Ursachenforschung zur Nitrifikationsstörung
Nitrifikationskaskade
Ausgangssituation
Der Wupperverband betreibt am Standort Odenthal das Klärwerk Odenthal mit einer Ausbaugröße von 17.500 Einwohnerwerten. Die biologische Stufe wird als dreistufige Kaskade mit intermittierender Denitrifikation und einem Gesamtvolumen von 3.750 m³ betrieben.
In den vergangenen Jahren wurde in der biologischen Reinigungsstufe mehrfach eine Störung der Nitrifikation beobachtet, bei der die Umsatzgeschwindigkeit der Nitratation deutlich und die der Nitritation leicht reduziert waren. Damit verbunden war eine erhebliche Verarmung der Biozönose an Protozoen mit Ausnahme von Flagellanten, ein leicht erhöhter Gehalt an fadenförmigen Mikroorganismen (Microthrix, Nocardia) und ein Zerfall der normalen Flockenstruktur. In Folge wurden erhöhte Ammonium- und CSB-Gehalte im Ablauf der Nachklärung beobachtet.
Unsere Leistungen
Die Betriebsdaten der Kläranlage wurden mit besonderem Fokus auf die Zeiträume der Nitrifikationsstörungen ausgewertet und eine statische Nachbemessung der biologischen Stufe durchgeführt. Mit Hilfe des Werkzeuges der dynamischen Simulation wurden in der durchgeführten Studie die Ursachen, die für die Störungen der Nitrifikation verantwortlich waren, untersucht. Dafür wurde die biologische Reinigungsstufe der Kläranlage unter Verwendung der Simulationssoftware Simba abgebildet und es wurden verschiedene aufgetretene Störfälle modelliert. Anschließend wurden unterschiedliche Optimierungsvarianten untersucht und bewertet, mit denen zukünftig dauerhaft eine stabile Nitrifikation in der Kläranlage sichergestellt werden soll.
Ergebnisse
Mit der durchgeführten Simulationsstudie konnte die Stickstoffelimination der Kläranlage Odenthal nachgebildet werden. Auf diese Weise konnten viele Erkenntnisse über das biologische Verhalten der Kläranlage und Rückschlüsse auf die Ursachen der beobachteten Nitrifikationsstörungen gewonnen werden. Die Simulationsergebnisse lassen vermuten, dass die Nitrifikationsstörungen zum einen im Zusammenhang mit einer zu geringen Säurekapazität bei lang anhaltenden Regenereignissen und zum anderen auf instabile Zustände der Biologie zurückzuführen sind. Um derartige Ereignisse zukünftig sicher zu vermeiden, wurde für die Belüftung der Belebung eine angepasste Regelung und eine bedarfsweise Zudosierung von Kalkmilch in die Belebung zur Unterstützung der Säurekapazität empfohlen.