Denitrifikation


Nitrifikation Biologiebecken 1 - 4 Biologiebecken 5 + 6

Was passiert bei der Denitrifikation

Durch Bakterien vorgenommener Abbau von Nitrat zu Stickstoff und Sauerstoff durch bestimmte Mikroorganismen (Denitrifikanten). Das Verfahren wird in der biologischen Abwasserreinigung als Folgeschritt nach der Nitrifikation für den Abbau von Stickstoffverbindungen genutzt.

Unter Denitrifikation versteht man die Fähigkeit von Mikroorganismen, selektiv Nitrat durch enzymatische Aktivitäten zu molekularem Stickstoff zu reduzieren. Dieser Prozess findet nur statt, wenn kein frei gelöster Sauerstoff im Wasser vorhanden ist (anoxisch). Die Denitrifikation ist der einzige biologisch bekannte Prozess, durch den organische oder anorganische Stickstoffverbindungen zu Stickstoffgas zersetzt und letztlich wieder in den Stickstoffkreislauf der Atmosphäre, zurückgeführt werden kann. Wie bei der Nitrifikation sind auch bei der Denitrifikation verschiedene bakterielle Enzyme beteiligt. Im Unterschied dazu kann aber die Denitrifikation von einem einzigen Organismus durchgeführt werden. Die Reaktion ist also nicht vom Vorhandensein zweier verschiedener Bakterienstämme abhängig. An der Umwandlung des Nitrat-Stickstoffs sind Organismen beteiligt, die man allgemein als Denitrifikanten bezeichnet.

Denitrifikation Abbau vom Nitrat zum ---> reinen Stickstoff N2

4 NO3- und 5 CH2 O Abbau zu
2 N2 und 5 CO2 und 4 OH- und 3 H2O
Nitrat und Substrat Abbau zu
--->
reiner Stickstoff und Kohlensäure und Hydroxidion und Wasser

Vorgeschaltete Denitrifikation

Bei diesem Verfahren gelangen Ammonium Verbindungen vom Zulauf der Abwasserreinigungsanlage unverändert durch die Denitrifikationsstufe in die nachfolgende Nitrifikation. Erst dort werden diese Verbindungen unter aeroben Bedingungen, durch Zugabe von Luftsauerstoff, in Nitrat umgewandelt und wieder in den Zulauf der Denitrifikation zurückgeführt. Dies geschieht mittels des Rücklaufschlamms, in dem der grösste Teil der Nitratverbindungen enthalten ist. Die Vorgeschaltete Denitrifikation findet meist in Form von Klärbecken ihre Anwendung. So lassen sich zum Beispiel ungenutzte Vorklärbecken zu Denitrifikationsstufen umrüsten. Ein Vorteil dieses Konzeptes liegt darin, dass der in der Denitrifikationsstufe umgesetzte Nitrat-Sauerstoff schon zum biologischen Abbau der organischen Inhaltsstoffe des Abwassers (BSB5-Wert) genutzt wird. Das heisst es ist keine zusätzliche Zugabe von Kohlenstoffquellen zum Nitratabbau nötig. In der anschliessenden Nitrifikationsstufe ist aufgrund dieses Sachverhalts ein verminderter Sauerstoffbedarf vorhanden, da der BSB-Wert in der Denitrifikationsstufe schon reduziert wurde. Als Folge muss das Nitrifikationsbecken weniger belüftet werden, wodurch Energiekosten eingespart werden können. Bei der Vorgeschalteten Denitrifikation ist es nicht möglich, das gesamte Nitrat aus dem Abwasser zu entfernen, da der anfallende Schlamm nicht vollständig in die Denitrifikation zurückgeführt werden kann. Dies würde die Abwasserdurchflusskapazität der Abwasserreinigungsanlage überfordern. Die hydraulische Belastung wäre zu hoch. Hier liegt der Nachteile der Vorschaltung. Je nach Situation führen die für den Rücklaufschlamm benötigten Pumpen zu hohen Energie- und Investitionskosten. Eine Problem stellt die gute Durchmischung der Belebtschlammmasse dar. Da das neuankommende Abwasser mit dem Rücklaufschlamm gut vermischt werden muss, um Konzentrationsunterschiede im Klärbecken zu vermeiden müssen Rührsysteme eingesetzt werden.

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Seite erstellt:  10.04.2005

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letztes Update:  02.05.2018

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