Bei der Denitrifikation handelt es sich um ein Verfahren, um Nitrit und Nitrat aus dem Abwasser zu entfernen. Dabei kommen verschiedene Verfahrenstechniken zum Einsatz, die über Zwischenschritte zu diesem Ergebnis führen.
Die Denitrifikation ist besonders in Bereichen wichtig, in denen Nährstoffneutralität gefordert ist.
Nitratverbindungen im Grundwasser sind besonders für den Menschen schädlich, da sie krebserregend sind. Pflanzen wiederrum benötigen diese für ihr Wachstum. Das nutzen vor allem Landwirte und Betreiber großer Treibhäuser, indem sie ihre Pflanzen düngen und damit mit Nitrat versorgen. Im ländlichen Raum erfolgt dies meist durch das Ausbringen von Gülle auf den Feldern. Düngen Landwirte zu stark, kann das Nitrat in das Grundwasser gelangen. Die Denitrifikation beseitigt das Nitrat aus dem Abwasser, bevor es die Umwelt verschmutzt.
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Der erste Vorteil der Denitrifikation ist die Kostenersparnis, wenn das Unternehmen sein behandeltes Abwasser indirekt über die kommunale Kläranlage einleitet. Diese gibt vor, in welcher Höhe Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor im Abwasser vorkommen dürfen. Je mehr Grenzwerte das Unternehmen einhält, desto günstiger ist die Einleitung in die kommunale Kläranlage. Der Kunde entscheidet sich also dafür, eine Denitrifikation durchzuführen, um von einer erheblichen Kostenersparnis bei der Einleitung in die kommunale Kläranlage zu profitieren. Der zweite Vorteil ist der ökologische Fußabdruck des Unternehmens. Das Abwasser, welches das Gelände des Unternehmens verlässt, ist gereinigt und kann die Umwelt nicht mehr so stark verschmutzen wie vor der Behandlung. Zudem ist die Prozesstechnik ein rein biologisches Verfahren ohne Einsatz von Maschinentechniken oder Membranverfahren. Dadurch reduziert sich der Wartungsaufwand auf ein Minimum.
Die Denitrifikation besteht aus mehreren Prozessschritten. Zuerst baut das Verfahren Kohlenstoff ab, da sich dieser am einfachsten abbauen lässt. Die PPU Umwelttechnik GmbH hat sich darauf spezialisiert, dieses Verfahren aerob, also mit Hilfe von Sauerstoff, durchzuführen. Erst, wenn der Kohlenstoff abgebaut ist, fangen die Mikroorganismen an, den Stickstoff umzuwandeln. Dieser liegt vorerst als Ammonium im Abwasser vor. Das aerobe Verfahren wandelt dieses in Nitrit und Nitrat um, was jedoch nicht im Abwasser bestehen bleiben kann. Durch Zugabe von Kohlenstoff aktiviert das Verfahren die Mikroorganismen, diesen wieder abzubauen. Den dafür benötigten Sauerstoff nehmen sie vom Nitrit und Nitrat. Daher wandelt dieser letzte Prozessschritt beide Stoffe in Stickstoff um, was ein natürlicher Bestandteil der Atmosphäre und damit ungefährlich für den Menschen ist.
Das bewährteste Verfahren ist dabei die vorgeschaltete Denitrifikation. Das Abwasser fließt in einen Festbettreaktor, um den Kohlenstoff abzubauen. Danach folgt die Nitrifikation. Nach den beiden Reaktoren gibt die Anlage einen Teil des Abwassers wieder vor den ersten Reaktor für den Kohlenstoffabbau. Dabei handelt es sich nur um einen Teilstrom von rund 50 Prozent. Damit vermischt sich der Kohlenstoff aus dem einzuleitenden Abwasser mit dem Nitrat aus dem zweiten FBR-Reaktor. Die Herausforderung dabei ist, dass die Anlage im Mittelteil mit der höheren Last umgehen muss, dafür ist keine externe Kohlenstoffquelle nötig.
Da dieses Abwasser nur über einen sehr geringen Sauerstoffanteil verfügt, darf es nicht in ein öffentliches Gewässer fließen. Zum einen entsteht eine sauerstoffarme Schneise, durch die keine Fische schwimmen können. Dadurch trennen sich Lebensräume, was die Ökosysteme nachhaltig schädigen kann. Zum anderen senkt sich der Sauerstoffanteil des Gewässers kontinuierlich, was nach und nach zum Absterben der Lebewesen führt.
