Untersuchung der Populationsdynamik in Reaktoren zur einstufigen Deammonifikation für die Anwendung in der kommunalen Abwasserbehandlung

  • Ansprechpartner:

    Eva Gilbert
    Harald Horn

  • Förderung:

    Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) Promotionsstipendium

Durch die Kombination von aerober und anaerober Ammoniumoxidation kann Ammonium rein autotroph in Luftstickstoff umgewandelt werden (Deammonifikation). Dabei ist im Gegensatz zur konventionellen Ammoniumelimination (Nitrifikation/Denitrifikation) kein Kohlenstoff notwendig: Die beteiligten Mikroorganismen fixieren Kohlendioxid für ihren Zellaufbau. Insgesamt wird auch deutlich weniger Belüftungsenergie benötigt und anscheinend auch weniger Lachgas produziert als konventionell. Daher würde ein Einsatz in der kommunalen Abwasserbehandlung deren Kosten und die Klimabilanz deutlich verbessern.

Die Übertragung der Deammonifikation auf die Bedingungen der kommunalen Abwasserbehandlung ist in erster Linie eine Adaption auf niedrige Temperaturen. Dabei erschwert das verlangsamte Wachstum die Kultivierung aerober und anaerober Ammoniumoxidierer. Gleichzeitig begünstigt verbesserter Sauerstoffübergang das Wachstum störendender Nitritoxierer.

Der Fokus dieses Projektes liegt auf dem Verständnis des mikrobiologischen Zusammenspiels bei niedrigen Temperaturen. In Batchexperimenten und Laborreaktoren werden verfahrenstechnische Ansätze zur Hemmung von Nitritoxierern untersucht. Durch mikrobiologische Untersuchungen und Messungen der Kinetik wird begleitend das Wachstum der einzelnen Mikroorganismen verfolgt. Das Ziel ist die Bewertung verschiedener Betriebsstrategien im Hinblick auf Kultivierung aerober und anaerober Ammoniumoxierer und Unterdrückung störender Nitritoxidierer.