DEA-HS StEB K

Facts:

Laufzeit: 25.06.2026 - 24.06.2028
Förderkennzeichen: 61.56.02.04-2a/2026

Ausgangssituation:

Die verschärften Anforderungen der Kommunalabwasserrichtlinie (KARL) erfordern eine weitere Optimierung der Stickstoffelimination auf kommunalen Kläranlagen. Aktuelle Auswertungen von Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall zeigen, dass viele Kläranlagen hinsichtlich zukünftiger Stickstoffanforderungen vor großen Herausforderungen stehen. Die konventionelle Nitrifikation/Denitrifikation ist energie- und ressourcenintensiv, während die Deammonifikation durch geringeren Sauerstoffbedarf und den Verzicht auf externe Kohlenstoffquellen ein hohes Potenzial zur Energieeinsparung und CO₂-Reduktion bietet. Besonders in NRW mit vielen großen Kläranlagen und begrenzten Flächen stellt die Hauptstrom-Deammonifikation eine vielversprechende Zukunftstechnologie dar. Aufgrund der Eigenschaften der eingesetzten Mikroorganismen, den Anammoxbakterien, ist der Einsatz der Deammonifikation bisher jedoch nur in hochbelasteten Stoffströmen erfolgreich. Für eine breite Anwendung fehlt jedoch bislang der Nachweis eines langfristig stabilen Betriebs der Deammonifikation unter kontinuierlichen praxisnahen Bedingungen.

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-Analgesowie 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.