Stickstoff ist ein Grundbaustein der Natur und als Nährstoff für alle Lebewesen unentbehrlich. Daher fallen auch in den Abwasserströmen vieler Industrien hohe Stickstoffgehalte an. Dazu zählen vor allem die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, unter anderem Hefefabriken, Molkereien und Schlachthöfe, sowie die chemische und die petrochemische Industrie, beispielsweise mit der Düngemittelproduktion. Meist liegt der Stickstoff organisch gebunden bzw. als Ammonium vor und wird in der Summe als Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) bezeichnet. Außerdem kann Nitrat vorhanden sein, beispielsweise wenn in der Produktion Salpetersäure als Reinigungsmittel eingesetzt wird.
Die Stickstoffentfernung ist eine der zentralen Forderungen an die Abwasserbehandlung. Grundsätzlich geschieht dies entweder biologisch oder chemisch-physikalisch durch Strippung oder Membranfiltration. Damit vermeidet man einen übermäßigen Stickstoffeintrag und damit eine Eutrophierung von Oberflächengewässern.
Der Vorteil der biologischen Abtrennung liegt darin, dass hier nicht nur eine Aufkonzentrierung, sondern eine vollständige Elimination stattfindet. Dabei werden Stickstoffverbindungen zu elementarem Stickstoff umgesetzt, der in die Luft entweicht. Gleichzeitig überzeugt dieses Verfahren durch geringe Betriebskosten und ist somit heutzutage die Methode der Wahl.
Die biologische Stickstoffelimination besteht aus zwei Verfahrensschritten, der Nitrifikation und der Denitrifikation. Bei der Nitrifikation wird Ammonium zu Nitrat oxidiert, bei der Denitrifikation wird Nitrat zu elementarem Stickstoff reduziert.
Während die Nitrifikation Sauerstoff benötigt, kann die Denitrifikation nur in Abwesenheit von Sauerstoff sowie Anwesenheit von Nitrat und einer Kohlenstoffquelle ablaufen. Deshalb werden dies beiden Verfahrensschritte entweder in verschiedenen Becken oder mit intermittierender Belüftung durchgeführt.
Für die räumlich getrennte Variante eignet sich beispielsweise das von H+E entwickelte Verfahren BIOFIT®.N. Hier ist die Denitrifikation normalerweise vorgeschaltet, um den CSB im Zulauf als Kohlenstoffquelle für die Denitrifikation zu nutzen. Damit eine hohe Eliminationsrate von bis zu 90 Prozent erreicht wird, ist eine interne Rezirkulation von bis zu 800 Prozent aus der Nitrifikation notwendig.
Welche Methode der Stickstoffelimination sich als die sinnvollste erweist, hängt von vielen Faktoren ab. Dazu zählen die Konzentration an Stickstoff, die Art der Stickstoffverbindungen, der CSB-Gehalt und die Durchflussmenge. Wichtig sind außerdem der Platzbedarf, der Energieverbrauch und die Robustheit des gewählten Verfahrens.
H+E bietet Ihnen zu diesem Thema eine kompetente Beratung. Unsere Experten bewerten Alternativen bezüglich Investitionskosten und Betriebskosten und erstellen Ihre schlüsselfertige Anlage – egal ob es um einen Neubau oder die Integration in komplexe bestehende Anlagenteile geht.
Unsere Anlagen zur Stickstoffelimination zeichnen sich aus durch:
- Robuste Verfahrenstechnik
- Geringe Betriebskosten
- Zuverlässig niedrige Ablaufwerte
