DEA-HS StEB K

Facts:

Duration: 25 June 2026 – 24 June 2028
Funding reference: 61.56.02.04-2a/2026

Initial situation:

The stricter requirements of the Municipal Wastewater Directive (KARL) call for further optimisation of nitrogen removal at municipal wastewater treatment plants. Recent analyses by the German Association for Water, Wastewater and Waste show that many treatment works face major challenges in meeting future nitrogen requirements. Conventional nitrification/denitrification is energy- and resource-intensive, whereas deammonification offers significant potential for energy savings and CO₂ reduction due to its lower oxygen demand and the absence of external carbon sources. In North Rhine-Westphalia in particular, with its many large sewage treatment works and limited space, main-stream deammonification represents a promising technology for the future. However, due to the characteristics of the microorganisms used – the anammox bacteria – deammonification has so far only been successfully applied in highly contaminated effluent streams. Nevertheless, there is still no proof of long-term stable operation of deammonification under continuous, real-world conditions for its widespread application.

Das Projekt:

Das Projekt DEA-HS StEB K möchte diese Lücke schließen und schafft die Grundlage für eine großtechnische Umsetzung des Verfahrens. Dazu wird die Deammonifikation erstmals im kontinuierlichen Betrieb in einer halbtechnischen Kläranlage (HtK) mit einem Reaktorvolumen von 2m³ untersucht. Das Projekt baut auf den langjährigen Forschungsarbeiten des Instituts NOWUM-Energy sowie den erfolgreichen Untersuchungen der Eawag zur Hauptstrom-Deammonifikation auf. In den Vorgängerprojekten des Instituts wie z.B. LABDEA, Dea-HS und MicronDea  wurden die Machbarkeit, die Betriebsgrenzen und das Potenzial einer gezielten Mikronährstoffsteuerung im Labor nachgewiesen. Die Versuchsanlage wird auf der Kläranlage in Köln-Weiden der StEB Köln betrieben. Parallel wird eine Containeranlage der Eawag auf Basis SBR Sequencing Batch Reactor (SBR) betrieben, deren Ergebnisse eng mit den HtK-Versuchen abgestimmt werden. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für eine großtechnische Umsetzung der Hauptstrom-Deammonifikation.

Ziele: 

Ziel des Projekts ist der Nachweis eines stabilen kontinuierlichen Betriebs der Hauptstrom-Deammonifikation in der HtK-Kläranlage und niedrigen Stickstoffablaufwerten. Ein Ziel liegt im kontinuierlichen Betrieb der HtK-Analge sowie den Vergleich zu etablierten zweistufigen SBR-Verfahren. Hierzu werden die HtK-Anlage und eine SBR-Containeranlage der Eawag am Standort Weiden parallel betrieben. Im Rahmen eines strukturierten Versuchsprogramms werden Betriebsdaten kontinuierlich erfasst und ausgewertet, um den Einfluss verschiedener Betriebsparameter auf Prozessstabilität und Stickstoffelimination zu untersuchen. Ergänzend wird durch die TU Darmstadt die mikrobielle Entwicklung der Deammonifikationsgemeinschaft mittels 16S-rDNA-Sequenzierung analysiert, insbesondere hinsichtlich AOB, Anammox-Bakterien, NOB und Comammox. Die Ergebnisse werden hinsichtlich Prozessstabilität, regulatorischer Anforderungen, großtechnischer Übertragbarkeit und Wirtschaftlichkeit bewertet und sollen die Grundlage für eine praktische Umsetzung der Hauptstrom-Deammonifikation schaffen.