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Handout für die Teilnehmer Arbeitshilfe des DWA-Landesverbandes Baden Württemberg für die Treffen der Kläranlagen-Nachbarschaften zum Thema Funktionsstörungen auf Kläranlagen Kap. 4: Reinigungsziel Nitrifikation 4.2 Erhöhte Ammonium-Werte im Ablauf beim Belebungsverfahren 1 4.1 • Allgemeines: Fischgiftigkeit Ammonium/Ammoniak Ammonium (NH4+) und Ammoniak (NH3) liegen in Wasser in einem Lösungsgleichgewicht vor: NH4+ ⇌ NH3 + H+ nicht giftig • 4 fischgiftig ! Der Anteil des gelösten Ammoniaks ist direkt vom pH-Wert abhängig: pH-Wert = 7 (NH4+) : (NH3) 300 : 1 fast nur Ammonium, kaum Ammoniak pH-Wert = 9,5 1:1 gleich viel Ammonium und Ammoniak Ammonium-Ablaufwerte Toxizität von Ammoniak Gefahrenpotential http://www.leguan.com/?Content=Methoden/Gewaesser/Ammonium 2 4.1 Allgemeines: Fischgiftigkeit Ammonium/Ammoniak 4 NH4-N Schmutzwasser Trübwasser (Faulschlamm, Eindicker) NH4-N/NH3 toxisch im Gewässer NH4-N in wasserrechtlicher Erlaubnis begrenzt Ammonium-Ablaufwerte Toxizität von Ammoniak Gefahrenpotential 3 4.1 Allgemeines: Einflussfaktoren der Nitrifikation 4 2. Schlammalter (Temperatur) 3. pH-Wert (Säurekapazität) 1. Sauerstoff Nitrifikation 4. TKNFrachtspitzen 6. Zulauf 5. Gift- und Hemmstoffe Betrieb Abwasser 4 4.1 Allgemeines: Nitrifikation 4 Gesamtgleichung der Nitrifikation: NH4+ 2 O2 NO3- H2O 2H+ Die Nitrifikation benötigt viel Sauerstoff. Durch die Freisetzung von Wasserstoff-Ionen sinkt der pH-Wert. Ammonium-Ablaufwerte Belebung Sauerstoff und pH 5 4.2-103 aerobes Schlammalter zu gering 4 VN Nitrifikationsvolumen m3 ▪ anteilige Belüftungszeit über Tag oder ▪ belüftete Zone (bei vorgeschalteter DN) TSBB = Trockensubstanz im belebten Schlamm kg/m 3 (Qd XTS, AN) Schlammverlust bei Schlammabtrieb ▪ abfiltrierbare Stoffe im Ablauf NKB ▪ Soll 20 mg/l (Trübung 8 NTU) ▪ normalerweise vernachlässigbar klein Ammonium-Ablaufwerte QÜS = Menge Überschussschlamm m3/d Belebung Schlammalter 6 4.1 Allgemeines: Säurekapazität 4 In der Belebungsanlage wird der pH-Wert im wesentlichen durch das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht gepuffert. Das Maß für die Pufferkapazität des Abwassers bezeichnet man als Säurekapazität KS 4,3 (mmol HCO3-/L) KS 4,3 im Zulauf gewöhnlich KS 4,3 im Ablauf gewöhnlich Ammonium-Ablaufwerte 4 – 10 mind. 1,5 Belebung mmol HCO3-/L mmol HCO3-/L Säurekapazität 10 4.1 Allgemeines: TKN-Fracht-Spitzen 4 TKN = Gesamtstickstoff nach Kjeldahl Berechnung: In Abhängigkeit von den zur Verfügung stehenden Messwerten (Eigenkontrolle), kann die TKN-Fracht auf verschiedene Weisen berechnet oder überschlagen werden: Nges, ZB Gesamtstickstoff im Zulauf Belebung (ZB) TKN Nges,ZB – (NO3-N) Nitrat-Stickstoff (NO2-N) Nitrit-Stickstoff Ammonium-Stickstoff TKN NH4-N ∗ 1,4 Ammonium-Stickstoff Ammonium-Ablaufwerte Belebung TKN-Belastung 12 Mögliche Ursachen für erhöhte Ammoniumwerte im Ablauf Zusammenfassung Betrieb Anlage Abwasser Probenahme /Analytik aerobes Beckenvolumen Mischwasser Regelbereich O2-Steuerung installierte Gebläseleistung Schmelzwasser (Temperatur) Einstellung Gebläseleistung Belüftertechnik hohe TKN-Fracht/ extern: Belüftungszeiten Steuer- /Regeltechnik ▪ Fäkalien belüftetes Beckenvolumen hohe TKN-Fracht /intern: ▪ Schlammentwässerung (Filtrat) ▪ RÜB ▪ Deponiesickerwasser ▪ Spülstoss aus dem Kanal ▪ Tourist. Großveranstaltungen (Turniere, Feste, Saisonstart) ▪ Vorfall Landwirtschaft Säurekapazität (pH, P-Fällung) Schlammalter (ÜS-Abzug) Industrielle Einleiter (Giftstoffe) TKN-Fracht im Tagesgang/Wochengang 13 Zusammenfassung Betriebliche Sofortmaßnahmen zur Verbesserung der Nitrifikation 4 bei zu niedriger Säurekapazität: Kalkmilch dosieren evtl. Fällmittel zur P-Elimination wechseln Ammonium-Ablaufwerte Betrieb Säurekapazität 14 Zusammenfassung Betriebliche Sofortmaßnahmen zur Verbesserung der Nitrifikation 4 bei zu niedrigem Schlammalter: Überschussschlamm-Abzug drosseln TS-Gehalt in der Belebung erhöhen N-haltiges Prozessabwasser (extern/intern) zwischenspeichern zusätzliche Belastung der Nitrifikation vermeiden Ammonium-Ablaufwerte Betrieb Schlammalter 15 Zusammenfassung Betriebliche Sofortmaßnahmen zur Verbesserung der Nitrifikation 4 bei Sauerstoffmangel: Belüftung/Gebläseleistung kurzfristig erhöhen: verbessertes Wachstum Nitrifikanten (O2-Versorgung) Strippen CO2 (Stabilisierung pH-Wert) aerobe Zone vergrößern (z.B. Belüftung DN-Zone) bzw. Belüftungsintervall verlängern Ammonium-Ablaufwerte Betrieb Sauerstoff 16
