommende Investitionsentscheidungen – unabhängig davon, ob es um den Ausbau einzelner Reinigungsstufen, die Integration neuer Energiequellen oder die Vernetzung ganzer Versorgungsregionen geht.
