Abwasseraufbereitungsanlagen (WWTPs) reinigen und klären Abwasser, bevor sie es in Gewässer einleiten. Die allgemeine Nutzung von Wasser in Landwirtschaft, Industrie und Haushalt führt zur Verschmutzung der Gewässer und der Akkumulation von Schadstoffen. Kläranlagen leisten somit einen wichtigen Beitrag zum Schutz der Umwelt.
Abwasseraufbereitungsanlagen haben zwei Hauptziele: die Reinigung von verschmutztem Wasser und die Verringerung der durch das behandelte Wasser verursachten Umweltschäden. Unter den zahlreichen Prozessen, die bei der Abwasserreinigung ablaufen, kommt der Nitrifikation eine besondere Bedeutung zu. Bei diesem Schritt geht es um die Umwandlung von Ammonium zu Nitrit und anschließend in Nitrat, eine weniger schädliche Form von Stickstoff.
Der Nitrifikationsprozess ist sehr energieaufwändig, vor allem während des Sauerstoffeintrags. Hier wird Sauerstoff zugeführt, um das Wachstum und die Aktivität der Bakterien im Belebtschlamm zu fördern. Eine effiziente Nitrifikation gewährleistet die Umwandlung von Ammonium in weniger schädliche Formen und trägt so zur Gesamtwirksamkeit der Abwasserreinigung bei. Der Energiebedarf in den Belebungsbecken stellt jedoch eine Herausforderung für die Nachhaltigkeit von Kläranlagen dar. Ein vielversprechender Ansatz besteht darin, den Sauerstoffeintrag auf der Grundlage der Ammoniakkonzentrationen in Echtzeit dynamisch zu regulieren.
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Dieses White Paper gibt einen Überblick über den energieintensiven Nitrifikationsprozess, der in Kläranlagen Ammonium in weniger schädliche Stickstoffverbindungen umwandelt. Darüber hinaus werden die Ergebnisse eines Feldversuchs in einer Kläranlage dargestellt, der den positiven Einfluss von Einzelparameter-Prozessanalysatoren auf die Effizienz des Nitrifikationsprozesses zeigt.