Zur Spurenstoffelimination aus dem Abwasser beginnen zur Zeit einige Bundesländer mit der Einführung einer 4. Reinigungsstufe auf Kläranlagen. Die dabei gängigen adsorptiven (Aktivkohle), oxidativen, osmotischen sowie bestrahlenden Verfahren können bisher nicht alle Spurenstoffe gleichermaßen gut eliminieren. Mit dem Spurenstoffsurvey soll mittels einer quantitativen und qualitativen Analyse von Spurenstoffströmen in abwassertechnischen Anlagen eine Übersicht über die wichtigsten Spurenstoffe und deren Entfernungsmöglichkeiten aus dem Abwassersystem erstellt werden. Dabei soll das Eliminationspotenzial gängiger technischer Verfahren der 4. Reinigungsstufe zur Bestimmung des Abbaugrades dieser Stoffauswahl ermittelt werden. Ebenso sollen der Stand der Technik und Stand der Wissenschaft dazu ermittelt werden. Um stoffbezogen qualitative und quantitative Erkenntnisse zur Eliminierbarkeit zu gewinnen, sollen vergleichende Analysen von Teilstrombehandlungen vorgenommen werden. Das Forschungsinteresse gilt auch der Untersuchung kausaler Beziehungen zwischen molekularen Eigenschaften von Stoffen und deren Eliminierbarkeit in Kläranlagen. Im Ergebnis soll die Zweckmäßigkeit der betrachteten nachgeschalteten Maßnahmen anhand von Effektivität, Effizienz und technischer Machbarkeit bewertet werden.
Die erweiterte Herstellerverantwortung (EHV) (finanzielle Beteiligung von Arzneimittel- und Kosmetikaherstellern an den Kosten einer 4. Reinigungsstufe) ist im KOM-Vorschlag zur Novelle der KomAbwRL verankert. Für die deutsche Umsetzung der Novelle sind Umsetzungsoptionen zu entwickeln, die eine Abwägung der Vor- und Nachteile sowohl praktischer, als auch ökonomischer und rechtlicher Natur beinhalten.
Die EU-Kommunalabwasserrichtlinie 2024/3019 (KARL) ist am 1. Januar 2025 in Kraft getreten, fachlich sehr breit angelegt und umfasst eine Vielzahl neuer regulativer Aspekte im Kontext der Abwasserbehandlung. Exemplarisch seien hier die Bereiche Abwassermanagementpläne, Einführung einer vierten Reinigungsstufe, Energieneutralität, gesundheitliches Monitoring, Nährstoffrecycling und analytische Fragestellungen genannt. Es müssen in Bezug auf die Umsetzung vielfältige fachtechnische, rechtliche und gebührenbezogene Fragen in Abhängigkeit von der Kläranlagengröße und Ausstattung beantwortet werden.
Das Vorhaben soll dazu beitragen, schnelle fachliche Zuarbeiten in Bezug auf die Umsetzung der neuen Anforderungen an eine weiterführende Abwasserbehandlung zu ermöglichen und befasst sich dabei insbesondere mit den Absätzen 2 und 4 des Artikel 8 der KARL. Diese Absätze fordern den zeitlich gestaffelten Ausbau aller Abwasserbehandlungsanlagen von Siedlungsgebieten ab 10 000 EW in sogenannten Risikogebieten. Der Ausbau der Abwasserbehandlungsanlagen KARL erfolgt anhand der in Deutschland bis zum 31. Dezember 2030 zu erstellenden Liste von Risikogebieten, in denen Abwasserbehandlungsanlagen mit einer vierten Reinigungsstufe auszustatten sind. Diese Liste ist erstmalig 2033 zu überprüfen und danach regelmäßig alle 6 Jahre.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Evaluierung einer Methode zur Ermittlung von Risikogebieten sowie einer Methode zur Ermittlung und Bestimmung der in den Risikogebieten im zeitlichen Verlauf auszubauenden Abwasserbehandlungsanlagen gemäß Artikel 8 KARL. Dabei werden auch die mit diesen Fragen zusammenhängenden maßgeblichen juristischen Auslegungsfragen des Artikels 8 KARL betrachtet.
Durch chemische Ausfaellung mit Al-, Fe-Salzen oder Kalk lassen sich die Phosphate aus den Abwaessern weitgehendst entfernen. Bei einem durchschnittlichen Phosphatanfall in den haeuslichen Abwaessern von 4 g P/Einwohner/Tag liesse sich ueber die chemische Nachfaellung des Klaerwassers etwa 1 kg P/Einwohner/Jahr rueckgewinnen. Die P-reichen Faellungsprodukte werden auf ihre Duengewirksamkeit in Gefaessversuchen (auch nach Markierung mit 32 P) und Feldversuchen vergleichend mit marktgaengigen Phosphat-Handelsduengern geprueft.
Von 2003 bis 2009 untersuchte die Hochschule Biberach in einem FuE-Vorhaben, wie und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung im Ablauf kommunaler Kläranlagen mit Hilfe von Pulveraktivkohle weiter verringert werden kann. Ziel des Vorhabens war es, eine dauerhafte Unterschreitung der CSB-Ablaufwerte von 20 mg/L sicherzustellen. In Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Produkt'SAE Super' von Norit die höchsten Eliminationsraten hinsichtlich des DOC aufweist, weshalb diese Pulveraktivkohlesorte primär für die Versuche im Durchlaufbetrieb eingesetzt wurde. Mittlerweile zeigen jedoch auch andere Wettbewerber Interesse am Einsatz ihrer Pulveraktivkohleprodukte für diese Verfahrenstechnik. Da die Bewertung der Eliminationsleistung eines Produktes anhand eines Durchlaufversuchs vergleichsweise zeit- und kostenintensiv ist, wird zunächst ein Laborversuch durchgeführt: In biologisch gereinigtes Abwasser werden verschiedene Aktivkohlemengen des zu bewertenden Produktes sowie des Referenzproduktes (hier: Norit'SAE Super') zugegeben und 30 Minuten bzw. 24 Stunden lang gerührt. Nach dieser Zeit wird ein Teil der Probe membranfiltriert, sodass anschließend ein direkter Vergleich der noch vorhandenen, gelösten Verschmutzung möglich ist. Die Firma Chemviron beauftragte die Hochschule Biberach mit der Durchführung dieser Untersuchung, bei der sieben Aktivkohleprodukte des Herstellers getestet wurden.