Im Kampf gegen menschengemachte Gesundheitsgefahren
Die EU-Wasserrahmenrichtlinie fordert einen guten ökologischen Zustand unserer Gewässer: eine wesentliche Rolle spielt hier die Einleitung des geklärten Abwassers. Auch wenn wir inzwischen sehr hohe Standards einhalten können, werden einige chemische Substanzen durch die bisherigen Klärstufen nicht vollständig eliminiert. Durch ständige Verbesserungen der chemischen Nachweisverfahren lassen sich mittlerweile schädliche Stoffe in geringsten Konzentrationen in nahezu allen Gewässern nachweisen. Die meisten dieser Spurenstoffe sind menschengemacht und viele davon, wie z.B. Medikamente, sind aus der heutigen Zeit einfach nicht mehr wegzudenken bzw. können nicht sinnvoll vermieden oder ersetzt werden. Gerade Medikamentenrückstände oder hormonell wirksame Substanzen stehen aber im Verdacht, auch schon in sehr geringen Konzentrationen negative Auswirkungen auf das tierische Leben im Fluss zu haben. Eine besondere Bedeutung hat die Reduzierung von Spurenstoffeinträgen in Gewässer, die zur Erzeugung von Trinkwasser genutzt werden. Hier steht unmittelbar die menschliche Gesundheit im Fokus.
Moderne Wasserwirtschaft ist gefragt
Mit der Entwicklung innovativer Verfahren und Technologien können diese Stoffe aus dem Abwasser entfernt werden, bevor dieses in die Gewässer eingeleitet wird. Drei Verfahren haben sich bislang großtechnisch als wirksam erwiesen: pulverisierter Aktivkohle, die Filtration über granulierte Aktivkohle und die Ozonung. Im Zuge des durch das Land NRW geförderten Forschungsprojekts „demo3ac“ haben wir eine Demonstrationsanlage zur Ozonung des gesamten Abwasserstromes auf der Kläranlage Aachen-Soers errichtet. Unser Ziel: Die Evaluation des Einflusses der Ozonung auf das Gewässer – im konkreten Fall, der Wurm. Die Erkenntnisse fließen unter anderem in die Erstellung eines Handbuchs ein, was die Anwendung der Ozonung auf kommunalen Kläranlagen weiter optimiert und somit exakter planbar werden lässt. Nach mehr als anderthalb Jahren Dauerbetrieb haben wir nachgewiesen, dass eine große Bandbreite an Spurenstoffen durch den Einsatz unserer Abwasserozonung deutlich verringert werden kann. Gleichzeitig ist eine Bildung von unerwünschten Nebenprodukten der Ozonung sicher zu unterbinden. Darüber hinaus wird das gereinigte Abwasser desinfiziert und das Vorkommen multiresistenter Keime reduziert. All dieses trägt dazu bei, die Gewässerqualität der Wurm im Sinne des guten Zustands gemäß der EU-Wasserrahmenrichtlinie kontinuierlich zu verbessern.
Gesamtlaufzeit:
11/2014 – 12/2020
Gesamte Projektkosten:
ca. 3,2 Mio. €
Förderung:
Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (80 Prozent der Gesamtkosten)
Berichte:
Projektpartner
Publikationen
Online Symposium als Abschlussveranstaltung der Phase 2: alle Vorträge
Kohlgrüber, V.; Brückner, I.; Schiwy, S.; Kirchner, K.; Hammers-Wirtz, M.; Claßen, S., Dolny, R.; Hollert, H.; Reichert, J.; Blank, L.; Pinnekamp, J. (2020): Ozonanlage Aachen-Soers: Spurenstoffelimination zur Verringerung der Einträge ins Gewässer. Ergebnisse des Forschungsprojektes DemO3AC. DOI: 10.3242/kae2020.11.001. KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2020 (67) Nr. 11.
Brückner, I.; Kohlgrüber, V.; Classen, S.; Hammers-Wirtz, M.; Reichert, J.; Pinnekamp, J.; Wintgens, T. (2020): Surface Water Quality Improvement by Upgrade of Wastewater Treatment Plant with Ozonation. IWA World Water Congress & Exhibition. Copenhagen, Denmark. 10-14.05.2021 – accepted
Brückner, I.; Claßen, S.; Hammers-Wirtz, M.; Klaer, K. (2020): Tool for Selecting Indicator Substances to Evaluate the Impact of Wastewater Treatment Plants on Receiving Water Bodies. Science of the Total Environment 745 (2020) 140746. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140746
Klaer, Kassandra (2019): „Dimensionierung und Betriebsoptimierung von Anlagen zur Ozonung kommunaler Abwässer zur Spurenstoffelimination und Desinfektion“, Dissertation. Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen University.
Shulialevich, A.; Schroeder, K. L.; Mueller, Y.; Oster, S.; Karnatz, S.; Schiwy, S.; Hollert, H. (2019): Distribution of anti-androgenic potential in the river Wurm by Aachen (North Rhine-Westphalia, Germany). Young Environmental Scientists Meeting. Gent, 05.-10.02.2019
Kohlgrüber, V.; Brückner, I.; Pinnekamp, J.; Reichert, J. (2019): Spurenstoffelimination in einer großtechnischen Ozonanlage auf der Kläranlage Aachen-Soers. 13. ATW, Aachen. 30.10.2019
Kirchner, K.; Brückner, I.; Klaer, K.; Hammers-Wirtz, M.; Pinnekamp, J.; A.-Rosenbaum, M. (2019): Microbial Counts and Antibiotic Resistances during Conventional Wastewater Treatment and Wastewater Ozonation. Ozone: Science & Engineering. The Journal of the International Ozone Association https://doi.org/10.1080/01919512.2019.1645641 https://www.tandfonline.com/eprint/KAXUURXHUNKZUXISANEY/full?target=10.1080%2F01919512.2019.1645641&
Brückner, I.; Kohlgrüber, V.; Müller, Y.; Schiwy, S.; Hollert, H.; Claßen, S.; Hammers-Wirtz, M.; Reichert, J.; Pinnekamp, J. (2019): Ozonierung auf der Kläranlage Aachen-Soers zur Entlastung der Wurm. 47. Abwassertechnisches Seminar, TU München. Garching, 03.07.2019
Brückner, I.; Kohlgrüber, V.; Reichert, J.; Pinnekamp, J.; Kirchner, K.; Blank, L.; Klaer, K. (2019): Ein Jahr Betriebserfahrungen mit der Ozonanlage Aachen-Soers. Essener Tagung, 22.03.2019 in Aachen.
Könemann, S.; Müller, Y.; Tschentscher, D.; Krauss, M.; Inostroza, P. A.; Brückner, I.; Pinnekamp, J.; Schiwy, S.; Hollert, H. (2019): Combination of In Situ Feeding Rate Experiments and Chemical Body Burden Analysis to Assess the Influence of Micropollutants in Wastewater on Gammarus pulex. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 883; doi:10.3390/ijerph16050883
Brückner, I. (2018): Erwartungen an die Auswirkungen einer großtechnischen Abwasserozonung aus Sicht des Vorfluters basierend auf Pilotversuchen. 18. IFWW Fachkolloquium, Haltern, 03.05.2018
Brückner, I.; Linnemann, V.; Klaer, K (2018).: Exzellente Forschungsmöglichkeiten auf einer der modernsten Kläranlagen Europas. Acwa aktuell, 17, 09/2018
Kristina Kirchner, Prof. Lars Blank, Ira Brückner, Prof. Miriam Agler-Rosenbaum (2018): Entwicklung der Antibiotikaresistenzen und Keimzahlen während der konventionellen Abwasserbehandlung und nach Etablierung einer Ozonung als weitergehende Reinigungsstufe. SUK 2018, 23.10.2018. Dechema, Frankfurt.
Brückner, I., Frings, G., Reichert, J., Kohlgrüber, V., Pinnekamp, J. (2018): Spurenstoffelimination in Deutschlands größter Ozonungsanlage in Aachen. VSA-Plattform „Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen“, Newsletter Nr. 13. Online verfügbar: VSA Micropoll und der Beitrag.
Brückner, I., Stepkes, H., Reichert, J., Kirchner, K., Agler-Rosenbaum, M., Claßen, S., Hammers-Wirtz, M., Schiwy, S., Müller,Y., Shuliakevich;, A., Hollert, H., Kohlgrüber, V., Klaer, K., Pinnekamp, J. (2018): Abwasserozonung – Evaluierung des Nutzens für die aquatische Umwelt. Modernisierungsreport 2018/19, S. 41-44, WWT.
Klaer, K., Brückner, I., Pinnekamp, J. (2018): Evaluating Different Options to Reduce Concentration of Bromate during Wastewater Ozonation. LET 2018 – The15th IWA Leading Edge Conference on Water and Wastewater Technologies. Posterbeitrag.
Brückner, I., Claßen, S., Hammers-Wirtz, M., Hollert, H., Kirchner, K., Klaer, K., Müller, Y., Pinnekamp, J., A.-Rosenbaum, M., Schiwy, S., Stepkes, H. (2018): Kläranlagen- und Gewässermonitoring zur Evaluierung der Auswirkungen einer Ozonung auf den Vorfluter – das Projekt DemO3AC. KW Korrespondenz Wasserwirtschaft, 11 (1). DOI: 10.3243/kwe2018.01.001
Schiwy, S.; Müller, Y.; Shuliakevich, A.; Könemann, S.; Oster, S.; Klaer, K.; Dolny, R.; Claßen, S.; Hammers-Wirtz; Brückner, I.; Pinnekamp, J.; Hollert, H. (2018): The DemO3AC–project: Chemical and ecotoxicological investigations of the wastewater treatment plant Aachen Soers- A status quo report ahead implementing ozonation. SETAC-Europe Tagung vom 13.05.-17.05.2018 in Rom. Posterbeitrag.
Shuliakevich, A.; Müller, Y.; Hotz, S.; Oster, S.; Karnatz, S.; Schiwy, S.; Hollert, H. (2018): Ecotoxicological profiling of sediments along the River Wurm by Aachen (North-Rhine-Westphalia, Germany). SETAC-Europe Tagung vom 13.05.-17.05.2018 in Rom. Posterbeitrag.
Schroeder, K.L.; Shuliakevich, A.; Müller, Y.; Hotz, S.; Schiwy, S.; Hollert, H. (2018): An Assessment of (Anti)Androgenic Activity in the Wastewater Treatment Plant Aachen Soers and of Sediment Samples from the Catchment Area of the Recipient Water). SETAC-Europe Tagung vom 13.05.-17.05.2018 in Rom. Posterbeitrag.
Wilbrand, N.; Shuliakevich, A.; Müller, Y.; Schiwy, S.; Hollert, H. (2018): Ecotoxicological effects of effluents from a municipal wastewater treatment plant – state of a receiving river before implementing an ozonation treatment. SETAC-Europe Tagung vom 13.05.-17.05.2018 in Rom. Posterbeitrag.
Vonhoegen, D.; Shuliakevich, A.; Schiwy, S.; Hollert, H. (2018): In vitro und in vivo-Untersuchungen des dioxinähnlichen Potentials in Sedimenten der Wurm bei Aachen. SETAC GlB- Tagung, Münster. Posterbeitrag.
Oster, S.; Müller, Y.; Shuliakevich, A.; Hotz, S.; Schiwy, S.; Hollert, H. (2018): Untersuchung potentiell reproduktionsschädigender Effekte im Rahmen des Projektes DemO₃AC vor und nach Implementierung einer Ozonungsanlage. SETAC GlB- Tagung, Münster. Posterbeitrag.
Brückner, I. (2018): Kläranlage Aachen-Soers – die größte Abwasserozonung in Deutschland. Arzneimittel und Mikroschadstoffe in Gewässern. Belastungen – Minderungsstrategien – Maßnahmen. 18.-19.06.2018, Rheinterrassen Düsseldorf. Vortrag.
Symposium DemO3AC als Abschlussveranstaltung der Phase 1, am 26.01.2017 in Aachen: alle Vorträge.
Brückner, I., Kirchner, K., Müller, Y., Schiwy, S., Klaer, K., Dolny, R., Wendt, L., Könemann, S., Pinnekamp, J., Hollert, H., and Rosenbaum, M. A. (2017): Status Quo Report on wastewater treatment plant, receiving water’s biococenosis and quality as basis for evaluation of large-scale ozonation process. Water Science and Technology, DOI: 10.2166/wst.2017.548
Klaer, K., Brückner, I., Stepkes, H., Pinnekamp, J. (2017): Mass Balance of Micropollutant Loads from Wastewater to Receiving Water Body and the Impact of Ozonation. Conference Paper, IWA 10th Micropol & Ecohazard Conference, Vienna.
Klaer, K.; Dolny, R.; Gebhardt, W.; Hollert, H.; Kirchner, K.; Müller, Y.; Rosenbaum, M.; Schiwy, S.; Wendt, L.; Pinnekamp, J.; Brückner, I.; Stepkes, H. (2017): Pilotierung einer Ozonung zur Realisierung der großtechnischen Demonstrationsanlage Aachen-Soers. GWA – Gewässerschutz, Wasser, Abwasser, 245, 54/1–54/14. ISSN 0342-6068.
Brückner, I.; Kirchner, K.; Müller, Y.; Schiwy, S.; Klaer, K.; Dolny, R.; Wendt, L.; Pinnekamp, J.; Hollert, H.; Agler-Rosenbaum, M. (2016): Evaluating impact of large-scale ozonation on receiving water’s biocenosis. IWA World Water Congress & Exhibition, Brisbane (AUS).
Klaer, K.; Brückner, I.; Kirchner, K.; Rosenbaum, M.; Pinnekamp, J. (2016): Elimination of micropollutants and antibiotic resistant pathogens during ozonation. Posterbeitrag, IWA World Water Congress & Exhibition, Brisbane (AUS). Link zum Poster: Klaer et al. (2016)
Rolfs, T.; Keysers, C.; Firk, W. (2016): Konzeption, Planung und Bau einer Ozonungsanlage zur Vollstrombehandlung auf der Kläranlage Aachen-Soers. Arzneimittel und Mikroschadstoffe in Gewässern, Elimination im Spannungsfeld ökologischer Anforderungen und technischer Innovation. 19. und 20. September 2016, Rheinterrasse Düsseldorf.
Müller, Y.; Könemann, S; Hotz, S.; Schiwy S.; Hollert, H. (2016): Mechanism-specific evaluation of a waste water treatment plant and its downstream river Wurm. SETAC-Europe Tagung vom 22.05.-26.05.2016 in Nante. Posterbeitrag.
Könemann S.; Müller, Y.; Krauss, M.; Inostroza, P.; Hotz, S.; Brack, W.; Hollert, H.; Schiwy, S. (2016): Use of in vivo and in situ methods to assess the influence of wastewater on the receiving stream. SETAC-Europe Tagung vom 22.05.-26.05.2016 in Nante. Posterbeitrag.
Schiwy, S.; Maletz, S.; Müller, Y.; Könemann, S.; Brückner, I.; Stepkes, H.; Wendt, L.; Heyer, M.; Rosenbaum, M. A.; Hammers-Wirtz, M.; Dolny, R.; Klaer, K.; Gebhardt, W.; Linnemann, V.; Pinnekamp, J.; Hollert, H. (2015): Ökotoxikologische Untersuchungen des Einflusses einer Abwasserozonung auf den Gewässerzustand der Wurm im Rahmen des Projektes DemO3AC. Posterbeitrag, Setac GLB Zürich. Link zum Poster: Schiwy et al. (2015)
Jantsch, I.; Grunau, T.; Schiwy, S.; Brückner, I.; Liess, M.; Hollert, H. (2015): Bewertung des Makrozoobenthos in einer komplexen urbanen Belastungssituation unter Zuhilfenahme des SPEAR-Index im Rahmen des Projektes „DemO3AC“. Posterbeitrag, Deutsche Gesellschaft für Limnologie, Essen. Link zum Poster: Jantsch et al. (2015)
Rolfs, T. und Stepkes, H. (2015): Planung einer Ozonung im Vollstrom auf der Kläranlage Aachen Soers. Gewässerschutz Wasser Abwasser 236, 48. Essener Tagung für Wasser- und Abfallwirtschaft vom 15.4.-17.4.2015 in Aachen. ISSN 0342-6068.
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