Deammonifikation

Das bei der Entwässerung von Faulschlamm entstehende Schlammwasser ist stark stickstoffhaltig und wird in der Regel wieder der biologischen Abwasserreinigung auf der Kläranlage zugeführt. Dies bedeutet eine zusätzliche Belastung der Biologie von etwa 10 bis 15 Prozent der Stickstoffzulauffracht. Dies beeinflusst unter Umständen die Leistungsfähigkeit der Biologie, sodass durch eine gesonderte Behandlung des Schlammwassers die Prozessstabilität der Stickstoffelimination deutlich verbessert werden kann.

Neben den herkömmlichen Verfahren zur separaten Behandlung von Schlammwasser hat sich in jüngster Zeit insbesondere ein neues Verfahren, die sogenannte Deammonifikation, als effektiv und kostengünstig herausgestellt.

Bei dem Prozess der Deammonifikation erfolgt zunächst unter aeroben Bedingungen eine Umwandlung von etwa der Hälfte des im Schlammwasser enthaltenen Ammoniums zu Nitrit, das anschließend unter anaeroben Bedingungen mit Hilfe spezialisierter Bakterien (Planktomyceten) zusammen mit der anderen Hälfte des Ammoniums zu gasförmigem Stickstoff und etwa 10 Prozent Nitrat umgewandelt wird. Durch diesen Prozess ergeben sich substantielle Einsparungen beim Energieverbrauch. Auch ist keine Zugabe von zusätzlichem Kohlenstoff erforderlich.

Im Vergleich zur klassischen Nitrifikation/Denitrifikation werden bei der Deammonifikation 60 Prozent weniger Sauerstoff und 100 Prozent weniger Kohlenstoff verbraucht. Weiterhin fällt aufgrund der langsamen Wachstumsgeschwindigkeiten der beteiligten Mikroorganismen erheblich weniger Überschussschlamm an. Neben der daraus resultierenden Reduzierung der Betriebskosten ergeben sich hierdurch zusätzliche Einsparungen bei den Baukosten, da kleinere Reaktoren gewählt werden können.

Seit Ende 2007 wird auf der Kläranlage Plettenberg des Ruhrverbands das Schlammwasser in einem einstufigen Deammonifikationsreaktor erfolgreich behandelt (siehe Bild). Die dabei verwendete Regelung gewährleistet einen stabilen Betrieb bei minimalem Energieverbrauch. Im Vergleich zu ähnlichen Verfahren zur Schlammwasserbehandlung zeichnet sich die Deammonifikation durch niedrige spezifische Kosten der Stickstoffelimination aus. Eine weitere Anlage mit einem abweichenden Verfahrensprinzip ist auf der Kläranlage Hattingen in Betrieb. Im Frühjahr 2014 wurde auch auf der Kläranlage Hemer eine Anlage zur biologischen Behandlung des Schlammwassers im Nebenstrom nach dem Verfahren der Deammonifikation errichtet.

Des Weiteren sollen 2016 auf der Kläranlage Duisburg-Kaßlerfeld und 2018 auf der Klärschlammbehandlungsanlage Langenbrahm zwei weitere Anlagen des Ruhrverbands mit einer Deammonifikation ausgerüstet werden.