DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Die Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser Bilanzen in Kläranlagen – warum und wie? Stickstoff im Abwasser Verfahrensschritte der Stickstoffumwandlung Ergebnis einer Stickstoffbilanz Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit 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 Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Bilanzen in Kläranlagen – wie? Zulauf Ablauf Stufe 1 Abluft Schlamm Zulauf – Summe aus Ablauf, Abluft und Schlamm = 0 Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Stickstoff im Abwasser - Parameter Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Stickstoff im Abwasser - Prozesse Ammonifikation = (Bio-)Chemische Umwandlung von organischen Stickstoff in Ammoniak (NH3) bzw. Ammonium-Stickstoff (NH4-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) Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Schema Stickstoffbilanz Zulauf Einbau in Schlämmen Ablauf Denitrifikation Rückbelastung Nzu Nab NVK Entnahme mit Klärschlamm Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Stickstoffbilanz im Abwasser - Überblick Stickstoff (mg / l) Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit 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) Stickstoff (mg / l) TKN Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit 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 Primärschlamm Stickstoff (mg / l) TKN Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit 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? → 45 - 60 mg/l TKN ca. 20-25% N-Elimination Unterschiede? → Schlammalter, Abwasserzusammensetzung (N/C-Verhältnis) Achtung! → Rücklösung in Abwasserteichen Überschuß- schlamm Stickstoff (mg / l) TKN Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Stickstoff nach biologischer Reinigung (Nitrifikation) was? → Nitrifikation von NH4-N mit Sauerstoff Werte? → < 5 mg/l TKN > 40 mg/l NO3-N/NO2-N (davon < 1 mg/l NO2-N) Unterschiede? → Schlammalter, Sauerstoffeintrag, Temperatur, ... Achtung! → ohne Nitrifikation, keine Denitrifikation (siehe nächster Schritt) Nitrat-/Nitrit- Stickstoff Stickstoff (mg / l) TKN Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit Stickstoff nach biologischer Reinigung (Denitrifikation) Unterschiede? → Größe/Dauer der unbelüfteten Zonen, N/C-Verhältnis, Temperatur, ... Gasförmiger Stickstoff N2 Stickstoff (mg / l) NH4-N NO2-N NO3-N Denitrifikation in unbelüfteten Zonen der Belebung N-Elimination > 70% Norg Nges < 18 mg/l Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit 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 Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung