Kombination aus Anammox und Denitrifikation<\/p>\n
Das konventionelle Verfahren zur Stickstoffelimination bei der Abwasserbehandlung enth\u00c3\u00a4lt 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\u00c3\u00bcftung in der Nitrifikationsphase und der Zugabe von externem Kohlenstoff in der Denitrifikationsphase ist die Abwasserreinigung sowohl ein gro\u00c3\u0178er Energieverbraucher als auch ein gro\u00c3\u0178er Rohstoffverbraucher. Dieses Problem ist besonders gravierend bei der Behandlung von Schlammw\u00c3\u00a4ssern und Deponiesickerwasser, die eine sehr hohe Ammonium-Konzentration und zugleich ein ung\u00c3\u00bcnstiges Kohlenstoff\/Stickstoff-Verh\u00c3\u00a4ltnis 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\u00c3\u00a4hrend 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\u00c3\u00bcftungsenergie zum gro\u00c3\u0178en Teil gespart wird. Au\u00c3\u0178erdem 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\u00c3\u0178erdem wird beim ANAMMOX-Prozess kein organischer Kohlenstoff abgebaut. Um die beiden Probleme zu l\u00c3\u00b6sen 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\u00c3\u00b6lliger Stickstoffabbau m\u00c3\u00b6glich. 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\u00c3\u00a4hlt, und damit die Denitrifikationsaktivit\u00c3\u00a4t zu regulieren. Der BSB soll gleich oder geringer als der st\u00c3\u00b6chiometrische Bedarf an organischem Kohlenstoff zur Denitrifikation von NO3-N zu NO2-N sein. Anschlie\u00c3\u0178end wurden Batchversuche durchgef\u00c3\u00bchrt, 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 \u00c3\u00bcbrige 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\u00c3\u0178erdem wurden zwei Laborreaktoren (Chemostaten) aufgebaut und \u00c3\u00bcber lange Zeit betrieben. Die Ergebnisse zeigen, dass der meiste Stickstoff (ca. 70%) im Reaktor wurde von ANAMMOX abgebaut werden, w\u00c3\u00a4hrend ca. 20% Stickstoff durch Denitrifikation eliminiert wurde. Ca. 1% des gesamten Stickstoffs blieb als Biomasse im Reaktor. Das \u00c3\u00bcbrige 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\u00c3\u00a4ten. Die Zugabe von Glukose verst\u00c3\u00a4rkte 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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