Technical municipal water infrastructure, urban green areas and urban water bodies can be brought together in an optimized manner to deliver sustainable management of rainwater and domestic wastewater. Moreover, this approach allows urban areas to be designed in a way that leverages ecosystem services that reduce thermal load and thus contributes to a better quality of life despite climate change. To this end, suitable moduls from green and blue infrastructure have been rated in terms of their potential and explained using examples. By defly coupling these elements, their respective strengths can be pooled to unlock synergies. Integrated planning processes that may adopt different approaches help to weaken the impacts of climate change and allow the development of the different infrastructures to be more closely interlinked.

Thermal-pressure hydrolysis and thermal-alkaline hydrolysis of secondary sludge, from the wastewater treatment plant Waßmannsdorf, were compared based on the physical changes of the treated sludges. For this purpose, seven parameters were determined for investigation. These were: Viscosity, particle size distribution, microscopic images, capillary suction time (CST), TR after the laboratory centrifuge test, zeta potential and foaming potential. To measure these parameters, methods were developed and then applied respectively to sludges from both treatments. The thermal-pressure hydrolysis performed better than the thermal-alkaline hydrolysis in each parameter investigation. In particular, the dewaterability of the sludges after digestion, which represents an important cost factor in sewage plant operation, could be improved by thermal-pressure hydrolysis, but not by thermal-alkaline hydrolysis.

Green roofs are widely recognized as a viable solution in the context of water-sensitive urbanization, especially with respect to their effects on heat island mitigation and future-proof urban drainage [1, 2, 3, 4, 5]. In order to support their dissemination throughout different regions, comparisons of performance under varying climatic conditions can be very useful. Storm characteristics such as rainfall depth, intensity and duration can be expected to play an important role, as well as the temporal distribution of storm events relative to seasonal patterns of temperature, radiation and wind. This paper summarizes the first of several such data- and model-based comparisons between Germany and China planned in the Sino-German cooperative project “Smart Technologies for Sustainable Water Management in urban Catchments as Key Contribution to Sponge Cities” (KEYS).

Urban water infrastructure is increasingly expected to be resilient to change. To support such resilience goals of cities we propose an approach, which quantifies resilience based on observed or simulated system performance and a tolerable threshold of performance. The approach is demonstrated for the performance of urban drainage systems during storm events regarding their impact on receiving surface waters. The exemplary application underlines that resilience can be quantified and that it may support the understanding of system performance. Moreover, different disturbances (such as storm events or technical system failures) can be assessed separately or in combination. The presented approach is suggested as a starting point to be tested and developed further. In order to allow this development, all the functions used were joined in an R package and made freely available online.

Die Häufung der Befunde von Arzneimittelrückständen in Oberflächengewässern in Deutschland und weltweit, stellen eine aktuelle Gefährdung der stark belasteten städtischen Oberflächengewässer, als aquatisches Ökosystem und unentbehrliche Ressource zur Trinkwassergewinnung, dar. Als eine der bedeutendsten Eintragspfade in Oberflächengewässer gelten die Abläufe kommunaler Kläranlagen. Grund dafür ist, dass die oft persistenten und bioakkumulierenden Stoffe durch den konventionellen Klärprozess nicht aus dem Wasser entfernt werden können. Auch die verschärften Bestimmungen gegenüber den einzuhaltenden Wasserqualitätsparametern, wie Nährstoffgehalt oder Keimkonzentrationen, die sich aus der Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie sowie der EU-Badegewässerrichtlinie ergeben, können voraussichtlich nur durch die Einführung einer 4. Reinigungsstufe eingehalten werden. Ein steigender Arzneimittelgebrauch, beschleunigt durch den demographischen Wandel, sowie eine geringere Verdünnung des gereinigten Abwassers aufgrund der erwarteten klimatischen Veränderungen, unterstreichen die Notwendigkeit einer 4. Reinigungsstufe mit dem Ziel einer weitergehenden Spurenstoffelimination. Die vorliegende Arbeit wurde in der Firma „Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH“ (KWB) im Zuge der Mitarbeit im EU-Forschungsprojekt „AquaNES“ am Versuchsstandort „Klärwerk Schönerlinde“ verfasst. Die auf dem Betriebsgelände der Berliner Wasserbetriebe (BWB) betriebene zweistufige Pilotanlage besteht aus einer Ozonung sowie einer nachgeschalteten biologischen Behandlung durch zwei parallel betriebene bepflanzte Bodenfilter (BF). Bodenfilter 1 (BF 1) wurde als klassischer Sandfilter konzipiert, das Filterbett von Bodenfilter 2 (BF 2) besteht aus einem kiesigen Lava-Biokohle-Gemisch. In der vorliegenden Arbeit wurde die Reinigungswirkung der vertikal durchströmten BF bestimmt, verglichen und bewertet. Diese wurde anhand der, zwischen Zu- und Ablauf, gemessenen Differenz verschiedener Wasserqualitätsparameter (WQPM), der Konzentration relevanter Abwasserkeime sowie ausgewählter Spurenstoffe untersucht. Im besonderen Fokus standen dabei die durch die BF erzielbare Spurenstoffelimination sowie der Rückschluss auf die jeweils verantwortlichen Prozesse im Filterbett. Als Grundlage der Analyse wurden die laboranalytischen Rohdaten von 60 Probenahmeterminen, die über einen 20-monatigen Beprobungszeitraum (Mai 2017 - Dez. 2018) bestimmt wurden, verwendet. Zusätzlich wurden eigene praktische Untersuchungen zur genaueren Bestimmung der gelösten Sauerstoffkonzentration im Filterbett der BF unternommen. Es konnte eine zusätzliche Reinigungsleistung der beiden BF gegenüber fast allen betrachteten Parametern, gezeigt werden. Für das Gesamtverfahren aus Ozonung und bepflanzten BF wurde eine Verbesserung für ausnahmslos alle untersuchten Parameter aus den Kategorien Wasserqualität, Mikrobiologie und Spurenstoffe erreicht. Für die untersuchten WQPM: CSB, BSB5, DOC, Nitrat, organischer Stickstoff, AFS und Trübung zeigte BF 2 eine höhere bzw. gleichstarke Reinigungsleistung. Auch die betrachteten Spurenstoffe CBZ, DCF, BTA, MTP und OXP wurden durch BF 2, aufgrund des adsorptiven Rückhalts an der Biokohle, effektiver eliminiert. Nur CLA wurde besser durch BF 1 reduziert. TCPP wurde durch beide BF etwa gleichgut zurückgehalten. BF 1 zeigte dagegen deutlich höhere Effektivität bei der Reduktion aller betrachteten Abwasserkeime (E. Coli-, Enterokokken-, C. Perfringens- und somatische Coliphagen). In den BF wurden biologischer Abbau, Adsorption in BF 2 sowie Filtration als hauptsächliche Eliminationsprozesse ausgemacht.