Naturnahe Abwasserbehandlung in La Gamba, Costa Rica

Aufbau von Biomasse eine hohe Nitrifikationsleistung erbracht wird. Negativ kann sich die
geringe Wachstumsfähigkeit dann auswirken, wenn es zu Störungen im System kommt,
die die Population an Nitrifizierern stark reduziert, denn dann dauert es lange, bis sich
diese wieder erholt. Nitrobacter (wichtigstes Nitro- Bakterium) findet in Pflanzenbeeten
meist bessere Wachstumsbedingungen vor, als die Nitriso- Bakterien. Daher stellt die
Ammonium- Oxidation den Flaschenhals bei der Nitrifikation dar, und ist der
geschwindigkeitsbestimmende Schritt in diesem Prozess. (vgl. KUNZ, 1995, 186)
7.5.3.2 Denitrifikation
Unter Denitrifikation versteht man den reduktiven Abbau von Nitraten bis hin zu
molekularem Stickstoff (N 2 ). Dieses Endprodukt entweicht in die Atmosphäre und wird
somit endgültig aus dem Abwasser entfernt.
Zur Nitratreduktion ist eine Vielzahl verschiedener Bakterien fähig, die meisten nutzen sie
jedoch nur zum Aufbau eigener Zellsubstanz. Dabei spricht man von assimilatorischer
Nitratreduktion. Einige Bakterienarten sind jedoch auch zur dissimilatorischen
Nitratreduktion, sprich der Nitratatmung zur Energiegewinnung in der Lage. Diese Gruppe
ist für den Prozess der Denitrifikation verantwortlich. Dabei wird Nitrat in vier Stufen unter
Einwirkung jeweils spezifischer Enzyme reduziert:
Nitratreduktion: 2 NO − 3 + 4 H + + 4 e − → 2 NO − 2 + 2 H 2 O
Nitritreduktion: 2 NO − 2 + 4 H + + 2 e − → 2 NO + 2 H 2 O
Stickstoffmonoxid-Reduktion: 2 NO + 2 H + + 2 e − → N 2 O + H 2 O
Distickstoffmonoxid-Reduktion: N 2 O + 2 H + + 2 e − → N 2 + H 2 O (vgl. WIKIPEDIA, s.a., s.p.)
Aus einer Betrachtung der Reaktionsgleichungen wird ersichtlich, dass für sämtliche
Teilprozesse H+ Ionen sowie Elektronen notwendig sind, um die Reaktion zu
ermöglichen. Einige wenige autotrophe Bakterien sind in der Lage, anorganische
Verbindungen als Wasserstoff- und Elektronendonatoren zu nutzen. Die Mehrzahl
allerdings, die auch in Pflanzenkläranlagen überwiegt, nutzt dafür organische
Kohlenstoffverbindungen. Das ist insofern von praktischer Bedeutung, als durch ein zu
geringes Vorhandensein organischer Kohlenstoffverbindungen die Denitrifikation
entweder gar nicht erfolgt oder unvollständig bleibt. Folge davon sind erhöhte Nitritwerte
und die Bildung von NO und NO 2 , die beide wegen ihrer ozonschädigenden Wirkung
unerwünscht sind. (vgl. TER HASEBORG, 2004, 1ff)
Als ideale Bedingungen für die Denitrifikation wird ein Verhältnis von BSB 5 : N von größer
als 3 angesehen (vgl. KUNZ, 1995, 187).
Eine weitere wichtige Voraussetzung für die Denitrifikation sind anoxische Verhältnisse.
Denn bei Anwesenheit von gelöstem Sauerstoff wäre die Affinität der Elektronen zu
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