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Was sich an Abwässern aus den Haushalten und Betrieben in der Kanalisation ansammelt, gelangt von dort in die Kläranlagen, wo es in mehrstufigen Verfahren von Rückständen und Schadstofffrachten gereinigt wird. Danach wird das Wasser über die Flüsse wieder in den natürlichen Kreislauf zurückgeführt. Der bei der Reinigung anfallende Klärschlamm wird in der Regel verbrannt. Diese „schadlose“ Entsorgung hat bei der Behandlung der kommunalen Abwässer in Deutschland und Europa oberste Priorität. Denn sie hat entscheidende Vorteile beim Schutz vor möglichen Gesundheitsgefährdungen: Würde das vorgereinigte Abwasser zur Bewässerung in der Landwirtschaft weiterverwendet, könnten mit ihm auch Krankheitskeime oder Arzneimittelrückstände auf die Felder gelangen. Und auch eine „schleichende“ Verunreinigung des Bodens durch im Klärschlamm enthaltene Schwermetalle wird vermieden.

In vielen trocken-warmen Regionen der Erde steht jedoch so wenig Frischwasser zur Verfügung, dass sich dies nicht nur auf die Hygiene, sondern auch auf die Erzeugung von sauberen Lebensmitteln auswirkt. Zudem können es sich viele Länder der „Dritten Welt“ nicht leisten, die im Abwasser gebundenen organischen Stoffe zu vernichten: Sie werden dringend für die Humusbildung oder als Dünger benötigt. Ohne die Weiterverwendung der Abwässer wäre deshalb in vielen Regionen mittel- bis langfristig weder eine ausreichende Agrarproduktion noch eine nachhaltige Sicherung der vorhandenen Frischwasserressourcen möglich.

Forscher am Fraunhofer IITB arbeiten daran, Alternativen zu dem sicheren, aber (in Teilen) „verschwenderischen“ Umgang der Mitteleuropäer mit ihrem Altwasser zu finden. Genutzt wird dabei unter anderem die „Stoffstrombetrachtung“. Diese Methode hat sich bereits bei der Planung und Überwachung geschlossener Wasserkreisläufe in der Industrie bewährt: Im Gegensatz zu den in den Mischkanalisationen anfallenden kommunalen Abwässern enthalten industrielle Prozessabwässer ein beschränktes und eindeutig definierbares Stoffgemisch. Eine wiederholte Nutzung, verschiedenste Technologien zur Aufbereitung und die ressourcensparende Kreislaufführung von Prozesswasser sind in vielen Bereichen der Industrie also bereits Standard. Sollen ähnliche Konzepte für eine Kreislaufwirtschaft bei kommunalen Abwässern praktikabel werden, müssen allerdings umfangreichere (und preisgünstige) Verfahren entwickelt werden. Denn bei diesen Abwässern sind die mitgeführten Stoffe nicht vorab festgelegt. Und es gibt bislang keinerlei ausgereifte Konzepte, durch welche Behandlungstechniken Abwässer mit offenem Stoffinventar so effizient behandelt werden können, dass eine für die Natur und die Gesundheit der Menschen unbedenkliche Nutzung des Wassers und der darin mitgeführten Wertstoffe möglich wird. Um Methoden und Verfahren für eine effektive Kreislaufwirtschaft für Mischabwässer aus Haushalten und Betrieben entwickeln zu können, müssen auch Aspekte wie die Lebensdauer, Migration und der Abbau von Schadstoffen und Krankheitskeimen im Oberboden wissenschaftlich untersucht werden. Ebenso werden Analysen zum Stofftransfer in die Nahrungskette benötigt, um Toleranzgrenzen zu ermitteln. Und schließlich müssen die Forscher gewährleisten, dass nicht nur Verfahren und Technologien der Abwasserbehandlung berücksichtigt, sondern auch vorsorgliche Maßnahmen geprüft werden, mit denen von vorneherein verhindert wird, dass gefährliche Stoffe in das Abwasser gelangen.