In den letzten ca. 150 Jahren wurden Verfahren entwickelt, um in Kläranlagen über zumeist drei Stufen die wesentlichsten Verunreinigungen (Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor) im Abwasser zu entfernen. Die Industriegesellschaft hat jedoch Klassen von Schadstoffen hervorgebracht, die mit diesen traditionellen Methoden nicht entfernt werden können. Dazu gehören anthropogene organische Mikroschadstoffe, z.B. Rückstände von Medikamenten, Hormone und Industriechemikalien in extremer Verdünnung. In kommunalen Kläranlagen versucht man, diesen – leider bisher unzureichend – mit der so genannten „vierten Reinigungsstufe“ zu begegnen. An Orten, an denen Abwässer mit hohen Konzentrationen dieser Schadstoffe oder auch Ionen und Salzfrachten sowie landwirtschaftlichen Rückständen entstehen, wird versucht, diese möglichst vor Einleitung zu entfernen. ThWIC adressiert mit den Projekten im Innovationsfeld „Wasser Reinigen“ zielgerichtet diese Herausforderungen.