Denitrifikation

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Die Denitrifikation

Ein Gramm NO3-N ist somit als Oxidans 2,86 g O2 äquivalent und steht für die Oxidation von Substrat (z. B. Kohlenstoffverbindungen aus dem Rohabwasser) zur Verfügung. Um die Denitrifikation im Belebtschlammverfahren ablaufen zu lassen, muss daher auch eine Elektronenquelle, ein Reduktans vorhanden sein, die ausreichend Nitrat zu N2 reduzieren kann. Wenn im Rohabwasser zu wenig Substrat vorhanden ist, kann dieses künstlich zugesetzt werden (z. B. Methanol). Zudem wird bei der Denitrifikation die bei der Nitrifikation aufgetretene Veränderung der H+-Konzentration (pH-Wert-Verschiebung) korrigiert. Dies ist insbesondere bei schlecht gepufferten Wässern von Bedeutung.

 

Die Prozesse Nitrifikation und Denitrifikation benötigen somit in Summe 1,5 g O2 um ein Gramm TKN (Total-Kjeldahl-Stickstoff, org. N + NH4-N) in N2 umzusetzen.

 

Die Nitrifikation und die Denitrifikation stehen im Hinblick auf die erforderlichen Umweltbedingungen in erheblichem Widerspruch. Die Nitrifikation benötigt Sauerstoff (oxische Verhältnisse) und CO2 (Nitrosomonas und Nitrobacter sind chemolithoautotrophe Mikroorganismen). Die Denitrifikation erfolgt nur unter Abwesenheit von gelöstem Sauerstoff (anoxische Verhältnisse) und bei ausreichender Versorgung mit oxidierbaren Stoffen. Dieses „Dilemma“ kann durch folgende Verfahren gelöst werden:



Verfahren zur Denitrifikation in einstufigen Kläranlagen nach dem Belebtschlammverfahren

 

(A) simultane Denitrifikation: intermittierender Betrieb durch Ein- und Ausschalten der Belüftung. Eventuell ist ein Umwälzaggregat zur Durchmischung erforderlich oder Betrieb eines Umlaufbeckens. Der Sauerstoffgehalt wird so geregelt, dass in Teilen des Beckens kein gelöster Sauerstoff vorhanden ist.

 

(B) Bei der vorgeschalteten Denitrifikation wird das erste Becken anoxisch betrieben und aus dem sauerstoffreichen zweiten Becken das Schlamm/Abwassergemisch zurückgepumpt. Somit ist ausreichend Kohlenstoff aus dem Zulauf zum ersten Becken und Nitrat aus dem Rücklauf vorhanden. Die Rücklaufraten betragen ein mehrfaches des Zulaufes.

 

(C) nachgeschaltete Denitrifikation: Im ersten Becken wird nitrifiziert, im zweiten wird denitrifiziert. Dort fehlen jedoch die organischen Stoffe, die bereits im ersten Becken bei der Nitrifikation veratmet wurden. Es ist daher die Zugabe organischer Stoffe (Methanol) erforderlich. Dieses Verfahren ist daher ungebräuchlich.

 

Ein besonderes Problem stellt die Stickstoffentfernung in mehrstufigen Anlagen dar. Da in der ersten Stufe die organischen Stoffe weitgehend entfernt werden, und in der zweiten nitrifiziert wird, fehlen in der dritten Stufe organische Stoffe als Elektronenquellen zur Denitrifikation. Dies lässt sich nur durch kluge Teilstromlösungen und Rückläufe aus der zweiten in die erste Stufe lösen.

 



 

 

Quelle: Wikipedia

 



Beispielbild Denitrifikation Kläranlage