Das Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Projekt kombiniert Online-Monitoring mit UV-/Oxidationsverfahren. Ziel ist eine sichere & effiziente Wasserwiederverwendung in Hinblick auf die mikrobiologische Wasserqualität.
Wasserwiederverwendung gewinnt weltweit an Bedeutung, um dem steigenden Wasserbedarf und den Folgen des Klimawandels zu begegnen. Gereinigtes Abwasser kann wertvolle zusätzliche Wasserressourcen für die landwirtschaftliche Bewässerung, die Grundwasseranreicherung oder industrielle Anwendungen bereitstellen. Voraussetzung für eine sichere Nutzung ist jedoch eine zuverlässige Kontrolle der mikrobiologischen Wasserqualität. Krankheitserreger, Fäkalindikatoren, antibiotikaresistente Bakterien und Antibiotikaresistenzgene müssen wirksam reduziert und kontinuierlich überwacht werden.
Das deutsch-israelische Forschungsprojekt MONADIS verfolgt deshalb einen integrierten Ansatz, der moderne Desinfektionsverfahren mit innovativem mikrobiologischem Online-Monitoring kombiniert. Ziel ist es, die Sicherheit und Effizienz der Wasserwiederverwendung zu erhöhen und gleichzeitig den Energie- und Ressourcenverbrauch zu minimieren.
Im Fokus stehen neuartige und möglichst energieeffiziente Desinfektionsstrategien für gereinigtes Abwasser. Untersucht werden UV-LED-Systeme mit unterschiedlichen Wellenlängen sowie oxidative Verfahren wie Ozon, Chlor, Chlordioxid und Wasserstoffperoxid. Besonderes Augenmerk liegt auf der Kombination mehrerer Verfahren zu leistungsfähigen Prozessketten. Diese sollen Mikroorganismen zuverlässig inaktivieren, Antibiotikaresistenzgene schädigen, das Risiko einer Wiederverkeimung reduzieren und gleichzeitig die Bildung unerwünschter Desinfektionsnebenprodukte minimieren.
Parallel dazu entwickelt und bewertet MONADIS innovative Methoden zur Echtzeitüberwachung der mikrobiologischen Wasserqualität. Während klassische Stichproben nur punktuelle Informationen liefern, ermöglichen kontinuierliche Messverfahren eine deutlich schnellere Bewertung von Behandlungsprozessen und Wasserqualität. Zum Einsatz kommen unter anderem Durchflusszytometrie, enzymatische Online-Messsysteme wie der ColiMinder, ATP-Analysen sowie ein weiterentwickelter Sensoransatz auf Basis der Tryptophan-Fluoreszenz. Die gewonnenen Daten sollen dazu beitragen, Behandlungsprozesse dynamisch zu steuern, Störungen frühzeitig zu erkennen und die Qualität des Ablaufwassers lückenlos zu dokumentieren.
Die mikrobiologischen Untersuchungen umfassen sowohl etablierte Kulturverfahren als auch moderne molekularbiologische Methoden, darunter qPCR-basierte Analysen. Darüber hinaus untersucht das Projekt die mikrobielle Wiederverkeimung nach UV- und Oxidationsbehandlungen, die Auswirkungen von Desinfektionsmittelrestgehalten sowie die Verbreitung antimykotikaresistenter Pilze in ausgewählten Abwasserströmen.
Die Forschung wird im Labor-, Technikums- und Pilotmaßstab durchgeführt und durch Untersuchungen unter realen Betriebsbedingungen auf Kläranlagen in Deutschland und Israel ergänzt. Durch diese enge Verzahnung von experimenteller Forschung und Praxisbetrieb lassen sich wissenschaftliche Erkenntnisse direkt auf reale Anforderungen der Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung übertragen.
MONADIS liefert wichtige Entscheidungsgrundlagen für Betreibende von Kläranlagen, Behörden, Technologieunternehmen und Planungsbüros. Die Projektergebnisse sollen in Empfehlungen für geeignete Desinfektions- und Monitoringstrategien einfließen und die Umsetzung europäischer Anforderungen an die sichere Wasserwiederverwendung unterstützen. Langfristig trägt das Projekt dazu bei, Wasserressourcen nachhaltiger zu nutzen, Risiken durch mikrobielle Kontaminationen und Antibiotikaresistenzen zu reduzieren sowie robuste und anpassungsfähige Systeme für die Wasserwiederverwendung zu etablieren.
Publikationen
Ho, J.; Stange, C.; Diadko, D.; Eghbaria, Y.; Nasser, A.; Tiehm, A. (2025): Elimination of antibiotic resistances, pathogens and faecal indicators in advanced wastewater treatment. In: 22nd Health Related Water Microbiology Conference (HRWM), Amersfoort, the Netherlands, 15.-20. June 2025, Book of abstracts, Oral Presentation
Nasser, A.; Eghbaria, Y.; Stange, C., Tiehm, A. (2025): Combined disinfection processes for the reduction of microbial indicators and antibiotic resistant genes from wastewater effluents.
In: 22nd Health Related Water Microbiology Conference (HRWM), Amersfoort, the Netherlands, 15.-20. June 2025, Book of abstracts, Oral Presentation
Sauter, D.; Stange, C.; Schumacher, V.; Tiehm, A.; Gnirss, R.; Wintgens, T (2021): Impact of ozonation and biological post-treatment of municipal wastewater on microbiological quality parameters.
Environmental Science Water Research & Technology 7, 9: 1643–1656, DOI: 10.1039/D1EW00312G
Ho, J.; Schweikart, C.; Stange, C.; Tiehm, A.; Ahmadi, J.; Thiel, M.; Aumeier, B.; Drewes, J.E.; Buettner, M.; Scheyer, N.; Baumann, L. (2026):
Mikrobiologische Barrierewirkung moderner Wasserwiederverwendungs-systeme zur mikrobiologischen Sicherheit bewässerter Pflanzen
In: Gewässerschutz - Wasser - Abwasser (GWA) 261 51/1-51/9
Ho, J.; Ahmadi, J.; Stange, C.; Schweikart, C.; Drewes, J.E.; Tiehm, A. (2025): Microbial safety and antibiotic resistance of crops after irrigation with reclaimed water. Water Reuse 15 (2), 300–318, DOI: 10.2166/wrd.2025.030
Ho, J.; Ahmadi, J.; Schweikart, C.; Hübner, U.; Schwaller, C.; Tiehm. A.; Drewes, J.E. (2024): Assuring reclaimed water quality using a multi-barrier treatment train according to the new EU non-potable water reuse regulation. Water Research 267: 122429, DOI: 10.1016/j.watres.2024.122429
Hügler, M. (2026): Neue Online-Analysesysteme zur betrieblichen Überwachung der Trinkwasser-aufbereitung. In: Gewässerschutz - Wasser - Abwasser (GWA) 261 48/1-48/8
Hügler, M. Gawriltschuk, G.; Packroff, G. (2025): Einsatz mikrobiologischer Online-Analysesysteme in der Wasserpraxis. gwf-Wasser | Abwasser international 10/2025: Seiten 75 – 82
