Gesamtstickstoff (TN) bezeichnet die Summe aller stickstoffhaltigen Verbindungen in einem Wasser- oder Abwasserstrom. Dazu gehören organisch gebundener Stickstoff, Ammonium (NH₄⁺), Nitrit (NO₂⁻) und Nitrat (NO₃⁻). Stickstoff ist ein wesentlicher Nährstoff, aber in hohen Konzentrationen kann er eutrophierende Wirkungen haben, die zu einem Überwuchs von Algen und einer Verschlechterung der Wasserqualität führen.
Inhaltsverzeichnis
Stickstoffformen und ihre Bedeutung
Organisch gebundener Stickstoff
Dieser liegt in Proteinen, Aminosäuren und anderen organischen Molekülen vor. Er ist biologisch abbaubar und wird im Rahmen der biologischen Abwasserbehandlung abgebaut.Ammonium (NH₄⁺)
Ammonium entsteht durch die Ammonifikation organischen Stickstoffs. Es ist in Abwässern häufig nach anaeroben Prozessen anzutreffen und toxisch für Fische und andere Wasserorganismen in hohen Konzentrationen.Nitrit (NO₂⁻)
Nitrit entsteht als Zwischenprodukt der Nitrifikation. Es ist ein Indikator für unvollständige Umwandlungsprozesse und hat eine hohe Toxizität.Nitrat (NO₃⁻)
Nitrat ist das Endprodukt der Nitrifikation. In hohen Konzentrationen kann es in Gewässern Eutrophierung verursachen und stellt eine Gesundheitsgefahr dar, insbesondere bei Trinkwasser.
Relevanz in der industriellen Abwasserbehandlung
In industriellen Prozessen, wie der Lebensmittel-, Chemie- und Metallindustrie, entstehen Abwässer mit erhöhten Stickstoffwerten. Diese müssen vor der Einleitung in die Umwelt auf zulässige Werte behandelt werden. Die Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte ist gemäß der Abwasserverordnung zwingend erforderlich.
Behandlungsmethoden zur Reduktion von Gesamtstickstoff
1. Biologische Verfahren
- Nitrifikation und Denitrifikation: In einem mehrstufigen Prozess wird Ammonium zunächst zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation) und anschließend unter anoxischen Bedingungen zu elementarem Stickstoff (N₂) reduziert (Denitrifikation).
- Belebtschlammverfahren: Wird häufig zur Stickstoffentfernung in kommunalen und industriellen Kläranlagen eingesetzt.
- Biofiltrationssysteme: Systeme wie ALMA BHU BAF ermöglichen eine gezielte Eliminierung von Stickstoffverbindungen und schützen nachgeschaltete Umkehrosmoseanlagen.
Foto: 3D-Konstruktion unserer Biofiltration ALMA BioFil Compact mit Nitrifikation und Denitrifikation
2. Chemisch-physikalische Verfahren
- Ammoniak-Strippung: Durch die Erhöhung des pH-Werts und Belüftung wird Ammoniak aus dem Wasser entfernt.
- Ionenaustausch: Entfernt selektiv Ammonium- und Nitrationen aus dem Abwasserstrom.
Foto: Unsere Ionenaustauscheranlage ALMA ION für industrielle Anwendungen
3. Membranverfahren
Umkehrosmose und Nanofiltration bieten eine physikalische Barriere gegen Stickstoffverbindungen und reduzieren diese effektiv.
4. Advanced Oxidation Processes (AOPs)
Zur Behandlung schwer abbaubarer organischer Stickstoffverbindungen.
Foto: Unsere Umkehrosmoseanlage ALMA OSMO Process mit Enthärtungsanlage und Vorfiltration
Gesetzliche Anforderungen und Monitoring
Gesamtstickstoff ist ein Schlüsselparameter in der Wasser- und Abwasserbehandlung. Die Grenzwerte variieren je nach Einleitbedingungen und Industriezweig. Die Überwachung erfolgt kontinuierlich durch Online-Messsysteme, die eine präzise Kontrolle und Optimierung der Behandlungsprozesse ermöglichen.
Fazit
Die Reduktion des Gesamtstickstoffs ist essenziell für den Gewässerschutz und die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben. Mit einer Kombination aus biologischen, chemisch-physikalischen und membranbasierten Verfahren bietet ALMAWATECH maßgeschneiderte Lösungen für die Stickstoffreduktion in industriellen Abwässern. Unsere Technologien unterstützen eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Wasseraufbereitung, die den Anforderungen verschiedener Industrien gerecht wird.
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