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Ausrüstung der ARA

Fällmittellager einer ARA

Die ARA wurden in der Vergangenheit zunächst mit dem Ziel entwickelt, den Eintrag von Feststoffen und biologisch abbaubaren organischen Stoffen in die Gewässer zu vermindern. Weitere über diese Elimination hinaus gehende Verfahren dienen heute der Reduktion von Stoffen mit Düngewirkung (PhosphorAufklapp-PfeilPhosphor (P)Phosphor ist eines der Grundelemente der organischen Chemie und als Mineralstoff Baustein jedes lebenden Organismus.  In der Natur kommt Phosphor ausschliesslich in gebundener Form, das heisst nicht gediegen, meist in Form der Phosphate in der Erdkruste vor. Von den weltweit jährlich geförderten etwa 100 Millionen Tonnen an Rohphosphaten werden etwa 90 % zur Herstellung von Düngemitteln verwendet.Phosphat- und Stickstoffverbindungen) sowie von fischgiftigen Stoffen (AmmoniumAufklapp-PfeilAmmonium (NH4)Das Ammonium-Ion NH4+ ist die konjugierte Säure zur Base Ammoniak NH3.In der Natur, beispielsweise im Boden und in Gewässern, entsteht Ammonium-Stickstoff in erster Linie beim Abbau tierischer oder pflanzlicher Eiweisse. In der Gülle und im Abwasser aus den Haushaltungen ist viel Ammonium enthalten. Es wird im Boden, in Gewässern und in den dafür ausgelegten Abwasserreinigungsanlagen unter Sauerstoffverbrauch zu Nitrit und weiter zu Nitrat oxidiert. Dies erfolgt durch so genannte nitrifizierende Bakterien. Der Vorgang wird Nitrifikation genannt. Er ist im Boden durchaus erwünscht, denn dadurch wird aus Ammoniumdünger oder Gülle das für Pflanzen als Nährsalz wichtige Nitrat gebildet. In Gewässern ist die Nitrifikation Teil der Selbstreinigung. Übersteigt die Abwasserfracht die Selbstreinigungsfähigkeit des Gewässers, so entstehen daraus erhebliche ökologische Probleme (Ammonium wirkt als Fischgift in Gewässern). Ammonium selbst ist relativ harmlos, steht aber im Gleichgewicht mit Ammoniak, einem starken Gift. Das Gleichgewicht zwischen beiden Stoffen hängt massgeblich vom pH-Wert und der Temperatur des Wassers ab. Der Anteil des Ammoniaks steigt bei steigendem pH-Wert und steigender Temperatur.Abwasserreinigungsanlage ARAAmmoniakNitratNitritNitrifikationpH-Wert bzw. Ammoniak, NitritAufklapp-PfeilNitritNitrit (NO2ˉ) ist das Anion der salpetrigen Säure. Salze, die das Nitrit-Ion enthalten, bezeichnet man als Nitrite (z. B. Natriumnitrit, Kaliumnitrit). Nitrit-Ionen werden im Boden oder in Gewässern durch Nitritbakterien durch Oxidation aus Ammonium-Ionen unter Verbrauch von Sauerstoff gebildet; sie entstehen auch unter anaeroben Bedingungen durch Reduktion aus Nitrat-Ionen. Nitrite sind in grösseren Mengen giftig und an der Bildung der krebserregenden Nitrosamine beteiligt. Nitrit wird auch als starkes Fischgift angesehen und gilt generell als Krebs erregend. Die Toxizität von Nitrit für Fische ist vom Chloridgehalt im Wasser abhängig. Bei tiefen Chloridkonzentrationen wirkt Nitrit toxischer als bei höheren.AmmoniumanaerobChloridNitratToxizität).

Angewandte Technologien

Phosphat Aufklapp-PfeilPhosphatDie Bezeichnung Phosphate steht für die Salze der Phosphorsäuren. Ebenso werden organische Verbindungen, die Phosphatgruppen tragen, als Phosphate bezeichnet.  Die Hauptmenge der Phosphate kommt als Dünger zum Einsatz. Durch Erosion von landwirtschaftlichen Flächen gelangen sie an Tonminerale gebunden in Flüsse und Seen und können dort zur Eutrophierung beitragen. Weitere Verwendungszwecke sind Wasserenthärter, Waschmittel und Ausgangsstoff für weitere Phosphorverbindungen. Phosphate spielen auch bei der Lebensmittelherstellung (vor allem in der Fleischindustrie) eine sehr grosse Rolle.  Die meisten Phosphate, mit Ausnahme der von Natrium, Kalium und Ammonium, sind schlecht wasserlöslich. AmmoniumDüngerEutrophierungPhosphorPhosphatfällung bei ARAkann mit Metallsalzen durch Fällung eliminiert werden. 79 Prozent aller Anlagen im Kanton St.Gallen verfügen heute über eine PhosphatfällungAufklapp-PfeilPhosphatfällungDritte Reinigungsstufe in der Abwasserreinigung. Die chemische Phosphorelimination ist eine Verfahrenstechnik, welche zum Schutze der Gewässer Phosphor aus dem Abwasser entfernt. Phosphor dient als Nährstoff für Pflanzen und ist für ein unerwünschtes Wuchern bestimmter Pflanzenarten verantwortlich.AbwasserreinigungPhosphor, die ARA Altenrhein und Rapperswil-Jona sind zusätzlich mit einer FlockungsfiltrationAufklapp-PfeilFilter (ARA)Vierte Reinigungsstufe in der Abwasserreinigung mit weitergehender Phosphorelimination. Mit Hilfe von besonderen Verfahren werden dem Abwasser weitere Partikel und Stoffe entzogen.AbwasserreinigungsanlagePhosphatfällung ausgerüstet.

NitrifikationAufklapp-PfeilNitrifikationWeitergehende Reinigung des Abwassers, Abbau von Ammonium zu Nitrit und dann zu Nitrat.DenitrifikationNitratNitrit bedeutet Oxidation von AmmoniumAufklapp-PfeilAmmonium (NH4)Das Ammonium-Ion NH4+ ist die konjugierte Säure zur Base Ammoniak NH3.In der Natur, beispielsweise im Boden und in Gewässern, entsteht Ammonium-Stickstoff in erster Linie beim Abbau tierischer oder pflanzlicher Eiweisse. In der Gülle und im Abwasser aus den Haushaltungen ist viel Ammonium enthalten. Es wird im Boden, in Gewässern und in den dafür ausgelegten Abwasserreinigungsanlagen unter Sauerstoffverbrauch zu Nitrit und weiter zu Nitrat oxidiert. Dies erfolgt durch so genannte nitrifizierende Bakterien. Der Vorgang wird Nitrifikation genannt. Er ist im Boden durchaus erwünscht, denn dadurch wird aus Ammoniumdünger oder Gülle das für Pflanzen als Nährsalz wichtige Nitrat gebildet. In Gewässern ist die Nitrifikation Teil der Selbstreinigung. Übersteigt die Abwasserfracht die Selbstreinigungsfähigkeit des Gewässers, so entstehen daraus erhebliche ökologische Probleme (Ammonium wirkt als Fischgift in Gewässern). Ammonium selbst ist relativ harmlos, steht aber im Gleichgewicht mit Ammoniak, einem starken Gift. Das Gleichgewicht zwischen beiden Stoffen hängt massgeblich vom pH-Wert und der Temperatur des Wassers ab. Der Anteil des Ammoniaks steigt bei steigendem pH-Wert und steigender Temperatur.Abwasserreinigungsanlage ARAAmmoniakNitratNitritNitrifikationpH-Wert durch Bakterien, normalerweise bis zum Endprodukt NitratAufklapp-PfeilNitratDas Nitrat-Ion (NO3-) ist das Anion der Salpetersäure. Salze, die das Nitrat-Ion enthalten, bezeichnet man als Nitrate. Nitrate werden in der Landwirtschaft als Düngemittel eingesetzt.  Es gilt mittlerweile als erwiesen, dass übermässiger Düngeeinsatz zu einem erhöhten Nitratgehalt in insbesondere oberflächennahen Trinkwasservorkommen führen kann. Der Anforderungswert für Trinkwasser beträgt 25mg/l.  Zu viel Nitrat im Trinkwasser und in gedüngtem Gemüse kann zu einer gesundheitlichen Gefährdung führen. Ein zu hoher Nitrat-Wert des Wassers stellt auch eine Gefährdung der Wassertiere dar, die mitunter zum Tode führen kann.. 93 Prozent aller Anlagen betreiben eine Nitrifikation und bei 67 Prozent der Anlagen sind bauliche Einrichtungen für eine DenitrifikationAufklapp-PfeilDenitrifikationWeitergehende Reinigung des Abwassers, Abbau von gelöstem Nitrat zu gasförmigen Stickstoff.AbwasserNitratNitrifikationStickstoff (Reduktion von Nitrat durch Bakterien zu gasförmigem Stickstoff) vorhanden.

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