Red-CO2-PNA: Reduzierung der CO2-Emissionen bei der kommunalen Abwasserreinigung - Vergleich verschiedener Verfahren zur Deammonifikation (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Konventionelle Abwasserreinigungsanlagen sind energieintensiv und allein in Europa für die Emission von mehr als 27 Mio. Tonnen CO2 pro Jahr verantwortlich. Etwa 25 % des gesamten Energieverbrauchs in der Abwasserreinigung werden für die Entfernung von anorganischen Stickstoffverbindungen aufgewendet. Die Kombination aus Teil-Nitritation und Anammox anstelle der klassischen Nitrifikation/Denitrifikation hat das Potenzial für signifikante Energieeinsparungen und eine Verringerung des CO2-Fußabdrucks von Kläranlagen. Während dieses Verfahren eine bewährte Technologie für die Behandlung hochbelasteter Teilströme ist, wurde es aufgrund des hohen CSB/N-Verhältnisses von kommunalem Abwasser, der niedrigeren Temperaturen und ungünstigen Ammoniumkonzentrationen noch nicht für die Behandlung von kommunalem Abwasser eingesetzt. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es zwei verschiedenen Prozessstrategien zu untersuchen, um die Kombination aus Nitritation und Anammox für die Hauptstrombehandlung in die Anwendung zu bringen. Auf der israelischen Seite basiert die zu untersuchende Prozessstrategie auf Ionenaustausch und Bioregeneration für die selektive Entfernung und Behandlung von Ammonium aus dem Hauptstrom. Die Prämisse für diese Strategie ist, dass die Entfernung von Ammonium aus dem Hauptstrom durch Ionenaustauscher zu einem kleinen zu behandelnden Volumen mit hoher Ammoniumkonzentration führt, was einen optimaleren Betrieb ermöglicht. Auf deutscher Seite basiert die zu untersuchende Prozessstrategie auf der Kombination einer Hochlast-Belebungsstufe zur Optimierung der organischen Kohlenstoffentfernung aus dem Abwasser, gefolgt von einem zweistufigen System mittels Nitritation/Anammox. Die Prämisse für diese Strategie ist, dass eine stabile organische Kohlenstoffentfernung eine notwendige Voraussetzung für den Betrieb der Stickstoffelimination ist und dass diese Prozesskonfiguration leicht in bestehende Belebtschlammanlagen nachgerüstet werden kann.