Swinging Redox - Prozesswasser-Deammonifikation im SBR mit wechselndem Redoxpotenzial

Die Behandlung von hoch stickstoffreichen Prozesswässern aus kommunalen Biogasanlagen mittels Deammonifikation wird seit Anfang 2009 am Institut für Wasser und Umwelt der TUM im Technikum des Lehrstuhls für Siedlungswasserwirtschaft in Garching untersucht. Ziel der For-schungen ist es, Erfahrungen mit einem energiereduzierten Stickstoffumsatz zu gewinnen und geeignete Regelstrategien für die Praxis zu entwickeln. Dabei entstand in mehreren Projekten ein Behandlungskonzept, bei dem mittels optimierter SBR-Steuerung ein angenommener enzymgebundener Ladungsaustausch innerhalb der adaptierten Belebtschlammbakterien von geregelten Schwingungen des Redoxpotentials unterstützt wird. Ohne Schwierigkeiten zeigte die mit einem Drittel des Schlammwassers der Züricher Prozesswasserbehandlung angeimpfte Bakterienpopulation bereits nach zwei Wochen bei 30 °C Betriebstemperatur einen stabilen Stickstoffabbau von 95 % bei einer hydraulischen Verweilzeit des kommunalen Zentratwassers von drei Tagen. Eine Akkumulation von Nitrit wurde nach der Einfahrphase nicht mehr beob-achtet. Die Kapazität des Stickstoffabbaus konnte durch gezielte Bewirtschaftung des Über-schussschlamms innerhalb eines Jahres mit dem Start weiterer Versuchsanlagen verdreifacht werden. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass die Prozesswasserbehandlung mit den Parametern Zu-laufmenge, Belüftungsintensität, pH-Wert, Leitfähigkeit und ORP (Redoxpotential) im SBR-Zyklus betriebsstabil geführt werden kann. Veränderungen der im Takt schwingenden Ampli-tuden des ORP zeigen den Regelungsbedarf frühzeitig auf. Die Untersuchungsergebnisse mit verschiedenen Prozesswässern unterschiedlicher Herkunft deuten an, dass die Betriebspara-meter pH-Wert und Leitfähigkeit in weiten Bereichen schwanken können und die Regelstrategie mit wechselnden aeroben und anoxischen Phasen an die jeweiligen Prozesswässer anzupassen ist. Dabei spielt das C/N-Verhältnis im Prozesswasser und auch die Qualität der Gärrest-Ent-schlammung eine wichtige Rolle. Die bisherigen Resultate liegen mit einer mittleren Stickstoff-Raumbelastung von 400 gN/(m³ d) im Bereich der in der Literatur angegebenen Werte von bereits realisierten Zentrat-Behandlungsanlagen. Das Verfahren der Deammonifikation ist etabliert, die festgestellte Prozess-Stabilität belegt die Eignung zur großtechnischen Umsetzung.

Quelle: http://www.wga.bv.tum.de/content/view/129/39/lang,de/