Die Rolle der Nitrifikanten in der Stickstoffumwandlung
Unter Nitrifikation versteht man die bakterielle Umwandlung von Ammonium (NH4+) über das Zwischenprodukt Nitrit (NO2-) zu Nitrat (NO3−). Die Nitrifikation auf der Kläranlage ist somit essenziell für die Stickstoffentfernung und damit für das Einhalten der Grenzwerte für Stickstoffverbindungen. Störungen in der Nitrifikation sind daher besonders problematisch. Kontinuierliche Überwachung, verfahrenstechnische Optimierung und mikrobiologische Expertise sind essenziell.
Die Umwandlung von Ammonium in Nitrat erfolgt durch spezialisierte Mikroorganismen - die Nitrifikanten. Zu dieser Gruppe gehören die Ammonium-oxidierenden Bakterien (AOB) (z.B. Nitrosomonas) und die Nitrit-oxidierenden Bakterien (NOB) (z.B. Nitrospira). Diese Bakterien gehören zu den chemolithotrophen Organismen und spielen eine zentrale Rolle beim biologischen Stickstoffabbau in Kläranlagen.
Ammoniumoxidierer (AOB)
Die AOBs oxidieren Ammonium zu Nitrit. Zu der Gruppe der AOBs gehören u.a. Nitrosospira spp. und Nitrosomonas spp. Optimale Bedingungen für diese Bakterien werden durch präzise Steuerung der Belüftung und anderer Verfahrensparameter gewährleistet.
Nitritoxidierer (NOB)
Die NOBs oxidieren Nitrit zu Nitrat. Sie haben unterschiedliche Toleranzgrenzen gegenüber Nitrit, d.h. sie werden ab einer gewissen Konzentration durch Nitrit gehemmt. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, dass die beiden Gruppen der AOBs und NOBs optimal zusammenarbeiten.
Rolle der Vergesellschaftung
Die enge Vergesellschaftung der beiden Bakteriengruppen ist notwendig, da einerseits die AOBs den NOBs Nitrit als Substrat zur Verfügung stellen. Andererseits ist für die AOBs wichtig, dass das in hoher Konzentration giftige Nitrit durch die NOBs entfernt wird.
Warum ist das mikrobiologische Monitoring so wichtig?
Für eine stabile Nitrifikation müssen die für den Prozess verantwortlichen Bakteriengruppen in ausreichender Menge im Schlamm vorhanden sein und optimal vergesellschaftet vorkommen. Die mikrobiologische Analyse der an der Nitrifikation beteiligten Bakterien ist somit unerlässlich für die Prozessstabilität in Kläranlagen. Da nitrifizierende Bakterien empfindlich auf Schwankungen reagieren, ist ihre kontinuierliche Überwachung entscheidend, um Zusammenbrüche der Nitrifikation zu verhindern, die Betriebskosten zu senken und die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben zu gewährleisten. Durch den direkten Nachweis der AOBs und NOBs können selbst geringste Veränderungen in ihrer Population frühzeitig erkannt werden, bevor die Grenzwerte im Ablauf überschritten werden.
Wie kann man die Nitrifikanten überwachen?
Die VIT® Gensondentechnologie ermöglicht die effektive Überwachung der beteiligten Mikroorganismen (AOB und NOB) ermöglichen. Sie nutzt hochspezifischer rRNA-gerichtete Gensonden zur direkten Identifizierung, Quantifizierung und Visualisierung beider Bakterienpopulationen in Echtzeit. Dadurch ermöglicht sie eine präzise Prozesssteuerung der Anlage.
Für die Analyse mit der VIT® Gensondentechnologie direkt vor Ort im eigenen Labor der Kläranlage stehen die speziell dafür entwickelten VIT® Testkits zur Verfügung. Die Auswertung und das Monitoring erfolgen ganz einfach mit Hilfe der VIT® Vision Software. Ist kein Labor vorhanden, kann die Abwasser-Analytik auch im Labor der vermicon AG durchgeführt werden.
Analyse in den Laboratorien der vermicon AG: | Testkits für die Analyse direkt vor Ort: |
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Die Vorteile des Monitorings mit VIT®
Effektive direkte Überwachung der Mikroorganismen | |
Kontinuierliche Überwachung der relevanten verfahrenstechnischen Kenngrößen | |
Frühzeitige Erkennung von Abweichungen und Störungen | |
Ermöglicht gezielte Prozessteuerung | |
Erhöhte Betriebssicherheit und Stabilität der Kläranlage | |
Kostenreduktion dank rechtzeitigem und effizientem Einsatz von Gegenmaßnahmen | |
Nachhaltige Optimierung der Reinigungsleistung |
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