Biologische Reinigung von Abwasser

Biologische Reinigung von Abwasser Übung

• Gib die frühere Reinigung von Abwasser an.

  Tipps

  Die gesuchte Bezeichnung besteht aus zwei Wörtern. Das zweite Wort ist Reinigung.

  Früher wurden Gewässer rein mechanisch gereinigt.

  Bei der mechanischen Reinigung werden riesige Rechen eingesetzt. Einen kleinen Rechen siehst du in der Abbildung oben.

  Lösung

  Die Reinigung von Abwässern, wie z. B. von Haushalten, fand früher rein mechanisch statt. Dies wird als mechanische Reinigung bezeichnet. Heutzutage schließt sich der mechanischen Reinigung noch die sogenannte biologische Reinigung an. In dieser kommen unter anderem gezielt Bakterien zum Einsatz.

• Beschreibe wichtige Aspekte der biologischen Reinigung.

  Tipps

  In diesem Verfahren wird die Natur nachgeahmt.

  Bakterien, die zu den Mikroorganismen zählen, spielen hier eine sehr entscheidende Rolle.

  Viele Bakterien benötigen Sauerstoff.

  Lösung

  Die biologische Reinigung wird heutzutage nach der mechanischen Reinigung eingesetzt. In ihr werden gezielt Prozesse aus der Natur für die Reinigung von Wasser nachgeahmt. Es handelt sich also um eine rein natürliche Reinigung, bei der winzige Lebewesen, sogenannte Mikroorganismen, verwendet werden.

  Auf der Abbildung siehst du Mikroorganismen, die in einem ein Millimeter großen Wassertropfen vorkommen. Zu diesen Mikroorganismen gehören auch die Bakterien, die bei der biologischen Reinigung eine große Rolle spielen.

  Die Abwasser werden zuerst in den sogenannten Belebtschlamm geleitet, der aus Mikroorganismen besteht. Ihm wird Sauerstoff hinzugefügt, damit die Mikroorganismen schneller arbeiten können.

• Erkläre die Aufgabe des Belebtschlammbeckens.

  Tipps

  Nitrobacter und Nitrosomas sind Bakterien, die an der Nitrifikation beteiligt sind.

  Die Nitrifikation kommt unter anderem auch in Seen natürlich vor.

  Viele Bakterien benötigen Sauerstoff zum Arbeiten.

  Lösung

  Du hast jetzt viel über den sogenannten Belebtschlamm erfahren. Hier findest du nun noch einmal die wichtigsten Informationen:

  • Im Belebtschlamm befinden sich Mikroorganismen, wie Bakterien, Pilze und Einzeller.
  • Die im Belebtschlamm ablaufenden Prozesse kommen auch in der Natur (z. B. in Flüssen) vor und werden hier gezielt zur Reinigung von Abwasser eingesetzt.
  • Pseudonomasbakterien sind verantwortlich für den Abbau von Kohlenstoffverbindungen.
  • Nitrosomas und Nitrobacter verwandeln bei der Nitrifikation unter Verbrauch von Sauerstoff Ammoniak zu Nitrat.

• Erläutere den gesamten Ablauf der biologischen Reinigung.

  Tipps

  Schaue dir die oben stehende Abbildung genau an. Sie zeigt zwei wichtige Prozesse der biologischen Reinigung.

  Aerob bedeutet, dass Sauerstoff benötigt wird. Anaerobe Prozesse laufen ohne Sauerstoff ab.

  Nach der Denitrifikation gelangt das Abwasser in die Nachklärbecken.

  Lösung

  Du hast nun sehr viel über die biologische Reinigung erfahren. In der Abbildung siehst du nochmal die zwei Prozesse, die in dem Belebtschlammbecken ablaufen.

  • Bei der Nitrifikation wird durch Düsen Sauerstoff in das Becken gepumpt und die Bakterien wandeln aerob, also mit Sauerstoff, Ammoniak in Nitrat um.
  • In einem weiteren Belebtschlammbecken findet anaerob, also ohne Sauerstoff, unter ständigem Rühren die Denitrifikation statt. Der Stickstoff wird an die Atmosphäre abgegeben.
  • Nach den Belebtschlammbecken fließt das Abwasser in die Nachklärbecken.

• Zeige Mikroorganismen der biologischen Reinigung auf.

  Tipps

  Nur ein Element ist kein Mikroorganismus der biologischen Reinigung.

  Viren werden nicht bei der biologischen Reinigung eingesetzt.

  Lösung

  Bei der biologischen Reinigung werden unter anderem gezielt die Bakterien Pseudonomas, Nitrobacter und Nitrosomas eingesetzt. Neben weiteren Bakterien kommen im Belebtschlamm auch Pilze und Einzeller zum Einsatz.

• Stelle den natürlichen Stickstoffkreislauf dar.

  Tipps

  N₂ ist die chemische Formel für den elementaren Stickstoff, der auch Luftstickstoff genannt wird.

  Bei der Nitrifikation entsteht Nitrat. Bei der Denitrifikation entsteht Luftstickstoff.

  Achte genau auf die einzelnen Pfeile in der Abbildung.

  Unter Stickstofffixierung versteht man den Prozess der Umwandlung des elementaren Stickstoffs N₂, in diesem Fall in Ammonium.

  Lösung

  Wie du bereits erfahren hast, werden bei der biologischen Reinigung Prozesse aus der Natur eingesetzt. Diese kommen nicht nur in Gewässern, sondern auch an Land vor. So z. B. der dargestellte natürliche Stickstoffkreislauf.

  Mit der Abbildung und den unten stehenden Informationen kannst du dies nun noch einmal nachvollziehen.

  • Der elementare Stickstoff (N₂) aus der Luft wird von den Bakterien gebunden und bei der sogenannten Stickstoff-Fixierung in Ammonium umgewandelt.
  • Aus den Exkrementen von Tieren produzieren spezifische Bakterien, unter anderem bei der Ammonifikation, Ammonium.
  • Ammonium wird von sogenannten nitrifizierenden Bakterien mit Hilfe von Sauerstoff über Nitrit zu Nitrat umgewandelt.
  • Das entstandene Nitrat wird zum Teil von Pflanzen aufgenommen und zum anderen Teil von Bakterien ohne Sauerstoff bei der Denitrifikation zu elementarem Stickstoff (N₂) umgewandelt.
  • Hier kann also der Kreislauf von neuem beginnen.