Bedarfsgerechte Regelung der Nitrifikation und der Denitrifikation
Erhöhte Stickstoffelimination bei SBR-Anlagen dank Online-Messung von Ammonium und Nitrat
Stand Oktober 2025 sind mehrere Motionen zum Gewässerschutz in der Schweiz hängig – darin ist unter anderem eine gesamtheitliche Betrachtung der Stickstoffproblematik gefordert (Ammonium, Nitrit, N-Elimination und Lachgas). Gemäss dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) ist eine Revision des Gewässerschutzgesetzes (GSchG) und einer Verschärfung der Gewässerschutzverordnung (GSchV) bis 2029 zu erwarten.
Optimierte biologische Reinigung dank Online-Messtechnik
Die Verbesserung der Abwasserreinigung und die Minimierung der Lachgasemissionen zwingt die Betreiber der Abwasserreinigungsanlagen (ARA), die biologische Reinigung künftig weiter zu optimieren und den Betrieb den neuen Anforderungen anzupassen. Online-Messtechnik hilft dabei, die Nitrifikation und Denitrifikation exakt und zuverlässig zu steuern und zu regeln.
SBR-Verfahren: Dynamische Steuerung steigert Reinigungsleistung
Im SBR-Verfahren (Sequence Batch Reactor) laufen die biologischen und physikalischen Prozesse zur Abwasserreinigung zeitlich getrennt, aber im gleichen Reaktor ab. Und zwar im Ablauf von verschiedenen, aufeinanderfolgenden Phasen. Diese Phasen können entweder zeitlich fest definiert oder dynamisch betrieben werden. Eine dynamische Regelung erlaubt eine Erhöhung der Reinigungsleistung ohne bauliche Anpassungen.
Echtzeitmessung von Ammonium und Nitrat
Sonden mit Ionenselektiven Elektroden können Ammonium und Nitrat messen und sind einfach zu installieren. Das Messprinzip ist sehr gut geeignet, grosse Konzentrationsänderungen von Ammonium und Nitrat in Echtzeit zu verfolgen. Dies ist insbesondere bei schnell ablaufenden Prozessen wie der Nitrifikation und Denitrifikation von grossem Vorteil und erlaubt es SBR-Reaktoren bedarfsgerecht zu betreiben: Die Zykluszeiten können mittels Ammonium- und Nitratwerten dynamisch geregelt werden.
Absolutwertregelung: Aufwendig und fehleranfällig im tiefen Messbereich
Bei einer Regelung auf Absolutwerte werden für die Nitrifikation und Denitrifikation spezifische Konzentrationswerte festgelegt (beispielsweise 2 mg N/L für Ammonium): Werden sie unterschritten, führt dies zu einem Weiterschalten in die nächste Phase. Genaue Messungen im tiefen Messbereich unterhalb von 2 mg N/L sind im kommunalen Abwasser mit Ionenselektiven Elektroden aber nur mit einem sehr hohen Arbeitsaufwand seitens Betreiber zu erreichen. Eine Regelung auf Absolutwerte ist zudem sehr fehleranfällig und nur bedingt zuverlässig.
Zuverlässige Prozessregelung durch Änderungsrate der Elektrodensignale
Eine Regelung auf die Änderungsrate des Rohsignals (mV/min) der Ammonium- und Nitrat-Elektrode hingegen ist sehr zuverlässig und erlaubt eine signifikante Verbesserung der Prozesse - ohne bauliche Anpassungen der Anlage:
Verkürzung der belüfteten Phasen (Energieeinsparung)
Tiefere Ablaufwerte für Ammonium, Nitrit und Nitrat
Verlängerung der Denitrifikation (Maximierung Stickstoffelimination)
Robuster und störungsfreier Betrieb der Biologie
Stark reduzierter Arbeitsaufwand für den Betreiber bei der Wartung der Sonden
