Nitrifikation und Denitrifikation

Nitrifikation/Denitrifikation ist der häufigste biologische Prozess zur Entfernung von stickstoffhaltigen Substanzen aus dem Abwasser. Dabei wird das biologische Behandlung MBBR um stickstoffreiche Abwässer zu reinigen. Die meisten Aufbereitungssysteme beruhen auf mikrobieller Aktivität. Und zwar mit dem Ziel, unerwünschte Stickstoff- und Mineralstoffverbindungen zu entfernen :
  •  Ammoniak
  • Nitrit
  • Nitrate
Um diese Verbindungen zu beseitigen, müssen die Bakterien einen zweistufigen Prozess durchlaufen.

Schritt der Nitrifikation

Die Nitrifikation ist der erste Schritt der biologischen Stickstoffbehandlung. Sie wird von aeroben Bakterien durchgeführt, die Ammoniak (NH4+) zu Nitrit (NO2-) und dann zu Nitrat (NO3-) oxidieren. Diese Reaktion wird von aeroben Bakterien wie Nitrosomonas europaea und Nitrobacter hamburgensis katalysiert. Während dieser Phase oxidieren die Bakterien unter aeroben Bedingungen Ammonium zu Nitrit .

Die Nitrifikation verläuft in zwei aufeinanderfolgenden Schritten

:

  1. Oxidationvon Ammoniak zu Nitrit: Bakterien der Gattung Nitrosomonas oxidieren Ammoniak unter aeroben Bedingungen zu Nitrit. Dieser Schritt ist wichtig, da er Ammoniak, einen giftigen Schadstoff für Gewässer, beseitigt
  2. Oxidationvon Nitrit zu Nitrat: Bakterien der Gattung Nitrobacter oxidieren anschließend Nitrit zu Nitrat. Auch diese Reaktion erfordert aerobe Bedingungen und eine ausreichende Menge an gelöstem Sauerstoff.

Étape de dénitrification

Die Denitrifikation ist der zweite Schritt der biologischen Stickstoffbehandlung. Dabei werden die Nitrate in das harmlose Gas Stickstoff (N2) umgewandelt. Diese Reaktion wird von anaeroben Bakterien wie Paracoccus denitrificans katalysiert.

In Abwesenheit von Sauerstoff nutzen Mikroben das aus Ammonium entstandene Nitrat, um Elektronen freizusetzen.

Tatsächlich ist Stickstoff harmlos, da er etwa 80 % der Luft ausmacht, die wir einatmen. Durch Nitrifikations-/Denitrifikationsprozesse werden Ammonium und Nitrat auf natürliche Weise entfernt. Diese Verbindungen tragen zur Verschmutzung natürlicher Gewässer bei, ohne der Gesundheit oder dem Planeten zu schaden.

Die Denitrifikation verläuft in zwei Schritten:

  1. Reduktion von Nitrat zu Nit rit: Bakterien reduzieren Nitrat unter anaeroben Bedingungen zu Nitrit. Dieser Schritt ist wichtig, da er Nitrat entfernt, das für Wasserorganismen giftig sein kann.
  2. Reduktion von Nitrit zu Distickstoff: Bakterien reduzieren Nitrit zu Distickstoff. Diese Reaktion ist ebenfalls anaerob und erfordert eine völlige Abwesenheit von Sauerstoff im Wasser.

Bedeutung der Denitrifikation

Die Denitrifikation ist entscheidend für die vollständige Entfernung des Stickstoffs aus dem Abwasser. Sie ermöglicht die Rückgewinnung der bei der Nitrifikation verloren gegangenen Alkalinität und reduziert die Nitratkonzentrationen im aufbereiteten Wasser. Die Denitrifikation ist auch wichtig, um die Qualität des Trinkwassers und der Umwelt zu erhalten.

Um eine gute Denitrifikation zu gewährleisten, ist es wichtig, bestimmte Bedingungen zu erfüllen:

  1. Sauerstoffmangel: Anaerobe Bakterien benötigen völligen Sauerstoffmangel, um zu funktionieren.
  2. Vorhandensein von Nitrat: Anaerobe Bakterien benötigen Nitrat, um sich zu ernähren.
  3. Vorhandensein von denitrifizierenden Bakterien: Anaerobe Bakterien müssen im Medium vorhanden sein, um die Denitrifikation zu katalysieren.
  4. Konstante Temperatur: Die Temperatur musskonstant sein, damit die Bakterien wachsen können.
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