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Kohlenstoffhaltiger und stickstoffhaltiger biochemischer Sauerstoffbedarf (cBOD und nBOD)

1940
Laboranalyse des kohlenstoff- und stickstoffhaltigen biochemischen Sauerstoffbedarfs in der Abwasserbehandlung.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Insgesamt Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) ist die Summe von zwei Hauptprozessen: Der kohlenstoffhaltige BSB (cBOD) und der stickstoffhaltige BSB (nBOD). cBOD ist der Sauerstoff, der von Mikroorganismen bei der Oxidation von organischen Kohlenstoffverbindungen verbraucht wird. nBOD ist der Sauerstoff, der bei der späteren Oxidation von stickstoffhaltigen Verbindungen, vor allem Ammoniak (Nitrifikation), durch bestimmte autotrophe Bakterien verbraucht wird. Die Unterscheidung zwischen diesen beiden Werten ist für die fortgeschrittene Abwasserreinigung wichtig.

Der Standard-BSB₅-Test misst primär den chemischen BSB (cBOD), da die für den natürlichen BSB (nBOD) verantwortlichen nitrifizierenden Bakterien eine längere Lag-Phase und langsamere Wachstumsraten aufweisen. Eine signifikante Nitrifikation beginnt typischerweise nach 5–8 Tagen Inkubation. Daher kann ein Standardtest über 5 Tage den gesamten Sauerstoffbedarf eines ammoniakreichen Abwassers unterschätzen. Um ausschließlich den cBOD zu messen, wird der Probe ein Nitrifikationshemmer (z. B. Allylthioharnstoff) zugesetzt, der die Aktivität der nitrifizierenden Bakterien hemmt. Der resultierende Messwert wird als cBOD₅ bezeichnet. Der nBOD kann dann berechnet werden, indem der cBOD vom Gesamt-BSB subtrahiert wird, der in einer parallelen, nicht gehemmten Probe, oft über einen längeren Zeitraum (z. B. 20 Tage), gemessen wurde. Die Stöchiometrie der Nitrifikation ist gut definiert: ca. 4,57 mg O₂2 Für jedes zu Nitrat oxidierte Milligramm Ammoniakstickstoff wird Sauerstoff verbraucht. Dieser hohe Sauerstoffbedarf macht die Kontrolle des biochemischen Sauerstoffbedarfs (nBOD) zu einem entscheidenden Ziel moderner Abwasserbehandlung, um einen gravierenden Sauerstoffmangel zu verhindern und die Wasserlebewesen in den aufnehmenden Gewässern zu schützen.

UNESCO Nomenclature: 2501
- Chemie

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Inkremental

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Entdeckung der Nitrifikation als biologischer Prozess durch Sergei Winogradsky (Ende des 19. Jahrhunderts)
  • Verständnis des mikrobiellen Stoffwechsels und der Atmung
  • Entwicklung des Standard-BSB-Tests, der Diskrepanzen aufdeckte, die später durch Nitrifikation erklärt wurden
  • chemische Methoden zur Messung von Ammoniak- und Nitratkonzentrationen

Anwendungen

  • Entwurf von fortschrittlichen Abwasserbehandlungsanlagen mit Nährstoffentfernungsstufen
  • Bewertung des vollen Sauerstoffverbrauchspotenzials von Abwässern in aufnehmenden Gewässern
  • Überwachung und Steuerung des Nitrifikationsprozesses in biologischen Reaktoren
  • Diagnose von Betriebsproblemen in Belebtschlammsystemen

Patente:

NA

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Verwandte Themen: cBOD, nBOD, kohlenstoffhaltiger BSB, stickstoffhaltiger BSB, Nitrifikation, Abwasserreinigung, Ammoniak, autotrophe Bakterien, Nährstoffentfernung, Allylthioharnstoff.

Historischer Kontext

Kohlenstoffhaltiger und stickstoffhaltiger biochemischer Sauerstoffbedarf (cBOD und nBOD)

1900
1912
1940
1940
1950
1950
1960
1872
1910
1940
1940
1946
1950
1960
1970

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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