Wie „Makkaroni“ Abwasser sauberer machen
Für ihren Beitrag werden die Hamburger Umweltjuristin Dr. Roda Verheyen und Membion-Gründer Dr. Klaus Vossenkaul mit dem Deutschen Umweltpreis 2026 ausgezeichnet.
Seegras unter der Wasseroberfläche - das Prinzip der Natur war Vorbild für den Wasserfilter.
Foto: Smarterpix/vitaliy_sokol
Wie Makkaroni sehen sie aus: dünne Hohlfasermembranen, die in Membranbioreaktoren gereinigtes Wasser vom Belebtschlamm trennen. Dabei halten sie unter anderem feinste Partikel, Mikroplastik und Bakterien zurück. Gelöste Mikroschadstoffe wie Arzneimittelrückstände benötigen dagegen weitere Reinigungsverfahren. Die frei beweglichen Membranfasern erinnern dabei an Seegras.
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Makkaroni als Wasserfilter
Das Prinzip ist einfach: Zahlreiche dünne, etwa 1,60 m lange Hohlfasermembranen bilden gemeinsam ein Filtermodul. Ihre feinen Poren halten Partikel und Mikroorganismen zurück. Das gereinigte Wasser kann die Membran passieren, der Belebtschlamm bleibt zurück.
Die Membranfiltertechnologie ist nicht neu. Ein Problem war bislang jedoch der vergleichsweise hohe Energieverbrauch. Die Membranen müssen regelmäßig von anhaftenden Schlammpartikeln befreit werden, damit ihre Filterleistung nicht durch sogenanntes Fouling nachlässt.
Zusätzliche Bedeutung bekommt eine weitergehende Abwasserreinigung durch die neue EU-Kommunalabwasserrichtlinie, kurz „Karl“. Sie muss bis zum 31. Juli 2027 in nationales Recht umgesetzt werden. Anders als häufig dargestellt, müssen jedoch nicht ab diesem Zeitpunkt alle größeren Kläranlagen sofort mit einer vierten Reinigungsstufe ausgestattet sein. Für Anlagen ab 150 000 Einwohnerwerten gelten gestaffelte Fristen: Bis Ende 2033 müssen 20 %, bis Ende 2039 60 % und bis Ende 2045 alle entsprechenden Anlagen die Vorgaben zur Viertbehandlung erfüllen. Für Anlagen ab 10 000 Einwohnerwerten gelten zusätzliche Vorgaben in besonders belasteten Risikogebieten. Ziel dieser vierten Reinigungsstufe ist vor allem die Entfernung von Mikroschadstoffen wie Arzneimittelrückständen.
Vossenkauls Lösung: Greentech made in Germany
Vossenkaul setzt bei seiner Technik unter anderem auf eine automatisierte Membranproduktion und ein Modulsystem. Verschiedene Elemente lassen sich miteinander kombinieren. Nach Angaben des Unternehmens sind mehr als 1 600 der „Makkaroni“-Membranen in einem Fußelement verankert. Sie bewegen sich frei und erinnern dabei an Seegras. Die Module werden in die Belebungsbecken der Kläranlage eingetaucht.
Eine wichtige Rolle spielt die Reinigung der Membranen. Bei herkömmlichen Membranbioreaktoren werden anhaftende Schlammpartikel meist mit Luftblasen von den Membranen gelöst. Dafür wird vergleichsweise viel Druckluft und damit Energie benötigt.
Membion setzt deshalb auf die patentierte „JetSplash“-Technologie. Unter den Membranelementen sammelt sich Luft zunächst in sogenannten Geysir-Elementen. Anschließend wird sie schlagartig freigesetzt. Der Luftstoß beschleunigt die Flüssigkeit im Membranmodul nach oben und spült die zurückgehaltenen Schlammpartikel von den Membranen. Nach Ergebnissen aus DBU-geförderten Entwicklungsprojekten ließ sich der Energiebedarf für die Modulbelüftung gegenüber untersuchten Referenzsystemen deutlich reduzieren.
Das gereinigte Wasser belastet Flüsse, Seen und andere Oberflächengewässer weniger. Die hohe Wasserqualität kann zudem die Voraussetzung dafür schaffen, gereinigtes Abwasser weiter aufzubereiten und wiederzuverwenden. Für Anwendungen wie die landwirtschaftliche Bewässerung gelten allerdings zusätzliche Anforderungen an die Wasserqualität.
Die Membion-Technik wird bereits in Industrieprojekten eingesetzt. Für McCain Foods realisiert das Unternehmen beispielsweise am niederländischen Standort Lewedorp ein Membranbioreaktor-Projekt mit rund 7 500 m² Membranfläche. Ziel ist dort unter anderem, Wasser im Produktionsprozess wiederzuverwenden.
Ein besonders großes Projekt entsteht derzeit in Wolfsburg. Die Kläranlage Wolfsburg-Stahlberg erhält eine neue Membranfilteranlage. Nach Angaben der Stadt soll dort nach der Fertigstellung die größte Membranfilter-Kläranlage Deutschlands stehen. Die Wolfsburger Entwässerungsbetriebe investieren mehr als 16 Mio. €. Die Inbetriebnahme ist für Herbst 2027 vorgesehen.
Die Membranfiltration soll dort die Keimbelastung des gereinigten Wassers stark reduzieren. Eine zusätzliche Reinigungsstufe zur Entfernung von Spurenstoffen ist ebenfalls geplant. Membranfiltration und vierte Reinigungsstufe sind damit zwei unterschiedliche, sich ergänzende Verfahren.
Verheyen in der Rolle als Kommunikatorin und „Möglichmacherin“
Während Vossenkaul mit technischen Lösungen am Gewässerschutz arbeitet, setzt Roda Verheyen auf das Umwelt- und Klimarecht. Ihre Arbeit stützt sich dabei stark auf Erkenntnisse aus der Klima- und Umweltforschung. Als „hervorragender Kommunikatorin“ gelinge es ihr, komplexe Sachverhalte einer breiten Öffentlichkeit zu vermitteln.
„Für eine neue Generation von Juristinnen und Juristen ist Roda Verheyen mit ihrem entschlossenen und eloquenten Auftreten ein Vorbild“, sagt Alexander Bonde, Generalsekretär der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). Die 1972 in Düsseldorf geborene Verheyen wuchs in Hamburg auf. Dort sowie in London und Oslo studierte sie Jura.
Klagen nutzt Verheyen gezielt, „um Fragen zu klären und einen verbindlichen Rahmen für Politik, Wirtschaft und Gesellschaft zu schaffen“. Nur wenn Gerichte angerufen würden, könnten sie ihre im Grundgesetz verankerte Kontrollfunktion wahrnehmen – auch zum Schutz der Umwelt, der sich aus ihrer Sicht von den Menschenrechten nicht trennen lasse.
Die Juristin will allerdings nicht auf die Rolle der Klägerin reduziert werden. Sie sieht sich selbst als „Möglichmacherin“. Ihr Ziel sei es, angesichts der Herausforderungen der Klimakrise die Handlungsfähigkeit des Staates zu stärken.
„Handeln braucht Ziele, die für Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft klar formuliert und verlässlich sind und die sich transparent aus wissenschaftlichen Fakten ableiten“, sagt Verheyen. Wer diese kenne, könne auf der Sachebene sicher argumentieren, überzeugen und Akzeptanz schaffen.
Festakt in Aachen
Laut DBU-Generalsekretär Bonde leisten Verheyen und Vossenkaul „innovative Pionierarbeit“ und bringen den Umweltschutz voran. Verheyen setze sich seit Jahren für Klimagerechtigkeit ein und gebe Betroffenen eine Stimme. Vossenkaul habe als Unternehmer mit „Mut, Beharrlichkeit und Innovationskraft“ Lösungen gefunden, um die Ressource Wasser besser zu schützen.
Der Deutsche Umweltpreis ist mit insgesamt 500 000 € dotiert. Die Preisverleihung findet am Sonntag, 25. Oktober 2026, im Eurogress Aachen statt. Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier wird die Auszeichnung persönlich überreichen.
Wasser – eine knappe Ressource
Im Durchschnitt werden in Deutschland pro Person und Tag 126 l Trinkwasser genutzt. Insgesamt fallen nach Angaben des Statistischen Bundesamtes jährlich rund 8,3 Mrd. m³ Abwasser an.
Weltweit bleibt die Abwasserbehandlung eine große Herausforderung. Nach UN-Angaben wurden 2024 lediglich rund 56 % des häuslichen Abwassers sicher behandelt. Gleichzeitig sind nur rund 0,5 % des Wassers auf der Erde als nutzbares und verfügbares Süßwasser einzustufen. Technologien, mit denen sich Abwasser wirksamer reinigen und anschließend wiederverwenden lässt, gewinnen deshalb an Bedeutung.
