Das Kohlensäuresystem und der mikrobielle Prozess der Nitrifikation beeinflussen sich wechselseitig über den pH-Wert. Für eine stabile Nitrifikation fordern einschlägige Bemessungsgrundlagen leicht alkalische pH-Werte und eine Mindestkonzentration an Säurekapazität. Neuere Untersuchungen zeigen, dass auch bei höheren Säurekapazitäten (größer 4mmol/l) es zu einem Anlösen der Flockenverbände und zu Störungen der biologischen Stoffwechselprozesse kommen kann, falls der Anteil an überschüssiger freier Kohlensäuresäure entsprechend hoch und der pH-Wert niedrig ist. Das heißt, dass hier Wechselwirkungen zwischen dem Kohlensäuresystem und der Mikrobiologie bestehen, welche bislang wenig beachtet werden, jedoch bei der Nitrifikation in pufferschwachem Abwasser von entscheidender Bedeutung sind. Bei der Nitrifikation in kommunalen Kläranlagen entstehen Säuren. Diese senken, wenn sie nicht abgepuffert werden, den pH-Wert. Ein niedriger pH-Wert hemmt wiederum den mikrobiellen Prozess der Nitrifikation. An der Pufferung der entstehenden Säuren hat das Gleichgewichtssystem der Kohlensäure einen entscheidenden Anteil. Es ist das bedeutenste Puffersystem im aquatischen Milieu. Da die Bestandteile des Kohlensäuresystems und der pH-Wert sich wechselseitig beeinflussen, besteht über den pH-Wert ein direkter Zusammenhang zur Nitrifikation. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss des pH-Wertes auf den mikrobiellen Prozess der Nitrifikation, unter Beachtung der wechselseitigen Wirkung durch das Kohlensäuresystem, zu untersuchen. An einer Belebungsanlage im Aufstauverfahren wurden hierzu halbtechnische Untersuchungen mit gezielter Anhebung der Säurekapazität pufferschwachen Abwassers durchgeführt. Die kontinuierliche Messung der einflussnehmenden Parameter war Voraussetzung für die Auswertungen welche dieser Arbeit zugrunde liegen. Darüber hinaus konnten weitere Fragestellungen hinsichtlich des Betriebes und hinsichtlich relevanter Abwasserparameter geklärt werden. Diese Erkenntnisse sind nicht nur für Regionen mit pufferschwachem Wasser bedeutsam, wie es im Urgestein und im Dünenwasser an den Küsten vorkommt, sondern auch hinsichtlich der Auswirkungen verschiedener Optimierungsprozesse in der Betriebsführung kommunaler Kläranlagen. Durch tiefere Belebungsbecken, effizientere Belüftungssysteme oder den Einsatz von Metallsalzen als Fällmittel werden das Kohlensäuresystem und der pH-Wert negativ beeinflusst. Die Ergebnisse der Untersuchungen bestätigen die Erkenntnisse, dass bei sinkendem pH-Wert auch die Umsatzgeschwindigkeit der Nitrifikation zurückgeht. Es zeigte sich, dass die Beeinträchtigung der Umsatzgeschwindigkeit infolge des pH-Wertes auch von der Pufferungsintensität abhängt. Sie ist umso stärker ist, je geringer der pH-Wert und je geringer die Pufferungsintensität in der Wasserphase ist. Zur Beurteilung der Schädigung der belebten Schlammflocken, bei einer Säurekapazität höher als die Mindestsäurekapazität, erwies sich der Sättigungsindex als geeignet. Er ist ein Maß für die Einhaltung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtes. Für den Bereich der kommunalen Abwasserreinigung wurden vereinfachte Berechnungsgrundlagen abgeleitet. Eine mögliche pH-Absenkung und die damit einhergehende Beeinträchtigung der Nitrifikation kann durch eine entsprechende Erhöhung des dimensionslosen Sicherheitsfaktors bei der Berechnung des erforderlichen Bemessungsschlammalters berücksichtigt werden. Dieser ist von der Pufferungsintensität abhängig. Alternativ können Maßnahmen ergriffen werden, die ein Absinken des pH-Wertes verhindern, wie beispielsweise die Zugabe von Alkalien.     «

Das Kohlensäuresystem und der mikrobielle Prozess der Nitrifikation beeinflussen sich wechselseitig über den pH-Wert. Für eine stabile Nitrifikation fordern einschlägige Bemessungsgrundlagen leicht alkalische pH-Werte und eine Mindestkonzentration an Säurekapazität. Neuere Untersuchungen zeigen, dass auch bei höheren Säurekapazitäten (größer 4mmol/l) es zu einem Anlösen der Flockenverbände und zu Störungen der biologischen Stoffwechselprozesse kommen kann, falls der Anteil an überschüssiger frei...     »