Aktive Biomasse Monitoring
VIT® ABM erfasst die tatsächliche Aktivität der Biomasse in biologischen Reinigungsstufen und liefert in Echtzeit Informationen über den Zustand der Biologie. Das System macht Belastungen, Stresssituationen und Veränderungen in der aktiven Biomasse frühzeitig erkennbar und unterstützt so eine stabile, effiziente und sichere Prozessführung.
Die Grundlage bildet die 2nd Generation ATP-Technologie. Sie ermöglicht die getrennte Erfassung von zellulärem (cATP), gelöstem (dATP) und Gesamt-ATP (tATP). Aus diesen Messgrößen werden die folgenden drei aussagekräftige Indizes gebildet, die das Verhalten und die Vitalität der Mikroorganismen quantitativ beschreiben.
Biomasse-Stress-Index (BSI)
Der Biomasse-Stress-Index (BSI) zeigt, wie stark die Mikroorganismen im Belebtschlamm unter Stress stehen. Er wird aus dem Verhältnis von gelöstem zu Gesamt-ATP berechnet und reagiert sensibel auf Veränderungen im biologischen System. Steigt der Wert, deutet dies auf mikrobiellen Stress hin – verursacht etwa durch toxische Substanzen, Sauerstoffmangel oder pH-Schwankungen.
Der BSI fungiert damit als Frühwarnindikator für biologische Belastungen.
Aktive Biomasse Ratio (ABR)
Die Aktive Biomasse Ratio (ABR) beschreibt den Anteil lebender Biomasse an der Gesamtbiomasse und wird durch ABR = AVSS / TSS definiert, wobei AVSS für Active Volatile Suspended Solids und TSS für Total Suspended Solids steht. Ein hoher ABR-Wert signalisiert eine leistungsfähige und vitale Biologie, während ein sinkender Wert auf erhöhte Anteile inaktiver oder abgestorbener Biomasse hinweist.
Die ABR dient damit als Maß für die Effizienz der Biomassenutzung.
Aktive Flüchtige Suspendierte Feststoffe (AVSS)
Die AVSS (Active Volatile Suspended Solids) ist eine aus dem zellulären ATP (cATP) abgeleitete Kenngröße, die die tatsächlich aktive, lebende Biomasse im Belebtschlamm beschreibt. Grundlage ist die Messung des cATP. Im Gegensatz zu MLSS oder MLVSS, die keine qualitative Differenzierung ermöglichen, spiegelt AVSS die tatsächliche biologische Aktivität wider.
So wird die Reinigungsleistung der Biologie realistisch abgebildet.
Vorteile und betrieblicher Nutzen
Die aktive Biomasse wird innerhalb weniger Minuten quantitativ erfasst. Dadurch steht eine aktuelle Momentaufnahme des biologischen Zustands zur Verfügung, die sofortige Rückschlüsse auf Belastung, Aktivität und Prozessstabilität erlaubt.
Der Biomasse-Stress-Index (BSI) reagiert auf Belastungen durch toxische Substanzen, Sauerstoffmangel oder pH-Schwankungen. Stress wird erkannt, bevor sich Auswirkungen im Ablauf zeigen.
Die Aktive Biomasse Ratio (ABR) zeigt den Anteil funktionsfähiger Biomasse. Dient als Steuergröße, um biologische Prozesse gezielt zu stabilisieren und Effizienz zu erhöhen.
Der AVSS-Wert beschreibt die tatsächlich aktive Biomasse innerhalb der Schlammtrockenmasse. Er zeigt, wie viel Biologie im System wirklich arbeitet, und ermöglicht damit die präzise Anpassung zentraler Prozessparameter – Belüftung, Nährstoffdosierung, Schlammrückführung – an die reale biologische Aktivität.
Die präzise Steuerung von Sauerstoff- und Nährstoffzufuhr auf Basis realer Aktivitätsdaten reduziert Energie- und Chemikalienverbrauch. Frühzeitige Erkennung biologischer Belastungen verhindert Funktionsstörungen, Schlammabzüge und Anlagenstillstände. Stabilere Prozesse verlängern die Lebensdauer der Biomasse und minimieren das Risiko von Vertrags- oder Ablaufverletzungen. Erfahrungswerte zeigen Energieeinsparungen von 5–10 % durch optimierte Belüftung sowie eine deutliche Reduktion des Ressourcenverbrauchs im Regelbetrieb.
Funktionsprinzip der 2nd Generation ATP-Technologie
Die 2nd Generation ATP-Technologie ermöglicht die quantitative Bestimmung der aktiven Biomasse in komplexen Umweltproben wie Belebtschlamm, Prozesswasser oder Abwasser.
Sie basiert auf der biochemischen Messung von Adenosintriphosphat (ATP) – dem universellen Energieträger aller lebenden Zellen.
ATP als Maß für biologische Aktivität
Jede lebende Zelle enthält ATP in einer definierten Konzentration. Wird die Zelle geschädigt oder stirbt ab, entweicht ATP in das umgebende Medium und wird dort durch Enzyme abgebaut. Das in lebenden, aktiven Zellen enthaltene ATP wird als zelluläres ATP (cATP, cellular ATP) bezeichnet. Das ATP, das aus geschädigten oder abgestorbenen Zellen freigesetzt wird, nennt man gelöstes ATP (dATP, dissolved ATP).
Durch die getrennte Erfassung von cATP und dATP kann die Technologie zwischen intakter und gestresster oder toter Biomasse unterscheiden. Die Summe beider Fraktionen ergibt das Gesamt-ATP (tATP, total ATP).
Das Verhältnis dieser Größen liefert präzise Informationen über den Zustand der mikrobiellen Gemeinschaft.
Hintergrund: Mehrwert von VIT® ABM
In der biologischen Abwasserreinigung ist die Biomasse das zentrale Element des gesamten Prozesses. Ihre Aktivität entscheidet über Reinigungsleistung, Energiebedarf und Betriebssicherheit.
Trotzdem bleibt sie oft eine „Black Box“.
Das führt zu Prozessinstabilität, erhöhtem Energieeinsatz und Risiken für die Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte. Was bisher fehlte, ist das direkte Messen der aktiven Biomasse - die lebende und aktive Biologie des Systems. VIT® ABM ermöglicht die Messung genau dieses Wertes.
| Klassische Messgrößen wie MLSS oder MLVSS erfassen nur die Trockenmasse – also auch totes, inertes Material. | |
| Biologische Störungen werden meist erst erkannt, wenn sich bereits sichtbare Effekte im Ablauf zeigen. | |
| Ursachen wie toxische Stoßbelastungen, pH-Verschiebungen, Sauerstoffmangel oder Nährstoffungleichgewichte bleiben lange unentdeckt. |
Vergleich mit klassischen Parametern
| MLSS / MLVSS | VIT® ABM | |||
|---|---|---|---|---|
| Messgröße | Biomassemenge | Biomasseaktivität (aktive lebende Biomasse) | ||
| Reaktionszeit | Stunden bis Tage | Minuten | ||
| Aussagekraft | Quantitativ, keine Aktivitätsinformation | Quantitativ und qualitativ | ||
| Prozesssteuerung | Indirekt | Direkt, aktivitätsbasiert | ||
| Früherkennung von Störungen | Eingeschränkt | Hoch, über BSI | ||
| Energieoptimierung | Nur indirekt möglich | Durch reale Aktivitätsdaten |
Integration mit der VIT® Analytik
VIT® ABM liefert quantitative Informationen über die Gesamtaktivität der Biomasse. Die VIT® Gensondentechnologie ermöglicht die Identifikation und Quantifizierung spezifischer Mikroorganismen – direkt in den Abwasserproben.
Durch die Kopplung von VIT® ABM und der VIT® Gensondentechnologie lassen sich sowohl Gesamtaktivität als auch mikrobielle Zusammensetzung erfassen und in Beziehung setzen. Die Biologie wird nicht nur gemessen, sondern verstanden – auf funktionaler und taxonomischer Ebene. Beide Systeme ergänzen sich zu einem mächtigen, integrierten, mikrobiologischen Kontrollwerkzeug für moderne Kläranlagen.
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