Lachgasemissionen bei der Behandlung von Prozesswässern im Deammonifikationsverfahren: Fid-Bau Portal

Lachgasemissionen bei der Behandlung von Prozesswässern im Deammonifikationsverfahren

Weissenbacher, N. / de Clippeleir, H. / Hell, M. / Wett, B.

Summary Deammonification, the anaerobic oxidation of ammonium by use of anammox bacteria, has proved to be an efficient method of treating severely polluted process water from sludge treatment. Particular merits of this method in terms of the overall energy balance of the plant are the low power requirements and the fact that no organic carbon is needed. By shortening the conventional nitrogen conversion via nitrite, the deammonification method produces an increased amount of intermediate products, among which nitrous oxide has some climatic implications. A number of tests have, therefore, been conducted on the nitrous oxide emissions involved in this method. The tests were carried out at a DEMON plant for the treatment of digester supernatant at the sewage treatment plant of Strass in the Ziller valley in Tyrol, in operation since 2004 and run by Abwasserverband Achental-Inntal-Zillertal (AIZ). The results have shown that the proportion of nitrous oxide accounts for about 0.9 % to 1.3 % of the overall amount of treated nitrogen from the process water. These results are in the lower range as compared with other deammonification systems. Since the mechanism of nitrous oxide emission is not yet fully understood, a number of measurements have been performed under different operating conditions. While changes in the leading parameters pH and oxygen do not show any direct influence, increased nitrous oxide emissions have been seen to occur under conditions of nitrite accumulation. By preventing nitrite accumulation, the pH control of the singlestage DEMON process reduces the nitrous oxide emissions. An appropriate feed reservoir to harmonise process water intake prevents variations in operating conditions, which otherwise would cause increased nitrous oxide emissions.

Zusammenfassung Die Deammonifikation, ein Verfahren bei dem Ammonium mithilfe von AnammoxBakterien anaerob oxidiert wird, hat sich als gute Lösung zur Behandlung hoch belasteter Prozesswässer aus der Schlammbehandlung erwiesen. Dabei wirken sich der geringe Energiebedarf und der Verzicht auf organischen Kohlenstoff günstig auf die Energiebilanz der Gesamtanlage aus. Da bei der Deammonifikation die herkömmliche Stickstoffumsetzung über Nitrit abgekürzt wird, kommt es vermehrt zu Zwischenprodukten von denen Lachgas klimarelevant ist. Auf der seit 2004 in Betrieb befindlichen DEMON- Anlage zur Presswasserbandlung der Kläranlage Strass im Zillertal des Abwasserverbandes Achental-Inntal-Zillertal (AIZ) wurden daher eine Reihe von Untersuchungen der Lachgasemissionen aus diesem Verfahren durchgeführt. Es zeigte sich, dass der Lachgasanteil bei 0,9 % bis 1,3 % der gesamten behandelten Stickstofffracht aus dem Prozesswasser liegt. Diese Ergebnisse liegen im Vergleich mit anderen Deammonifikationsanlagen im unteren Bereich. Da die Mechanismen der Lachgasemissionen noch nicht restlos geklärt sind, wurde eine Reihe von Messungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen durchgeführt. Während Änderungen der Leitparameter pH und Sauerstoff keinen direkten Einfluss zeigten, wurden unter Nitritakkumulation erhöhte Lachgasemissionen festgestellt. Die pH-Wert- Regelung des einstufigen DEMON- Prozesses verhindert eine Nitritakkumulation und wirkt sich somit positiv in Richtung verminderter Lachgasemissionen aus. Eine Vergleichmäßigung der Zulauffracht durch einen entsprechenden Prozesswasserspeicher gewährleistet einen gleichmäßigen Betrieb und verhindert wechselnde Bedingungen, die zu erhöhten Lachgasemissionen führen würden