Auswirkungen des Klimawandels zeigen sich schon heute in der Häufung extremer und langanhaltender Trockenzeiten. Die Bereitstellung alternativer Wasserressourcen gewinnt somit auch in Deutschland zunehmend an Bedeutung.
Dürreperioden, fallende Grundwasserspiegel und steigender Wasserbedarf stellen wachsende Herausforderungen dar. Besonders in wasserarmen Regionen Deutschlands, wie der Schweinfurter Trockenplatte, wird die Nutzung alternativer Wasserquellen zunehmend wichtiger. Aufgrund der geologischen Gegebenheiten fällt hier der Niederschlag mit ca. 500 mm pro Jahr sehr gering aus, und der Boden speichert Wasser nur schlecht.
Die Europäische Union hat mit der Verordnung 2020/741 mikrobiologische Qualitätsstandards für die Wiederverwendung von Nichttrinkwasser festgelegt, um die sichere Nutzung für landwirtschaftliche Bewässerung zu gewährleisten und die Süßwasserressourcen zu entlasten.
Pilotprojekt in Schweinfurt: Wasseraufbereitung und Tests
Das Nutzwasser-Forschungsprojekt untersuchte die Machbarkeit und Sicherheit der Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft. In Zusammenarbeit mit Projektpartnern wurde an der Kläranlage Schweinfurt eine Pilotanlage zur Wasseraufbereitung untersucht. Zwei Wasseraufbereitungsverfahren wurden getestet:
Train A (Minimalbehandlung nach EU-Richtlinie): Filtration + UV-Desinfektion
Train B (Erweiterte Behandlung): Ultrafiltration, Ozonierung, biologische Aktivkohlefiltration (BAC) und UV-Desinfektion
Das aufbereitete Wasser wurde auf mikrobielle und molekularbiologische Parameter untersucht, darunter fäkale Indikatoren, humanpathogene Viren, antibiotikaresistente Bakterien (ARB) und Antibiotikaresistenzgene (ARGs).
Um die Sicherheit von wiederaufbereitetem Wasser zu bewerten, wurden verschiedene Nutzpflanzen (Salat, Tomaten, Melonen, Zwiebeln, Sellerie) unter Freiland- und Gewächshausbedingungen mit dem gereinigten Wasser bewässert. Tropf- und Überkopfbewässerung wurden verglichen.
Zentrale Ergebnisse
Das fortschrittliche Verfahren (Train B) reduzierte nahezu alle Parameter auf nicht nachweisbare Werte und erfüllte die EU-Vorgaben vollständig. Die EU-Minimalbehandlung (Train A) war dagegen nicht immer ausreichend. Antibiotikaresistenzgene ließen sich auch nach aufwendiger Behandlung noch nachweisen.
Auf mit wiederverwendetem Wasser bewässerten Pflanzen zeigten sich die gleichen Organismen wie auf den mit Trinkwasser bewässerten Pflanzen. Die Mikroorganismen stammten höchstwahrscheinlich aus dem Boden oder durch Kontakt mit Tieren und nicht aus dem Bewässerungswasser.
Im Test der einzelnen Behandlungsstufen (UV, Ozon, Ultrafiltration) zeigte sich eine sehr hohe Entfernungsleistung der Pilotanlage. Außerdem konnte gezeigt werden, dass mindestens zwei Virus-Surrogate zur Bewertung der Reinigungsleistung genutzt werden sollte, anstatt nur eines, wie in der EU-Verordnung gefordert.
Fazit & Ausblick
Das Nutzwasser-Projekt zeigt, dass aufbereitetes Wasser eine sichere und nachhaltige Lösung für die landwirtschaftliche Bewässerung sein kann.
Der Verbleib von Antibiotikaresistenzgenen in der Umwelt bleibt ein offenes Forschungsfeld. Im Anschlussprojekt Nutzwasser für städtisches Grün, gefördert vom Freistaat Bayern, wird diese Fragestellung vom TZW weiterverfolgt.
Veröffentlichungen:
Johannes Ho, Javad Ahmadi, Carolin Schweikart, Uwe Hübner, Christoph Schwaller, Andreas Tiehm, Jörg E. Drewes, Assuring reclaimed water quality using a multi-barrier treatment train according to the new EU non-potable water reuse regulation, Water Research, Volume 267, 2024, 122429, ISSN 0043-1354, https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122429.
