Bai, Zhiyuan (2011)

Thema

Die Adaption von nitrifizierenden Mikroorganismen an die Nitrifikationshemmstoffe Allylthioharnstoff, 1,2,4-Triazol und 3-Methylpyrazol im Prozesswasserspeicher einer Kläranlage

Aufgabenstellung

Die Prozesse der Abwasserreinigung beinhalten Optionen zur Beeinflussung der Ablaufzusammensetzung, so dass die Bedingungen für ökotechnologische Maßnahmen im Fließgewässer und in der Kläranlage vorteilhaft werden. Das Prozesswasser der Schlammbehandlung eignet sich auf Grundlage der hohen Ammoniumkonzentrationen und der hohen Temperatur zur Akkumulation von Stoffen und Mikroorganismen.

Im Rahmen der DA sollen Mikroorganismen (MO) an Nitrifikationshemmer unter verschiedenen Randbedingungen adaptiert werden. Es sind die Hemmstoffe Allylthioharnstoff (ATH), 1,2,4-Triazol (TZ) und 3-Methylpyrazol (MP) zu untersuchen, welche unter anderem in Düngemitteln eingesetzt werden. Dabei werden Erfahrungen genutzt, die aus der Adaption von MO an die genannten Hemmstoffe in vorhergehenden Versuchen mit künstlichem Substrat gewonnen wurden.

Diese MO werden mittels verschiedener analytischer Methoden auf ihre Flexibilität hinsichtlich variierender Milieubedingungen getestet, wobei vor allem der Temperaturunterschied zwischen der Züchtung im Reaktor zur Prozesswasserbehandlung und den deutlich geringeren Temperaturen im Vorfluter und in der Abwasserbehandlungsanlage zu untersuchen sind.

Der Diplomand soll, ausgehend von einer detaillierten Literaturrecherche, die auf bisherigen Erkenntnissen aufbaut, die Adaption von MO-Populationen an Nitrifikationshemmer untersuchen. Die Analyse der gezüchteten MO-Populationen erfolgt vorzugsweise auf Basis von Respirationstests. Im Anschluss ist die Überlebensfähigkeit der gezüchteten MO im Oberflächenwasser (OFW) messtechnisch nachzuweisen.

Autorenreferat

Zur Elimination von schädlichen Stickstoffverbindungen müssen nicht nur die Nitrifikation in den Kläranlagen, sondern auch die im Oberflächenwasser untersucht werden. Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt die Untersuchungsmethoden und Auswertung von den Ergebnisse. Die Untersuchung werden am Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft der TU Dresden durchgeführt. Das Ziel der Untersuchung ist, um Möglichkeit der Adaption an diese Hemmstoffe von Nitrifikanten in der Prozesswasserbehandlung einer Kläranlage zu untersuchen, und um die Aktivität der gezüchteten Nitrifikanten in Oberflächenwasser zu diskutieren. Die verwendeten Hemmstoffe in dieser Diplomarbeit, vor allem aus landwirtschaftlichen Düngern, sind Allylthioharnstoff (ATH), 3-Methypyrazol (3-MP) und 1,2,4-Triazol (1,2,4-TZ). Die Adaptionsfähigkeit von 3-MP und 1,2,4-TZ wurde in zwei Reaktoren nachgewiesen. Weiterhin wurde die Randbedingungen betimmt. Die Ergebnisse konnte als Beiwert für andere Untersuchungen.

Zu Bestimmung der Einfluss von Temperatur, Sauerstoffgehalt, Substrat-konzentration und auch den Milieubedingungen für Simulation von Oberflächen-wasser wurde verschiedene Methode in dieser Arbeit verwendet. Z.B. Atmungsmessung, Online-Sauerstoffmessung, Analyse, und in-Situ-Stoffumsatzmessung. Die Auswertung wurde in Kombination mit verschiedenen Methoden herausbekommen. Außdem wurde das Versuch für Erhöhung der Aktivität unter niederige Temperatur durchgeführt. Eine 10% bis 30% Erhöhung der Nitrifikationsgeschwindigkeit wurde gezeigt.

Betreuung