Klaus Vossenkaul macht Membranfilter für Kläranlagen bezahlbar

Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt hat Klaus Vossenkaul den Deutschen Umweltpreis 2026 verliehen. Der Verfahrensingenieur aus der Eifel baut Membranfilter für Kläranlagen, die mit einem Bruchteil der bisher nötigen Spülenergie auskommen.

VON MARTIN JENDRISCHIK · 7 Min. LESEN

Vergeben hat die Stiftung den Preis am Sonntag im Aachener Eurogress, vor rund 1.000 Gästen. Es war die 34. Vergabe. Die 500.000 Euro gehen zu gleichen Teilen an Vossenkaul und an die Hamburger Umweltjuristin Roda Verheyen. Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier überreichte den Preis zum zehnten Mal in Folge und zum letzten Mal, seine Amtszeit endet 2027.

„Die beiden Ausgezeichneten beweisen, dass Zukunft in Garagen und Gerichtssälen entsteht", sagte Kai Niebert, Vorsitzender des DBU-Kuratoriums. DBU-Generalsekretär Alexander Bonde nannte Vossenkaul einen Wegbereiter für neue Verfahren in der Abwasserreinigung. „Abwasser ist eine der größten Ressourcen im Kampf gegen den Klimawandel", sagte Steinmeier in seiner Rede. Wie knapp Wasser in Deutschland inzwischen wird, zeigen die Zahlen des Deutschen Wetterdienstes (mehr dazu: Wasserknappheit in Deutschland).

Vossenkaul, geboren 1965 in Roetgen bei Aachen, promovierte am Institut für Verfahrenstechnik der RWTH Aachen. Er gründete die Puron AG, die getauchte Hohlfasermodule für die Abwasserbehandlung baute. Im November 2004 übernahm KMS International, eine Tochter von Koch Membrane Systems aus Wilmington in Massachusetts, das Aachener Unternehmen. Acht Jahre später fing Vossenkaul in Roetgen noch einmal von vorn an, zusammen mit dem Verfahrensingenieur Dirk Volmering.

Das gemeinsame Cleantech-Unternehmen Membion sitzt bis heute in einem alten Haus mit kleiner Halle in Roetgen, früher eine Weberei, und hat rund 40 Mitarbeiter. Die ersten Jahre arbeiteten beide Gründer ausschließlich an der Entwicklung. Vossenkaul hält 28 Patente, davon zehn bei Membion. Zu den Kunden zählen der Kartoffelverarbeiter McCain mit einem Projekt im niederländischen Lewedorp, der Galvanikbetrieb Collini und der Wasserverband Eifel-Rur, der in Simmerath eine Demonstrationsanlage betreibt.

„Wir machen Membranfilter für Kläranlagen, um aus Abwasser sauberes Wasser zu machen", sagte Vossenkaul am Preisabend der Deutschen Presse-Agentur. Membion baue derzeit ein großes Produktionswerk auf und wolle Weltmarktführer in diesem Bereich werden, sagte er weiter, ohne Standort und Größe des Werks zu nennen. Er suche dafür weiter Investoren, die Produktion solle in Deutschland bleiben. Im Januar 2024 meldete Membion eine Finanzierungsrunde über rund fünf Millionen Euro, angeführt vom Aachener TechVision Fonds und vom DeepTech & Climate Fonds.

Luftstöße ersetzen die Dauerbelüftung der Hohlfasern

Membranfilter für Kläranlagen gibt es seit Jahrzehnten. In einer Membranbelebung hängen die Module direkt im Belebungsbecken, mitten im Schlamm. Statt einer Nachklärung, in der sich der Schlamm langsam absetzt, trennt die Membran ihn physisch vom gereinigten Wasser ab. Membion nutzt dafür Hohlfasern, dünne Röhrchen von etwa 1,60 Meter Länge; über 1.600 davon stecken in einem Fußelement.

Teuer macht die Technik das Freispülen. Damit der Schlamm die Fasern nicht zusetzt, läuft bei klassischen Modulen eine Belüftung ununterbrochen mit. Das von Vossenkaul patentierte Verfahren JetSplash ersetzt diese Dauerbelüftung.

Luft sammelt sich dabei in sogenannten Geysir-Elementen und entweicht stoßartig. Der Schwall drückt Flüssigkeit nach oben und spült den Schlamm in Sekunden von den Fasern. Eine chemische Zwischenreinigung bleibt trotzdem nötig.

In Konzen bei Monschau laufen seit fast fünf Jahren herkömmliche Plattenmodule und Membion-Module parallel. Die Plattenmodule verbrauchen dort rund 0,53 Kilowattstunden Belüftungsenergie je Kubikmeter, die Doppeldeckermodule von Membion 0,062 bis 0,092 Kilowattstunden. Dieselbe Membranfläche kam mit zwei statt neun Modulschächten aus. So steht es im Betriebsbericht von Membion; eine unabhängige Messung durch Betreiber, Hochschule oder Gutachter liegt nicht vor.

Die Stiftung wirbt mit über 90 Prozent Einsparung. Gemeint ist der Vergleich mit Plattenmodulen und die Spülenergie der Membranen, nicht der Stromverbrauch der ganzen Anlage. Der größte Stromverbraucher einer Kläranlage ist die Belüftung des Belebungsbeckens, und die bleibt davon unberührt. Gegen die etablierte Referenzanlage Nordkanal in Kaarst, die mit 0,19 Kilowattstunden je Kubikmeter arbeitet, sind es laut DBU-Abschlussbericht nur noch bis zu 70 Prozent. Der Betreiber einer Anlage könne sechsstellig an Stromkosten pro Jahr sparen, sagte Vossenkaul dem Portal ingenieur.de; eine Anlagengröße und einen Rechenweg nannte er dazu nicht.

Membranfilter für Kläranlagen halten Keime zurück, Arzneireste nicht

Die Membran hält Feststoffe, Mikroplastik, Bakterien und multiresistente Keime zurück. Gelöste Spurenstoffe passieren sie. Arzneimittelrückstände und Ewigkeitschemikalien bleiben im Wasser; dafür braucht eine Kläranlage eine weitere Stufe mit Aktivkohle oder Ozon. Die Membranstufe ersetzt die Nachklärung und gehört damit zur biologischen Reinigung, nicht zur vierten Reinigungsstufe.

Wolfsburg baut gerade beides nebeneinander. Die Wolfsburger Entwässerungsbetriebe investieren in der Kläranlage Stahlberg mehr als 16 Millionen Euro und setzen 3.000 Fußelemente von Membion ein. Die Anlage behandelt Abwasser von mehr als 140.000 Menschen und soll im Herbst 2027 in Betrieb gehen. Die Membranfiltration solle die Keimbelastung des gereinigten Wassers stark senken, teilen die Betriebe mit; eine eigene Spurenstoffstufe ist zusätzlich geplant.

Nach Angaben der Stadt Wolfsburg entsteht in Stahlberg Deutschlands größte Membran-Kläranlage, die noch im Bau ist. In Braunschweig-Steinhof ist bereits eine größere Membranbelebung geplant, ausgelegt auf 275.000 Einwohnerwerte, also die Rechengröße aus Haushalts- und Industrieabwasser. Die Projektkosten liegen bei rund 41 Millionen Euro, in Betrieb gehen soll die Anlage 2029. Zum Vergleich der Bestand: Die Kläranlage Nordkanal in Kaarst beim Erftverband, 80.000 Einwohnerwerte, läuft seit Dezember 2003 und galt beim Bau als größte Membranbelebungsanlage Europas.

Die EU staffelt die Nachrüstpflicht bis 2045

Die Kommunalabwasserrichtlinie vom 27. November 2024 gilt seit dem 1. Januar 2025. Bis zum 31. Juli 2027 müssen die Mitgliedstaaten sie in nationales Recht umsetzen; das ist die Umsetzungsfrist, nicht die Nachrüstpflicht. Die Pflicht zur vierten Reinigungsstufe gegen Mikroschadstoffe beginnt später und läuft gestaffelt. Von den Anlagen ab 150.000 Einwohnerwerten müssen 20 Prozent bis Ende 2033 nachgerüstet sein, 60 Prozent bis Ende 2039 und alle bis Ende 2045.

In Risikogebieten gilt die Pflicht auch für Anlagen ab 10.000 Einwohnerwerten. Die vierte Stufe erhöht den Energiebedarf einer Anlage typischerweise um 10 bis 30 Prozent. Dieselbe Richtlinie verlangt von Anlagen ab 10.000 Einwohnerwerten Energieneutralität, ebenfalls gestaffelt bis Ende 2045.

Deutschland hat rund 8.700 bis 8.900 kommunale Kläranlagen. Nach einer Studie im Auftrag des Verbands kommunaler Unternehmen sind davon gut 150 zwingend betroffen, mit den Risikogebieten 570. Die Kosten bis 2045 bezifferten die Autoren auf knapp neun Milliarden Euro, die Jahreskosten am Ende des Ausbaus auf bis zu 860 Millionen Euro.

Wer diese Kosten trägt, ist offen. Nach der Richtlinie sollen Hersteller und Importeure von Arzneimitteln und Kosmetika mindestens 80 Prozent der Bau- und Betriebskosten der vierten Stufe übernehmen. Gegen diese erweiterte Herstellerverantwortung klagten mehrere Pharmaunternehmen. Das Gericht der EU wies die Klagen im Februar 2026 aus formalen Gründen als unzulässig ab, ohne sie inhaltlich zu prüfen. Mitte Juni 2026 forderte das Europäische Parlament in einer nicht bindenden Resolution, die Kommission solle die Herstellerverantwortung bis zu einer belastbaren Folgenabschätzung aussetzen.

Polen erhob im März 2025 Nichtigkeitsklage, Verfahren C-193/25; Generalanwältin Juliane Kokott schlug Anfang September 2026 vor, die Herstellerverantwortung für nichtig zu erklären. Die vierte Reinigungsstufe und die Kostenbeteiligung der Hersteller stellt sie im Grundsatz nicht infrage, hält aber die Begründung der Kostenkalkulation für nicht nachvollziehbar. Schlussanträge binden den Gerichtshof nicht, ein Urteil liegt nicht vor. Der BDEW rät Betreibern in seinen Hinweisen zur Richtlinie, vor der Klärung der Finanzierung nicht in die vierte Stufe zu investieren.

QUELLEN

Deutsche Bundesstiftung Umwelt: Pressemitteilung zur Vergabe des Deutschen Umweltpreises an Roda Verheyen und Klaus Vossenkaul, 25. Oktober 2026.
Deutsche Bundesstiftung Umwelt: Abschlussbericht zum Förderprojekt von Membion, Projektnehmer Membion GmbH.
Membion: Betriebsbericht zur Vergleichsmessung an der Kläranlage Konzen.