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Belgien zählt zu den Ländern Europas, die am stärksten vom Wasserstress betroffen sind. Besonders exponiert ist Flandern. Dort treffen hohe Urbanisierung, steigender Wasserbedarf und eine starke Abhängigkeit von Oberflächenwasser für die Trinkwasserversorgung zusammen [1]. Als Antwort darauf wurde in Aalst mit dem Wasserproduktionszentrum (WPC) Hofstade (Fig. 1) die erste Direct-Potable-Reuse-(DPR-)Anlage Europas in Betrieb genommen, die kommunales Abwasser direkt zu Trinkwasser aufbereitet. An die Qualitätssicherung stellt ein solches Verfahren neue Anforderungen: Die Aufbereitung läuft kontinuierlich, das Produkt gelangt ohne natürlichen Puffer ins Verteilnetz, aber die regulatorisch vorgeschriebenen Kultivierungsverfahren liefern erst nach Tagen Resultate.
Das WPC Hofstade wurde 2025 in Betrieb genommen. Entwickelt hat es Waterunie, ein Gemeinschaftsunternehmen der beiden flämischen Trinkwasserversorger Farys und De Watergroep, in Zusammenarbeit mit dem belgischen Wasserspezialisten Nuoro, dem Abwasserunternehmen Aquafin und der Forschungsplattform Capture. Die Anlage produziert 400 Millionen Liter Trinkwasser pro Jahr und versorgt damit rund 12 000 Personen. Bis Ende 2026 soll die Kapazität auf 800 Millionen Liter pro Jahr verdoppelt werden.
Das von der flämischen Regierung unterstützte Projekt wurde auch schon ausgezeichnet. So erhielt es 2025 den Water Reuse Europe Innovation Prize [2], und im Mai 2026 wurde die DPR-Anlage bei den Global Water Awards in der Kategorie «Municipal Reuse Project of the Year» gewürdigt.
Ausgangspunkt der Aufbereitung ist ein Teilstrom des Sekundärablaufs der kommunalen Abwasserreinigungsanlage Aalst. Er durchläuft eine mehrstufige Barrierenkette: zwei Edelstahl-Mikrosiebe zur Abtrennung grober Partikel, eine Ultrafiltration mit Hohlfasermembranen aus Polyvinylidenfluorid (Porengrösse 30 nm, Ausbeute über 90%, theoretischer Log-Reduktionswert von 6,3 für Bakterien und 2 für Viren), eine zweistufige Umkehrosmose im Single-Pass-Betrieb mit einer Ausbeute von 70–75% und einer Leistung von 50 m³/h, eine UV-Desinfektion mit anschliessender Aktivkohlefiltration als zusätzliche Barriere für organische Spurenstoffe sowie eine abschliessende UV-Desinfektion mit Nachchlorierung. Die Gesamtausbeute liegt bei 63%, der spezifische Energiebedarf dank Energierückgewinnung bei 0,63 kWh/m³ Trinkwasser. Zum Schluss wird das aufbereitete Wasser in einem Mischverhältnis von ca. 1:9 in das Hochdruck-Trinkwassernetz eingespeist [1].
Als Pionieranlage stand Hofstade unter intensiver regulatorischer und öffentlicher Beobachtung. Im Bewilligungsverfahren mussten die Betreiber einen Wassersicherheitsplan und eine umfassende Risikoanalyse vorlegen. Dabei zeigte sich, dass eine ausschliesslich periodische mikrobiologische Beprobung die geforderte Sicherheit nicht liefern kann.
Der Grund liegt in der Methodik. Die mikrobiologische Beurteilung von Trinkwasser stützt sich auf kultivierungsabhängige Parameter, in der Schweiz gemäss TBDV [3]. Diese Verfahren sind für den regulatorischen Nachweis etabliert, brauchen aber Zeit: Für aerobe mesophile Keime (AMK) sind 72 Stunden Inkubation nötig [3]. Rechnet man Probenahme, Transport und Rapportierung ein, liegt ein Resultat realistisch nach vier bis fünf Tagen vor. Für eine Anlage, die 50 m³ Wasser pro Stunde ohne natürlichen Puffer ins Netz einspeist, ist eine solche Blindphase betrieblich nicht tragbar. Hinzu kommt, dass ein Teil der Umweltmikroorganismen in einem lebensfähigen, aber nicht kultivierbaren Zustand (VBNC) vorliegt und auf Nährmedien nicht anwächst. Die tatsächliche mikrobielle Belastung wird dadurch systematisch unterschätzt.
Waterunie ergänzte die LaborĂĽberwachung deshalb um eine kontinuierliche Bestimmung der Gesamtzellzahl (GZZ) mittels Online-Durchflusszytometrie. Eingesetzt wird das vollautomatische Durchflusszytometer BactoSense der Schweizer Firma bNovate Technologies SA mit Hauptsitz in Ecublens. Die methodischen Grundlagen sind in Box 1 zusammengefasst. Das Gerät ist am Ende der Behandlungskette installiert, unmittelbar bevor das Wasser ins Verteilnetz gelangt (Fig. 2). Es entnimmt die Probe selbstständig, versetzt sie mit einem fluoÂreszierenden Farbstoff und liefert das quantitative Resultat in nur 20 Minuten. In Hofstade wird im Vier-Stunden-Intervall gemessen.
Entscheidend für den betrieblichen Nutzen ist jedoch nicht die Messfrequenz allein, sondern die Einbindung. Die GZZ und die mehrstufigen Grenzwerte sind vollständig in das Prozessleitsystem (SCADA) integriert und als Parameter in der Steuerung (PLC) hinterlegt. Bei geringfügig abnormalen Veränderungen des aufbereiteten Trinkwassers wird das Betriebspersonal informiert, bei starken Veränderungen wird die Anlage automatisch gestoppt, sodass kein beeinträchtigtes Wasser die Konsumenten erreicht (zu «abnormalen Veränderungen» s. Box 2). Die Durchflusszytometrie ist damit kein passives Beobachtungsinstrument, sondern ein aktives Kontrollelement der Anlage.
«Wir haben BactoSense für unsere Trinkwasserproduktionszentren mit Membranfiltration gewählt, weil ein kontinuierlicher Einblick in die mikrobiologische Qualität des produzierten Trinkwassers unverzichtbar ist», sagt Bart De Gusseme, Senior Expert Innovation Water beim Wasserversorger Farys. «Im DPR-Schema des WPC Hofstade erlaubt die Online-Überwachung, den Verlauf der Gesamtzellkonzentration in Echtzeit zu verfolgen. Der Parameter ist in der Steuerung so programmiert, dass die Anlage bei einer abnormalen Veränderung automatisch stoppt. Zusätzlich zu den häufigen bakteriologischen Analysen unseres Trinkwasserlabors hilft uns die Technologie, die mikrobielle Qualität des abgegebenen Wassers abzusichern und das Vertrauen in die Trinkwasserwiederverwendung als sichere Trinkwasserressource zu stärken.»
Für Schweizer Wasserversorgungen liegt die Relevanz von Hofstade weniger im DPR-Verfahren selbst als in der Art, wie dort eine mikrobiologische Grösse betrieblich verwertbar gemacht wird. Ausgangspunkt ist ein Problem, das die Schweizer Selbstkontrolle ebenso betrifft: Ein kritischer Kontrollpunkt (CCP) muss quasi-kontinuierlich überwacht werden, die Resultate müssen also praktisch in Echtzeit vorliegen. Klassische mikrobiologische Kultivierungsverfahren können das nicht leisten.
Die Durchflusszytometrie schliesst diese Lücke. Die Bestimmung der Gesamtzellzahl ist im SVGW-Methodenkatalog als Methode MW102 verankert und damit eine in der Schweizer Wasserversorgung anerkannte Referenzmethode [5]; bei ihrer Etablierung wurde hierzulande wesentliche Pionierarbeit geleistet [4]. Die Richtlinie W12 führt sie als weitere Möglichkeit zur Überwachung kritischer Kontrollpunkte auf.
Hofstade zeigt praktisch auf, wie die Gesamtzellzahl nicht nur als Trendparameter visualisiert, sondern in der Logik eines CCP gefĂĽhrt wird, mit definierten Alarmgrenzwerten und einer im Prozessleitsystem hinterlegten Massnahme. Formal beruht die Anlage auf einem Water Safety- Plan nach WHO-Vorgaben; das zugrunde liegende Prinzip ist jedoch dasselbe, das die W12 mit dem HACCP-Konzept verankert.
Diese Logik ist auf andere Wasseraufbereitungsprozesse übertragbar, überall dort, wo zwischen einem Ereignis und dem Laborresultat mehrere Tage liegen. Beide Ansätze bleiben dabei komplementär: Kultivierungsverfahren liefern den regulatorisch vorgeschriebenen Nachweis, die Durchflusszytometrie die zeitnahe Überwachung der mikrobiellen Gesamtbelastung.
Hofstade belegt, dass eine mikrobiologische Messgrösse als aktiver KonÂtrollparameter einer Trinkwasseranlage gefĂĽhrt werden kann. Damit erfĂĽllt die Anlage eine Bedingung, die fĂĽr jedes Pionierprojekt gilt: Wer eine neue Aufbereitungstechnologie einsetzt, muss deren Wirksamkeit jederzeit belegen können, gegenĂĽber der Behörde und gegenĂĽber der Ă–ffentlichkeit. Die Online-Durchflusszytometrie schliesst dabei eine LĂĽcke, die physikalisch-chemische Parameter nicht abdecken. Mit steigendem Druck auf die Wasserressourcen und weiteren Wiederverwendungsprojekten nimmt die Bedeutung dieser Absicherung weiter zu.
[1] Waegenaar, F. et al. (2026): Quality assessment and microbial monitoring of a full-scale direct potable reuse plant in Flanders, Belgium. Water Reuse 16(1): 90–107.
[2] Water Reuse Europe (2025): Water Reuse Europe Innovation Prize 2025.
[3] Eidgenössisches Departement des Innern (EDI) (2017): Verordnung über Trinkwasser sowie Wasser in öffentlich zugänglichen Bädern und Duschanlagen (TBDV, SR 817.022.11), Bern
[4] Hammes, F. et al. (2008): Flow-cytometric total bacterial cell counts as a descriptive microbiological parameter for drinking water treatment processes. Water Research 42(1–2): 269–277
[5] SVGW (2023): Bestimmung der Gesamtzellzahl in Wasserproben mittels Durchflusszytometrie. MW 102 d. SVGW Fachverband für Wasser, Gas und Wärme, Zürich
(Box 1)
Zellen in der Wasserprobe werden mit einem fluoreszierenden Farbstoff angefärbt und durch eine Kapillare geleitet, wo sie von einem Laser angeregt werden. Über die Auswertung der emittierten Lichtsignale können sie einzeln und genau gezählt werden. Die Lichtsignaturen aller gemessenen Zellen ergeben zusammen einen Fingerabdruck, der die mikrobielle Zusammensetzung der Probe widerspiegelt.
Zur Beurteilung der mikrobiologischen Trinkwasserqualität werden üblicherweise Kultivierungsverfahren angewendet. Diese erfassen Mikroorganismen, die sich unter den gegebenen Bedingungen vermehren können. Ein bekanntes Beispiel ist die AMK-Methode (aerobe mesophile Keime): Sie erfordert eine Inkubation von bis zu
72 Stunden und weist weniger als 1% aller vorhandenen Bakterien nach [4].
Die Durchflusszytometrie erfasst die Gesamtheit aller Zellen, unabhängig von deren Kultivierbarkeit, und liefert das Resultat 20 Minuten nach der Probenahme. Beide Methoden sind komplementär: Kultivierungsverfahren liefern den regulatorischen Nachweis, die Durchflusszytometrie eine vollautomatische Überwachung der mikrobiellen Gesamtbelastung.
Die Bestimmung der Gesamtzellzahl mittels Durchflusszytometrie ist im SVGW-Methodenkatalog als Methode MW102 verankert und stellt eine in der Schweizer Wasserversorgung anerkannte Referenzmethode dar [5].
(Box 2)
Die EU-Trinkwasserrichtlinie (2020/2184) legt nicht für alle Parameter Zahlenwerte fest. Für mehrere Indikatorparameter (darunter die Koloniezahl bei 22 °C) lautet die Anforderung «keine abnormale Veränderung». Massstab ist also nicht ein absoluter Höchstwert, sondern die Abweichung vom eigenen Normalzustand.
Waterunie wendet dieselbe Logik auf die Gesamtzellzahl an. Massgebend ist das Betriebsband, das sich aus den Online-Daten der Anlage ergibt: Während der Inbetriebnahme lagen die Zellzahlen im abgegebenen Trinkwasser in einem bestimmten Band. Warn- und Eingriffsschwellen werden aus diesem Band abgeleitet, nicht aus einem gesetzlich festgelegten Grenzwert.
Die SVGW-Methode MW102 und die W12 folgen demselben Prinzip: Für die Gesamtzellzahl wurden bewusst keine allgemeingültigen Grenzen festgelegt, weil jede Wasserversorgung ihre eigenen anlagenspezifischen Erfahrungswerte erheben muss, und weil die Trendinformation aussagekräftiger ist als der Einzelwert.
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