The overall aim of the CWPharma project is to reduce the load of active pharmaceutical ingredients (APIs) going into the aquatic environment and especially the Baltic Sea. Municipal wastewater treatment plants (WWTPs) are relevant point sources of APIs, as they treat the wastewater from public households, hospitals and industry of the connected catchment area. However, conventional "state-of-the-art" WWTPs can only remove some APIs, which are either easily biodegradable and/or absorbable to activated sludge, whereas other APIs can pass the WWTP with minor to no reduction. Therefore, reduction of a broad range of APIs can only be achieved by using targeted advanced treatment techniques such as ozonation or powdered and granular activated carbon, respectively, which have already been applied on full-scale for API removal in wastewater treatment in Germany and Switzerland and proven their practical and economical suitability. At the usual applied ozone doses, ozonation of secondary effluent does not mineralize (convert an organic substance into inorganic matter) but transforms organic compounds into smaller and (usually) more biodegradable compounds. Secondary effluent is a complex water matrix consisting of hundreds of different organic substances, and it is not feasible to determine all possible transformation products and oxidation by-products, which might be created by the ozonation process. Thus, utilities and water authorities sometimes struggle with the uncertainties of the ozonation process as they perceive difficulties to judge whether oxidation of the organic matrix is beneficial or if it is creating more problems. As chemical analysis of the water only provides quantitative data for known APIs and transformation products for which chemical standards are available, effect-based ecotoxicological test systems can be used to assess the integrated actual toxicity of the whole water matrix. Based on previous research compiled by Völker et al. (2019), ozonation has a positive impact on several toxicological endpoints. But there are also indications that ozonation can create negative effects for a few toxicological endpoints that can be reduced by a suitable post-treatment. However, only little knowledge is available regarding suitable post-treatments and which ecotoxicological test systems are appropriate to evaluate their impact. In addition, post-treatment options might also have beneficial impacts on water quality parameters, APIs and transformation products. Thus, this report will evaluate different aspects regarding the impact of ozonation and its posttreatment options on (i) water quality parameters, (ii) APIs and transformation products (TPs) and (iii) ecotoxicological effects. The evaluation was conducted at three WWTPs in Linköping (SE), Kalundborg (DK) and Berlin (DE) and different post-treatment options such as moving bed bioreactors (MBBR), deep-bed filters, and a constructed wetland.

Der Einfluss organischer Spurenstoffe (z.B. Arzneimittel, Hormone, Kosmetikprodukte und Pestizide) in Oberflächengewässer sorgt für eine starke Belastung der Gewässerqualität und deren Lebewesen. Ebenso werden Spurenstoffe in der Trinkwasseraufbereitung gefunden. Kläranlagen sind der Haupteintragspfad der organischen Spurenstoffe in die Oberflächengewässer. Die Elimination von Spurenstoffen kann durch Adsorption an Pulveraktivkohle (PAK) oder granulierter Aktivkohle (GAK) erfolgen. Das andere Verfahren ist die Ozonung, bei der Ozon (O3) mit der Organik reagiert und die Spurenstoffe eliminiert oder reduziert. Die Spurenstoffelimination kann online nicht gemessen werden. Weil sich die Spurenstoffe in der organischen Wassermatrix befinden, bedient man sich an Ersatzparametern (Surrogatparameter), welche diese messen. Ein bewährter Surrogatparameter ist der spektrale Absorptionskoeffizient bei 254nm (SAK254). Eine andere Onlineüberwachung ist die Messung der Fluoreszenz der organischen Wassermatrix. Es wurde gezeigt, dass es eine Korrelation zwischen UV und der Fluoreszenz in Bezug auf die Spurenstoffelimination gibt. In dieser Arbeit wird die Praxistauglichkeit der Fluoreszenzmessung untersucht und mit der bewährten UV-Messung verglichen. Die praktische Durchführung dieser Arbeit wurde an einer Ozon-Pilotanlage in der Kläranlage Schönerlinde durchgeführt. Für die SAK254-Messung werden I::SCAN- Sonden der Firma S::SCAN genutzt. Diese nutzen eine photometrische Einzelwellenlängenmessung bei 254nm. Die genutzte Fluoreszenzsonde ist die YSI-EXO2 der Firma Xylem. Sie misst die Fluoreszenz über einen fDOM-Sensor (fDOM = fluorescent Dissolved Organic Matter). Die Extinktion dieser Sonde beträgt 365 ± 5 nm und die Emission erfolgt bei 480 ± 40 nm. Für den praktischen Vergleich zwischen SAK254 und fDOM dienen Onlinedaten die in einem Zeitraum von einem Jahr aufgenommen wurden. Die Onlinedaten wurden unter verschiedenen Randbedingungen, gleichbleibende Wasserqualität-variierender Ozoneintrag und variierende Wasserqualitätkonstanter Ozoneintrag, verglichen und ausgewertet. Es konnte gezeigt werden, dass die Fluoreszenzsonde alle Werte unter den Randbedingungen analog zur SAK254-Sonde abbilden konnte. Die gebildete relative Abnahme delta fDOM war nahezu gleich des delta SAK254. Dies bestätigte die Korrelation von Fluoreszenz und UV auch im praktischen Betrieb. Zudem wurden die Auswirkungen des Foulings auf die Fluoreszenzsonde betrachtet. Fouling sind organische und mineralische Ablagerungen auf den Sensoroberflächen. Das Fouling wurde bei den SAK254-Sonden und der Fluoreszenzsonde festgestellt. Bei der SAK254-Sonde hat das Fouling Einfluss auf die Zu- und Ablaufwerte. Dadurch ändert sich die gebildete Abnahme und es kommt zu Überdosierungen. Auch bei der Fluoreszenzsonde sind Veränderungen der Zuund Ablaufdaten zu erkennen. Dennoch wird die gebildete Abnahme von fDOM durch das Fouling nicht beeinflusst und es kommt nicht zu Überdosierungen. In allen Abschnitten wurde die Elimination der Spurenstoff Benzotriazol, Diclofenac, Metoprolol und Iopromid gegenüber delta SAK254 und delta fDOM gestellt. In allen Auswertungspunkten war die Elimination über die Fluoreszenz tendenziell höher als die der UV-Messung. Weil die Spurenstoffabnahme mit der spezifischen Ozondosis (EDOC,korr) korreliert und diese konstant ist, kann die minimale höhere Elimination nur mit der „Unschärfe“ der Korrelation zwischen SAK254 und fDOM begründet werden. Anhand der Ergebnisse dieser Arbeit konnte die Korrelation zwischen Fluoreszenz und UV im praktischen Betrieb bestätigt werden. Die Fluoreszenz könnte als Monitoring-Parameter genutzt werden. Auch zur Regelung könnte die Fluoreszenz eine Alternative sein. Dennoch besteht dort noch Forschungsbedarf, weil der Surrogatparameter fDOM in diesem Forschungsprojekt nicht als Regelparameter eingesetzt wurde.

As part of their communication activities, multi-actor approach projects are required to produce short “practice abstracts” (PAs) which outline their plans and main findings. The information should be easy understandable and provided throughout the project’s life-cycle. This information must therefore be shared in a specific format (the “EIP Common format”) which is specially made so that project info and results can be shared with those who can apply the findings. The format includes: a short and understandable title, a succinct summary of the issue tackled and the main outcomes and recommendations produced, and contact details to find further information. The content of the submitted practice abstracts can be updated at any moment according to new findings.

General methodology of Life Cycle Assessment that will be used to assess the environmental evaluation of each case study. This includes the description of the used methods and tools, as well as information that applies for all studied systems. The document also comprises the methodological approach, the interpretation concept and specific assumptions for the innovative production strategies assessed within the CS of Circular Agronomics. All studied systems are described in detail and a brief overview over the further steps of the environmental assessment, including data collection and calculations is given.

Objectives: (i) To ensure that knowledge developed during the project is properly captured and dissemination is effectively targeted and carried out systematically (ii) To promote a continuous knowledge exchange and transfer for project outcomes with interested stakeholders beyond the consortium (iii) To formulate fact based policy recommendations that stimulate the transition towards a circular economy (iv) To create public awareness concerning the need for a circular economy and the actions required to move towards its realisation

The Implementation Plan (D2.1) is a document, which outlines how and where different digital solutions for water infrastructures will be demonstrated and assessed in the scope of WP2 of the DWC project. It is the first of three deliverables and followed by demonstration and assessment of performance and return of investment by means of key performance indicators (KPI) also defined in this deliverable. ; Version (v0.1.0) submitted to EC.

Die Ökobilanz nach ISO 14040 kann die globalen Umweltwirkungen von Kläranlagen umfassend bewerten. Dabei werden durch die Lebenszyklusperspektive alle relevanten direkten und indirekten Umweltwirkungen über ein Stoffstrommodell erfasst und mit verschiedenen Indikatoren nachvollziehbar bewertet. Der Beitrag beschreibt das schrittweise Vorgehen bei einer Ökobilanz und zeigt anhand von Beispielen mögliche Anwendungsfelder und Ergebnisse auf.

Organische Spurenstoffe wie Rückstände von Arzneimitteln oder Kosmetika können auf Wasserlebewesen bereits in geringen Konzentrationen negative Auswirkungen haben [1]. In der Schweiz werden bis 2040 ausgewählte Abwasserreinigungsanlagen (ARA) mit Reinigungsstufen zur Spurenstoffelimination ausgerüstet. Heute sind bereits auf zehn Kläranlagen die neuen Reinigungsstufen in Betrieb. Für diesen ARA-Ausbau eignen sich Verfahren mit Ozon, Pulverkohle (PAK) oder granulierter Aktivkohle (GAK) [2]. Die Belastung der Gewässer durch organische Spurenstoffe geht dadurch deutlich zurück, was zu einer Verbesserung der Wasserqualität führt [1, 3]. Der Nutzen dieser Reinigungsstufen ist somit unbestritten. Deren Betrieb benötigt aber zusätzliche Betriebsmittel, was wiederum Treibhausgasemissionen und andere Umweltauswirkungen verursacht. ARA tragen nur im tiefen Prozentbereich zu den gesamten Schweizer Treibhausgasemissionen bei, und die Spurenstoffelimination ist lediglich eine von mehreren Reinigungsstufen. Dennoch sollten die mit dem Betrieb dieser zusätzlichen Reinigungsstufen verbundenen Auswirkungen auf die Umwelt möglichst gering ausfallen. Der vorliegende Artikel verdeutlicht, welche Faktoren stark zum CO2-Fussabdruck der verschiedenen Verfahren auf Schweizer Kläranlagen beitragen. Dieses Wissen kann bei der Planung und hauptsächlich bei der Betriebsoptimierung von Reinigungsstufen zur Spurenstoffelimination unterstützen. Viele CO2-sparende Massnahmen führen auch dazu, dass die Kosten für Betriebsmittel und Strom sinken. Klimafreundlicher Gewässerschutz kann sich also auch aus wirtschaftlicher Sicht lohnen.

This report analyses a number of processes for material recovery at municipal wastewater treatment plants in their environmental impacts. Based on the method of Life Cycle Assessment, the analysis shows that material recovery can yield environmental benefits by reducing primary energy demand and related greenhouse gas emissions during operation. This is mainly due to operational savings in energy, chemicals or sludge amount which come in association with material recovery. Product quality assessment for potential contamination showed no unacceptable risks for human health or ecosystems during the application and use of recovered materials.

Proper marketing of the SMARTechs and related products or services from the EU innovation action is crucial to enable a successful commercial exploitation of the project outputs. To help the project partners and product owners with this task, the project consortium decided to develop marketing support material for each technology, service or product developed and demonstrated in the action. This report contains 13 informative flyers for marketing purposes, which support the targeted communication towards key stakeholders in this sector. The two-page flyers include information on the challenge and goal of the process, service or product together with a graphical representation, a list of unique selling points and contact information of the respective partners. The uniform design generates a high memorability and a close association to the SMART-PLANT innovation action and provides professional marketing material for the targeted end-users such as wastewater treatment plant operators and managers or other professionals in this field.