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Titelaufnahme

Titel
Ursachen der Deammonifikationshemmung in Prozesswasser / Benjamin Bachmann
VerfasserBachmann, Benjamin
Betreuer / BetreuerinPümpel, Thomas
Erschienen2015
Umfang157 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Master-Arb., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
Datum der AbgabeApril 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Anammox / anAOB / aeAOB / Deammonifikation / Prozesswasser / Inhibition
Schlagwörter (EN)Anammox / anAOB / aeAOB / Deammonification / Inhibition
Schlagwörter (GND)Brauchwasser / Abwasserreinigung / Stickstoff-Elimination
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-1976 Persistent Identifier (URN)
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Ursachen der Deammonifikationshemmung in Prozesswasser [7.05 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Deammonifikation spielt zunehmend eine größere Rolle bei der Entfernung von Stickstoff aus Abwässern und wird besonders bei der Behandlung von hochbelasteten Prozesswässern mit schlechten Kohlenstoff:Stickstoff Verhältnissen angewandt. Sie wird in zwei Teilschritten, einer partiellen Nitritation mit Hilfe aerober Ammoniumoxidierender Bakterien (aerAOB) und dem darauf folgenden anaeroben Anammox-Prozess mit Hilfe von Anammox-Bakterien (anAOB), vollzogen. Technisch kann die Deammonifikation unter anderem mittels DEMON®-Verfahren von Abwasserreinigungsanlagen (ARA) realisiert werden und benötigt dabei einerseits weniger Belüftungsenergie als die herkömmliche Nitrifikation und andererseits keine Kohlenstoffdosierung für die Denitrifikation. Ausgangspunkt für die vorliegende Masterarbeit war die Beobachtung von inhibierter Biomasse in den DEMON®-Reaktoren der ARA Tobl und der ARA Bern. Während an der ARA Tobl die anAOB in ihrer Aktivität gehemmt sind, konnte an der ARA Bern eine Hemmung der aerAOB festgestellt werden. An beiden Anlagen wird Co-Vergärung zur Steigerung der Biogas-Ausbeute betrieben; eine Überlastung der Faultürme sowie eine damit verbundene Auswirkung auf die DEMON®-Reaktoren konnte deshalb zu Beginn der Studie nicht ausgeschlossen werden. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit wurde daher auf die Identifizierung möglicher bekannter Inhibitorsubstanzklassen auf die beteiligten Mikroorganismen als Ursache für die Hemmung der Deammonifikation in beiden DEMON®-Reaktoren gelegt. Im Reaktor der ARA Tobl konnten sowohl typisch rot- als auch deutlich schwarzverfärbte Anammox-Granulen beobachtet werden. Ein Zusammenhang zwischen der Schwarzfärbung, der verringerten Aktivität und bekannten Inhibitorsubstanzen konnte dagegen nicht nachgewiesen werden. Eine mögliche Erklärung für dieses beobachtete Phänomen ist die Beteiligung von eingetragenen Feststoffen an der Granulenbildung. Diese Feststoffe, welche über den Zulauf in den Reaktor gelangen, könnten sich an den Bakterien anlagern und die Diffusion von Substraten behindern und damit die untypische Färbung und die verringerte Aktivität erklären. Im Reaktor der ARA Bern konnten Antibiotika-Substanzklassen, phenolische Verbindungen sowie chlorierte organische Verbindungen als mögliche Verursacher der Hemmung ausfindig gemacht werden.

Zusammenfassung (Englisch)

Deammonification plays an important role both in the removal of nitrogen from wastewater and in the treatment of highly contaminated process water with poor carbon to nitrogen ratio. The process is divided in two steps, a partial nitritation using aerobic ammonium-oxidizing bacteria (aerAOB) and the anaerobic anammox process with the help of anammox bacteria (anAOB). Technically, the Deammonification on wastewater treatment plants (WWTPs) is realized by the DEMON®-method and requires less aeration energy than the conventional nitrification and no carbon dosage for the denitrification. The starting point for the present thesis was the observation of inhibited biomass in the DEMON®-reactors from WWTP Tobl and WWTP Bern. While the anAOB are inhibited in their activity at the WWTP Tobl, inhibition of aerAOB was detected in the WWTP Bern. At both WWTPs co-digestion is operated to increase the biogas yield; overloading the digesters and an associated impact on the reactors could therefore not be excluded at the beginning of the study. The main focus of this work was therefore placed on the identification of possible known inhibitor drug classes on the microorganisms involved as the cause of the inhibition of Deammonification in both DEMON®-reactors. In the DEMON®-reactor from WWTP Tobl typical red and black anammox-granules were found. However, a correlation between the black coloration, reduced activity and known inhibitor substances was not detectable. A possible explanation for this observed phenomenon is the participation of solids at the granule forming process. These solids which pass through the inlet to the reactor could attach to the bacteria and foreclose the diffusion of substrates and thus explain the atypical coloration and decreased activity. Antibiotic drug classes, phenolic and chlorinated organic compounds were found and identified as a possible cause of inhibition in the reactor from the WWTP Bern.