Kombination aus Anammox und Denitrifikation<\/p>\n
Das konventionelle Verfahren zur Stickstoffelimination bei der Abwasserbehandlung enth\u00e4lt zwei bekannte Prozesse: Nitrifikation und Denitrifikation. Bei der Nitrifikation wird Ammonium mit Sauerstoff zu Nitrat oxidiert. Das produziert Nitrat wird bei der Denitrifikation mit organischem Kohlenstoff zu Luftstickstoff reduziert. Wegen der Bel\u00fcftung in der Nitrifikationsphase und der Zugabe von externem Kohlenstoff in der Denitrifikationsphase ist die Abwasserreinigung sowohl ein gro\u00dfer Energieverbraucher als auch ein gro\u00dfer Rohstoffverbraucher. Dieses Problem ist besonders gravierend bei der Behandlung von Schlammw\u00e4ssern und Deponiesickerwasser, die eine sehr hohe Ammonium-Konzentration und zugleich ein ung\u00fcnstiges Kohlenstoff\/Stickstoff-Verh\u00e4ltnis haben. Seit einige Jahren wurde ein neuer Prozess zum Stickstoffabbau entwickelt: anaerobe Ammoniumoxidation (ANAMMOX). ANAMMOX bietet hier eine Alternative mit den Vorteilen der Energie- und Rohstoffeinsparung. Beim ANAMMOX-Prozess wird Ammonium oxidiert, w\u00e4hrend Nitrit reduziert wird. Es muss nur die ca. halbe Menge von Ammonium zu Nitrit oxidiert werden. Deshalb kann Sauerstoffbedarf im Vergleich zu einer vollen Nitrifikation bis 60% reduziert werden, so dass die Bel\u00fcftungsenergie zum gro\u00dfen Teil gespart wird. Au\u00dferdem nutzen die ANAMMOX-Bakterien Kohlendioxid als ihre einzige Kohlenstoffquelle. Im Vergleich zur Denitrifikation wird kein externer Kohlenstoff als Rohstoff verbraucht. Ein Problem beim ANAMMOX-Prozess ist der begrenzte Stickstoffabbaugrad. Stickstoff kann nur bis zu maximal 90% abgebaut wird, da die ANAMMOX-Bakterien im Rahmen des Anabolismus Nitrat produzieren. Au\u00dferdem wird beim ANAMMOX-Prozess kein organischer Kohlenstoff abgebaut. Um die beiden Probleme zu l\u00f6sen ist eine Kombination von ANAMMOX mit klassischer Denitrifikation zu entwickeln. Mit der Kombination beider Verfahren kann die Stickstoffabbaugrad erheblich verbessert werden. Idealweise ist ein v\u00f6lliger Stickstoffabbau m\u00f6glich. Wenn biologisch abbaubarer Kohlenstoff vorhanden ist, wird dieser auch durch Denitrifikation entfernt.In den letzten Monaten wurde vor allem die Strategie der Kombination der beiden Verfahren bestimmt. Die Kontrolle der Konzentration des biologisch abbaubaren Kohlenstoffs (BSB) im Reaktor wurde als Strategie der Kombination aus ANAMMOX und Denitrifikation gew\u00e4hlt, und damit die Denitrifikationsaktivit\u00e4t zu regulieren. Der BSB soll gleich oder geringer als der st\u00f6chiometrische Bedarf an organischem Kohlenstoff zur Denitrifikation von NO3-N zu NO2-N sein. Anschlie\u00dfend wurden Batchversuche durchgef\u00fchrt, um die Konkurrenz zwischen ANAMMOX-Bakterien und Denitrifikanten bzw. den Nitrat-Abbauweg zu beobachten. Das Nitrat wurde zuerst durch Denitrifikation zu Nitrit reduziert. Dann wurde ca. 70% Nitrit durch ANAMMOX mit Ammonium zusammen abgebaut. Das \u00fcbrige Nitrit (ca. 30%) wurde durch Denitrifikation zu Stickstoffgas weiter reduziert. Dies zeigt sowohl eine kooperative Arbeit als auch eine Konkurrenz zwischen ANAMMOX- und Denitrifikationsorganismen. Au\u00dferdem wurden zwei Laborreaktoren (Chemostaten) aufgebaut und \u00fcber lange Zeit betrieben. Die Ergebnisse zeigen, dass der meiste Stickstoff (ca. 70%) im Reaktor wurde von ANAMMOX abgebaut werden, w\u00e4hrend ca. 20% Stickstoff durch Denitrifikation eliminiert wurde. Ca. 1% des gesamten Stickstoffs blieb als Biomasse im Reaktor. Das \u00fcbrige Nitrat (8%) wurde im Ablauf nachgewiesen. Ohne Zugabe von externem Kohlenstoff wurde das im ANAMMOX-Prozess produzierte Nitrat nur sehr gering (< 1% Nges) weiter durch Denitrifikation abgebaut. Die Zugabe von externem Kohlenstoff bei Reaktorbetrieb zeigte eine positive Wirkung auf sowohl ANAMMOX- wie auch Denitrifikationsaktivit\u00e4ten. Die Zugabe von Glukose verst\u00e4rkte nicht die Konkurrenz zwischen beiden Mikroorganismen sondern bot ihnen mehr Nitrit durch eine eine partielle Denitrifikation an.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft
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