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Wird Wasser in Industrie, Haushalt und Landwirtschaft genutzt, wird es verunreinigt, es wird zu Abwasser, das je nach Art der Nutzung unterschiedlich stark durch Schadstoffe belastet ist. In komplexen, meist dreistufigen Kläranlagen werden Abwasser gereinigt.

In der ersten Reinigungsstufe werden auf mechanischem Wege bzw. durch Gitter, Siebe und Sandfang etwa 30 % der Schmutzstoffe entfernt (mechanische Reinigung).

In der zweiten Reinigungsstufe werden organische Stoffe durch die Lebenstätigkeit von Bakterien und Algen (biologische Reinigung) weiter abgebaut. Es entsteht Schlamm. Das Abwasser ist von etwa 90 % der Schmutzstoffe gereinigt.

In der dritten Reinigungsstufe können durch Zugabe chemischer Stoffe, die mit Schmutzstoffen reagieren, zahlreiche Schadstoffe gebunden werden (chemische Reinigung). Anschließend erfolgt die Weiterbehandlung des „gereinigten“ Wassers, die Schlammbehandlung und -beseitigung.

Kommunale Abwässer sind häusliche und gewerbliche Abwässer. Abwässer enthalten Schwebstoffe und Schadstoffe. Gelangen sie unbehandelt in die Gewässer, gefährden sie die Trinkwasserversorgung und die im Wasser lebenden Organismen.
Daher wird das gesammelte Abwasser in Kläranlagen gereinigt. In der BRD fallen jährlich ca. 10 Milliarden m³; Abwasser an, das sind täglich mehr als 150 l l/Einwohner. Hinzu kommt die fast dreifache Menge an industriellen Abwässern.

Bei der Biotechnologie handelt es sich um anwendungsorientierte Teilgebiete der Mikrobiologie und der Biochemie, die biologische Prozesse im Rahmen technischer Verfahren und industrieller Produktion nutzen und dabei auch auf Erkenntnisse der technischen Chemie und Verfahrenstechnik zurückgreifen. Alle biotechnologischen Verfahren haben das Ziel, stoffwechselphysiologische Leistungen biologischer Systeme zu optimieren und unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu nutzen.
Die Biotechnologie findet vom Prinzip her jedoch nicht erst in unseren Tagen Anwendung. Lebewesen wurden bereits vor langer Zeit zur Herstellung oder Konservierung von Nahrungsmitteln eingesetzt. Schon 3 000 Jahre v. Chr. stellte man Brot und Bier unter Verwendung von Hefezellen her.

Etwa genauso lange ist die Joghurtbereitung bekannt, wenn auch zur damaligen Zeit die zur Joghurtherstellung unbedingt erforderlichen, als solche aber noch unbekannten Milchsäurebakterien nur intuitiv eingesetzt wurden. Große Erfolge erzielte die Biotechnologie bereits bei der Herstellung von Futterhefen, Antibiotika, Steroidhormonen, Aminosäuren, Enzymen und anderen Produkten sowie bei der Abwasserreinigung. Auch die Eiweißproduktion für Futter- bzw. Ernährungszwecke aus gut zugänglichen Rohstoffen ist ein Aufgabengebiet der heutigen Biotechnologie. Die Gentechnologie schließlich erlaubt der Biotechnologie völlig neue Einsatzmöglichkeiten.

Kommunale Abwässer sind häusliche und gewerbliche Abwässer. Abwässer enthalten Schwebstoffe und Schadstoffe. Gelangen sie unbehandelt in die Gewässer, gefährden sie die Trinkwasserversorgung und die im Wasser lebenden Organismen.
Daher wird das gesammelte Abwasser in Kläranlagen gereinigt. In der BRD fallen jährlich ca. 8 Milliarden m³ Abwasser an, das sind täglich etwa 150 l / Einwohner. Hinzu kommen die industriellen Abwässer.

Viele Gewässer sind akut gefährdet, und sie selbst können sich nicht dagegen „wehren“. Diese Belastung ist hauptsächlich das Ergebnis menschlicher Tätigkeit und Lebensweise.
Hauptgefahr ist der Eintrag von Schadstoffen in das Wasser der Gewässer. Sie haben Auswirkungen auf die Wasserqualität und die darin lebenden Organismen:

• Durch den Abbau von Inhaltsstoffen des Abwassers wird im Wasser gelöster Sauerstoff verbraucht und damit den Organismen entzogen.
• Einige Inhaltsstoffe (u.a. Arsen- oder Zyanidverbindungen) sind hochgradig giftig und führen zum Absterben der Organismen, wenn sie nicht aus dem Abwasser entfernt werden.
• Andere Stoffe (u.a. Schwermetalle – Quecksilber; Reste von Pflanzenschutzmitteln) reichern sich in der Nahrungskette an und gelangen so auch in den menschlichen Organismus. Sie können das Wohlbefinden des Menschen erheblich beeinträchtigen oder sogar schwere Erkrankungen auslösen.
• Beim Einleiten bestimmter Abwässer (u. a. phenolhaltige Abwässer) nimmt das Wasser einen unangenehmen Geschmack an und wird so unbrauchbar.