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Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 1 Die Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser.

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1 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 1 Die Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser  Bilanzen in Kläranlagen – warum und wie?  Stickstoff im Abwasser  Verfahrensschritte der Stickstoffumwandlung  Ergebnis einer Stickstoffbilanz

2 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 2  Bilanzen in Kläranlagen – warum?  Den Betrieb und seine Prozesse verstehen. Beispiel 1: Hintergrundwissen auffrischen Beispiel 2: Ablaufgrenzwerte sicher einhalten.  Die eigenen Messungen überprüfen. Beispiel 1: Plausibilität von Messwerten erkennen  Betriebsprobleme erkennen. Beispiel 1: Einfluß von erhöhtem Fremdwasser Beispiel 2: Rückbelastung aus Filtrat der Schlammentwässerung

3 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 3  Bilanzen in Kläranlagen – wie? Zulauf – Summe aus Ablauf, Abluft und Schlamm = 0 ZulaufAblauf Stufe 1 Abluft Schlamm

4 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 4  Stickstoff im Abwasser - Parameter

5 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 5  Stickstoff im Abwasser - Prozesse  Ammonifikation = (Bio-)Chemische Umwandlung von organischen Stickstoff in Ammoniak (NH 3 ) bzw. Ammonium-Stickstoff (NH 4 -N), auch: Hydrolyse wo? → Kanal und Vorklärung  Inkorporation = Einbau von Ammonium-Stickstoff in die Biomasse wo? → Überschussschlamm  Nitrifikation = Biochemische Umwandlung von Ammonium-Stickstoff in Nitrat/Nitrit-Stickstoff unter aeroben Bedingungen (mit Sauerstoff) wo? → Belebungsbecken (belüftete Zonen)  Denitrifikation = Biochemische Umwandlung von Nitrat/Nitrit-Stickstoff unter anaeroben Bedingungen (ohne Sauerstoff) in gasförmigen Stickstoff wo? → Belebungsbecken (unbelüftete Zonen)

6 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 6  Schema Stickstoffbilanz Entnahme mit Klärschlamm Zulauf Einbau in Schlämmen Ablauf Denitrifikation Rückbelastung N zu N ab N VK

7 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 7  Stickstoffbilanz im Abwasser - Überblick Stickstoff (mg / l)

8 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 8  Stickstoff im Rohabwasser  woher? → Urin/Harnstoff, ca. 11 g/(EW x d)  wie? → ca. 60% Ammonium-Stickstoff und ca. 40% organischer Stickstoff durch Hydrolyse im Kanalnetz  Werte? → 60 – 80 mg/l TKN  Unterschiede? → Fremdwassereinfluss, gewerbliches/industrielles Abwasser Probenahmestelle (mit/ohne Rückbelastung) TKN Stickstoff (mg / l)

9 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 9  Stickstoff nach der Vorklärung  was? → Fortsetzung der Hydrolyse und Entnahme von organischem Stickstoff (ungelöst) mit dem Primärschlamm, ca. 1 g/(EW x d)  Werte? → 50 – 70 mg/l TKN 10% N-Elimination  Unterschiede? → Aufenthaltszeit, interne Kreisläufe  Achtung! → Rücklösung in Abwasserteichen TKN Primärschlamm Stickstoff (mg / l)

10 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 10  Stickstoff nach biologischer Reinigung (nur C-Abbau)  was? → Fortsetzung der Hydrolyse und Entnahme von organischem Stickstoff (ungelöst) mit dem Überschussschlamm, ca. 2-3 g/(EW x d)  Werte? → mg/l TKN ca % N-Elimination  Unterschiede? → Schlammalter, Abwasserzusammensetzung (N/C-Verhältnis)  Achtung! → Rücklösung in Abwasserteichen TKN Überschuß- schlamm Stickstoff (mg / l)

11 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 11  Stickstoff nach biologischer Reinigung (Nitrifikation)  was? → Nitrifikation von NH 4 -N mit Sauerstoff  Werte? → 40 mg/l NO 3 -N/NO 2 -N (davon < 1 mg/l NO 2 -N)  Unterschiede? → Schlammalter, Sauerstoffeintrag, Temperatur,...  Achtung! → ohne Nitrifikation, keine Denitrifikation (siehe nächster Schritt) TKN Nitrat-/Nitrit- Stickstoff Stickstoff (mg / l)

12 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 12  Stickstoff nach biologischer Reinigung (Denitrifikation) Denitrifikation in unbelüfteten Zonen der Belebung N-Elimination > 70% Gasförmiger Stickstoff N 2  Unterschiede? → Größe/Dauer der unbelüfteten Zonen, N/C-Verhältnis, Temperatur,... N ges < 12 mg/l NO 2 -N NO 3 -N NH 4 -N N org Stickstoff (mg / l)

13 Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser 13  Warum „Stickstoffbilanz“?  Den Betrieb und seine Prozesse verstehen. Stickstoffanteile, Schritte der Stickstoffumwandlung und -elimination  Die eigenen Messungen überprüfen. Schwankungsbereiche der Messwerte erklären  Betriebsprobleme erkennen. Einfluss von erhöhtem Fremdwasseranteil, von langen Kanalnetzen mit vielen Pumpwerken, von Filtrat bei mobiler Schlammentwässerung


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