DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit

Präsentation zum Thema: "DWA Abteilung Bildung und Internationale Zusammenarbeit"—  Präsentation transkript:

1 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

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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

3 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

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

5 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

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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

7 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

8 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

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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 % 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

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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 Überschuß- schlamm Stickstoff (mg / l) TKN Stickstoffbilanz im kommunalen Abwasser © DWA: Kursmaterialien dienen ausschließlich zur Schulung und Unterweisung

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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

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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

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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