Ein Forschungsteam der Goethe-Universität Frankfurt am Main hat gemeinsam mit den Stadtwerken Mörfelden-Walldorf und dem Kompetenzzentrum Wasser Hessen untersucht, wie wirksam eine vierte Reinigungsstufe ist. Die Ergebnisse zeigen: Erweiterte Reinigungsverfahren wie Ozonung und Aktivkohle reduzieren sowohl Spurenstoffe als auch deren biologische Wirkungen deutlich – und leisten damit einen messbaren Beitrag zum Gewässerschutz. Gleichzeitig wird deutlich, dass weitere Optimierungen und eine ganzheitliche Betrachtung erforderlich bleiben.

Untersuchung an hessischer Kläranlage

Untersucht wurde eine kommunale Kläranlage in Mörfelden-Walldorf, die 2023 in zwei Schritten um eine vierte Reinigungsstufe erweitert wurde. Diese umfasst neben Pulveraktivkohle (PAC) mit Tuchfiltration seit Herbst 2023 zusätzlich auch eine Ozonung.

Die Studie kombinierte mehrere Ansätze:

• chemische Analyse von 17 relevanten Spurenstoffen (z. B. Arzneimittel, Korrosionsschutzmittel)
• effektbasierte Methoden: Bioassays (Toxizität, hormonelle Effekte, Mutagenität)
• Freilanduntersuchungen mit Wasserorganismen
• Analyse der Makrozoobenthos-Gemeinschaft im Gewässer

Wasserproben wurden entlang der gesamten Reinigungsstrecke in der Kläranlage sowie im Gewässer ober- und unterhalb der Einleitstelle untersucht.

Zentrale Ergebnisse

• Die vierte Reinigungsstufe steigert die Eliminationsleistung deutlich: im Mittel 83 % der untersuchten Spurenstoffe wurden entfernt (nach der biologischen Reinigung 47 %)
• Ökotoxikologische Wirkungen im Ablauf werden signifikant reduziert
• Hormonelle Effekte und Basistoxizität werden ebenfalls deutlich gesenkt
• Effektbasierte Methoden zeigen: Nach dem Ausbau waren die Effekte im Ablauf geringer als im Gewässer selbst
• Die Kombination aus Ozonung und Aktivkohle zeigt die höchste Wirksamkeit
• Restwirkungen bleiben nachweisbar und zeigen weiteren Optimierungsbedarf
• Einträge aus dem Oberlauf (mit einer weiteren Kläranlage und mehreren Überläufen) beeinflussen die Gewässerqualität und maskieren die positiven Effekte der effizienteren Abwasserreinigung in Mörfelden-Walldorf

Bedeutung für den Gewässerschutz

Die Ergebnisse zeigen: Der Ausbau von Kläranlagen um eine vierte Reinigungsstufe ist eine wirksame Maßnahme zur Reduzierung von Spurenstoffen und deren ökologischen Effekten.

Gleichzeitig zeigt die Studie die Komplexität realer Gewässersysteme. Weitere Einträge – etwa aus dem Oberlauf – beeinflussen die Gewässerqualität zusätzlich. Entscheidend ist jedoch: Der Beitrag der untersuchten Kläranlage konnte durch die Umrüstung deutlich reduziert werden.

„Die Ergebnisse zeigen klar, dass die vierte Reinigungsstufe in der Praxis wirkt und die Belastung des Gewässers messbar sinkt. Gleichzeitig wird deutlich, dass wir Gewässerschutz immer ganzheitlich denken müssen – Einträge finden im gesamten Einzugsgebiet statt“, sagt Prof. Dr. Jörg Oehlmann, Goethe-Universität Frankfurt und Sprecher des Kompetenzzentrums Wasser Hessen.

Für Hessen bedeutet das: Der gezielte Ausbau bestehender Anlagen kann einen wichtigen Baustein zur Verbesserung der Gewässerqualität darstellen – insbesondere in Regionen mit hohem Abwasseranteil.

Beteiligte Institutionen

• Goethe-Universität Frankfurt am Main – Abteilung Aquatische Ökotoxikologie
• Stadtwerke Mörfelden-Walldorf
• Kompetenzzentrum Wasser Hessen

Weitere Informationen

Die vollständige Studie Effectiveness of advanced treatment technologies in the reduction of ecotoxicity and micropollutants at a German municipal wastewater treatment plant. Ist online abrufbar.