Die Deammonifikation ist ein innovatives biologisches Verfahren zur Stickstoffentfernung aus Abwässern, das besonders in der industriellen Abwasserbehandlung bei hohen Stickstoffkonzentrationen und gleichzeitig niedrigem Kohlenstoffanteil Anwendung findet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren kombiniert die Deammonifikation zwei biologische Prozesse – die Partialnitritation und die Anammox-Reaktion – in einem Schritt, wodurch der Einsatz von externen Kohlenstoffquellen reduziert wird. Dies macht die Deammonifikation zu einem besonders energie- und kosteneffizienten Verfahren.
Inhaltsverzeichnis
Technischer Hintergrund der Deammonifikation
In konventionellen Nitrifikations- und Denitrifikationsprozessen wird Ammonium (NH₄⁺) zunächst vollständig zu Nitrat (NO₃⁻) oxidiert und anschließend durch den Einsatz einer externen Kohlenstoffquelle (z. B. Methanol) zu gasförmigem Stickstoff (N₂) reduziert. Dieser Prozess erfordert einen hohen Sauerstoffeintrag und externe Kohlenstoffquellen, was zu hohen Betriebskosten führt.
Die Deammonifikation setzt auf eine Kombination der folgenden zwei Prozesse:
Partialnitritation: Ein Teil des Ammoniums wird unter aeroben Bedingungen durch Ammoniumoxidierer (AOB – Ammonium-Oxidierende Bakterien) zu Nitrit (NO₂⁻) oxidiert. Dies erfordert nur etwa 60 % des Sauerstoffs im Vergleich zur vollständigen Nitrifikation.
Anammox-Prozess: Unter anaeroben Bedingungen nutzen spezielle Bakterien, die sogenannten Anammox-Bakterien (Anaerobe Ammoniumoxidierer), sowohl das verbleibende Ammonium als auch das produzierte Nitrit, um gasförmigen Stickstoff (N₂) zu bilden. Dies geschieht ohne den Einsatz von externen Kohlenstoffquellen.
Durch die Kombination dieser beiden Prozesse wird nicht nur der Sauerstoffbedarf um etwa 60 %, sondern auch der Bedarf an externen Kohlenstoffquellen um bis zu 100 % reduziert, was zu erheblichen Energieeinsparungen und niedrigeren Betriebskosten führt.
Foto: Denitrifikations- und Nitrifikationsbecken für industrielles Abwasser aus der Lebensmittelindustrie in Chile, ALMA BHU BIO Anlage
Anwendungsbereiche in der Praxis
Die Deammonifikation ist besonders geeignet für Abwässer mit:
- Hohem Ammoniumgehalt (z. B. Schlammwasser aus Kläranlagen, industrielle Abwässer)
- Geringen organischen Kohlenstoffanteilen (da keine zusätzliche Kohlenstoffquelle erforderlich ist)
Typische Industrien, in denen die Deammonifikation Anwendung findet, sind:
- Lebensmittel- und Getränkeindustrie
- Chemie- und Petrochemieanlagen
- Schlammbehandlungsanlagen in kommunalen Klärwerken
Vorteile der Deammonifikation
- Reduzierter Energieverbrauch: Durch die geringere Sauerstoffanforderung und den Verzicht auf externe Kohlenstoffquellen sinken die Betriebskosten deutlich.
- Weniger Schlammproduktion: Im Vergleich zu herkömmlichen biologischen Verfahren führt die Deammonifikation zu einer geringeren Überschussschlammproduktion, was die Entsorgungskosten reduziert.
- Kompakte Anlagen: Da der Prozess in einem Reaktor durchgeführt werden kann, benötigen Deammonifikationsanlagen weniger Platz und sind einfacher zu betreiben.
- Nachhaltigkeit: Der Anammox-Prozess nutzt vorhandene Stickstoffverbindungen, was den Ressourceneinsatz minimiert und den ökologischen Fußabdruck des Verfahrens verbessert.
Produkte von ALMAWATECH
ALMAWATECH setzt auf die biologische Abwasserbehandlung mit innovativen Technologien, um Stickstoff effizient zu entfernen und gleichzeitig den Energie- und Ressourcenverbrauch zu minimieren. Zwei unserer Lösungen, die für die Deammonifikation geeignet sind, sind die ALMA BioFil Compact und ALMA BHU BAF.
ALMA BioFil Compact: Diese kompakte Biofiltrationsanlage ist ideal für Abwasserströme bis 100 m³/h. Sie eignet sich hervorragend für die Vorbehandlung von Abwässern vor Membranfiltrationen, wie z. B. der Umkehrosmose. Die ALMA BioFil Compact verringert durch die biologische Vorreinigung die Restbelastung organischer Stoffe und minimiert das Biofouling in nachgeschalteten Membransystemen. Die Deammonifikation kann hier als Teilprozess integriert werden, um den Stickstoffgehalt im Abwasser zu senken.
Foto: 3D-Konstruktion unserer biologisch aktivierten Filtration ALMA BioFil Compact
ALMA BHU BAF
Diese großtechnische Biofiltrationsanlage ist für Wasserströme bis zu 1.000 m³/h ausgelegt und wird in der Regel in Betonbauweise ausgeführt. Die ALMA BHU BAF eignet sich zur Denitrifikation und Nitrifikation und kann bei entsprechender Konfiguration auch für die Deammonifikation angepasst werden. In industriellen Anlagen, die eine effiziente Stickstoffentfernung benötigen, kann diese Technologie den Energieverbrauch signifikant senken und die Wirtschaftlichkeit der Abwasserbehandlung verbessern.
Foto: Foto unserer biologisch aktivierten Filtration, ein Kombinationsverfahren aus mechanischer Reinigung und biologischem Abbau (ALMA BHU BAF)
Fazit
Die Deammonifikation ist eine innovative und effiziente Methode zur Stickstoffentfernung, die besonders für Abwässer mit hohem Ammoniumgehalt und geringen organischen Belastungen geeignet ist. Mit Produkten wie der ALMA BioFil Compact und der ALMA BHU BAF bietet ALMAWATECH leistungsstarke Lösungen zur Integration dieser Technologie in industrielle Abwasserbehandlungsprozesse. Dank der Energieeinsparungen und des geringeren Einsatzes von Ressourcen ist die Deammonifikation eine nachhaltige Lösung für viele Industrien.
