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DE3622721A1 - Verfahren zur denitrifikation von wasser - Google Patents

Verfahren zur denitrifikation von wasser

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DE3622721A1
DE3622721A1 DE19863622721 DE3622721A DE3622721A1 DE 3622721 A1 DE3622721 A1 DE 3622721A1 DE 19863622721 DE19863622721 DE 19863622721 DE 3622721 A DE3622721 A DE 3622721A DE 3622721 A1 DE3622721 A1 DE 3622721A1
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DE19863622721
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Franz-Josef Dipl I Knickelmann
Felizitas Dipl Chem Dr Bartels
Eleonore Dipl Ing Sefzig
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BARTELS FELIZITAS DR
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BARTELS FELIZITAS DR
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Publication date
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    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • C02F3/305Nitrification and denitrification treatment characterised by the denitrification
    • C02F3/306Denitrification of water in soil
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Denitrifikation von Wasser mit Hilfe von Mikroorganismen, wobei die Denitrifikation vorzugsweise im Grundwasserleiter stattfindet.
In der Wasseraufbereitung sind neben den oberirdischen auch unterirdische, im Grundwasserleiter stattfindende Reinigungs­ verfahren bekannt. So wurde beispielsweise zur Enteisenung und zur Entmanganung von Wasser im Grundwasserleiter vorge­ schlagen, daß man zeitlich und/oder räumlich getrennt, zunächst Sauerstoff oder eine sauerstoffabgebende Substanz und eine Man­ ganverbindung und/oder eine andere Metallverbindung in das Grund­ wasser im Untergrund einleitet (DE-OS 25 42 333). Es versteht sich von selbst, daß eine derartige Lehre auch oberirdisch in einem Reaktor durchgeführt werden kann. Bei der Durchführung zeigt sich jedoch, daß eine starke Sauerstoffaufzehrung durch Oxydationsvor­ gänge eintritt und das ausfallende Hydroxide zu einer die Wasser­ durchlässigkeit behindernden Verringerung der Porosität im Grund­ wasserleiter bzw. in der Packschicht eines Reaktors führen kann. Das nach dieser Lehre arbeitende Verfahren beschränkt sich dabei auf die Verringerung von Kationen. Das Einleiten des mit dem Be­ handlungsmittel angereicherten Wasser in den Untergrund wird da­ bei entweder über den Förderbrunnen selbst vorgenommen, der zeit­ weise als Injektionsbrunnen dient oder über einen zweiten Brunnen, der auch im Wechsel mit dem Förderbrunnen als Förderbrunnen ge­ nutzt wird, wobei der ursprüngliche Förderbrunnen dann die Rolle des Injektionsbrunnens übernimmt und durch den Förderbrunnen um­ gebende, der Injektion dienende Satelliten-Brunnen (DE-PS 19 45 605).
Neben den natürlich im Grundwasser vorkommenden Kationen und Anionen wie Fe, Mn, Ca, Na, K, CO3, SO4, CL (wobei einige dieser Ionen noch in unterschiedlichen Ladungszuständen auftreten können) tritt in immer stärkerem Maße durch anthropogene Einflüsse in den Boden gelangendes NO3 in den Vordergrund. Diese Nitrat-Ionen kommen nach geltender Auffassung im wesentlichen aus der Überdüngung mit nitrathaltigen Düngemitteln, z.B. Gülle, und werden von Grundwasser aufgenommen. Da die so in den Boden eingebrachten organischen Frachten eine Sauerstoffzehrung bewirken, hat es nahegelegen, die Denitrifikation mit Hilfe anaerober Mikroorganismen analog der Denitrifikation in den Klärwerken als möglichen Weg zur Verringerung des Nitratge­ haltes des aus dem Grundwasserleiter geförderten Wassers anzusehen. Um dies zu erreichen, wurden verschiedene Vorschläge veröffentlicht, so z.B. in den Grundwasserleiter denitrifizierende Mikroorganismen vom Typ Pseudomonas, Achromobakter oder Bazillus SPS einzuleiten und ihre Lebenstätigkeit durch Zufuhr von organischem Kohlenstoff anzuregen und das dabei auftretende Ansteigen der Wasserstoff-Ionen- Konzentration durch Zugabe von Alkali-Hydroxiden abzufangen (FR-PS 23 02 279). Nach einem anderen Vorschlag soll ein anaerobes Milieu geschaffen werden, in dem ein kohlenstoffhaltiges Nährsub­ strat verfügbar ist. Dieser Vorschlag zielt zwar im Grunde genom­ men auf die Wurzelraum-Denitrifikation ab, kann aber auch auf Bio-Reaktoren übertragen werden. Als kohlenstoffhaltiges Nährsub­ strat und als Füllkörper können dabei Landwirtschaftabfälle, (z.B. verschiedene Stroharten) eingesetzt werden, als Nährsubstrat leicht abbaubare Kohlenstoffverbindungen z.B. niedrige Fettsäuren oder niedere Alkohole (DE-PS 14 00 310). Alle diese Vorschläge sowie die nach EU-A1 00 86 863 und EU-A1 01 33 405 gehen dabei von der Überlegung aus, daß denitrifizierende Mikroorganismen um wirk­ sam den Nitratgehalt verringern zu können, ein anaerobes Milieu brauchen und daß ihnen organischer Kohlenstoff zur Verfügung ste­ hen muß.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei Anwendung dieser Verfahren die anaerob wachsenden Mikroorganismen unter der Zufuhr der zu­ sätzlichen Nährsubstrate erhebliche Mengen an Biomasse bilden, die das Porenvolumen verringern und somit das "Fließen" des Was­ sers im Grundwasserleiter (oder aber auch in einer Reaktions­ schicht eines Reaktors) behindern. Darüber hinaus sind einige dieser Mikroorganismen besonders aus der Familie der Pseudomonaden als fakultativ pathogen einzustufen, so daß ein derartig be­ handeltes Wasser einer regelmäßigen bakteriologischen Überprüfung und einer hygienischen Nachbehandlung im Sinne einer Zugabe von Desinfektionsmitteln, wie Chlor, Chlordioxid oder Ozon bedarf. Schließlich ist bei anaeroben Vorgängen nie zu vermeiden, daß über in Eiweißmassen stets vorhandenen Schwefel leichte Merkap­ tane bis hin zum Schwefelwasserstoff entstehen, die aufgrund ihres penetranden Geruchs die Wasserqualität sensorisch erheb­ lich mindern und auch von dieser Seite her eine Nachbehandlung erzwingen.
Hiervon ausgehend, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, das diese Nachteile vermeidet und das einfach und sicher ausführbar ist und ein Wasser hygienisch ein­ wandfreier Qualität liefert, wobei insbesondere ein Zusetzen der von Wasser durchströmten Schichten verhindert werden soll.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß nitratreichesWasser zunächst mit Sauerstoff und/oder sauerstoff­ abgebenden Mitteln angereichert wird, dieses Wasser dann in das Wasserreservoir eingespeist wird, in dem unter aeroben Bedingungen die Denitrifikation durch aerobe Denitrifikanten stattfindet und schließlich das nitratfreie bzw. nitratarme Wasser dem Wasser­ reservoir anschließend wieder entnommen wird und dessen Redox- Potential in einem höchstens schwach oxidativem Bereich (r H : 17- 20) gehalten wird. Nach diesem Vorschlag läuft die Denitrifika­ tion unter aeroben Bedingungen ab, wobei im Boden natürlich vor­ kommende Mikroorganismen den Nitratabbau bewirken. Derartige Mikroorganismen kommen natürlich in einigen Grundwasserleitern vor, die - wenn hinreichend Sauerstoff vorhanden - nitratfreies oder fast nitratfreies Wasser führen. Solche Grundwasservorkommen befinden sich,wie die Erfahrung zeigt, oft dort wo durchlässige Bodenschichten, z.B. Sande oder Kiese auf undurchlässigen, z.B. Merkel lagern und zwar unmittelbar oberhalb der undurch­ lässigen Schicht. Diese Wässer zeichnen sich häufig dadurch aus, daß ihre Gesamthärte gleich ihrer Karbonathärte ist. Die deni­ trifizierenden Mikroorganismen benötigen zur Anregung ihrer Lebensvorgänge Sauerstoff der permanent verbraucht wird. Die dabei ablaufenden biochemischen Reduktionsprozesse senken das Redox-Potential, charakterisiert durch den rH-Wert, ab, wobei der rH-Wert sehr niedrige Werte (15 und weniger) die ein mehr oder weniger stark reduzierendes Milieu kennzeichnen annimmt. In einem solchen Bereich können im Wasser enthaltenes Eisen oder Mangan nicht ausfallen, da dazu ein Redox-Potential aufrechter­ halten werden muß, dem - unter Annahme neutraler Reaktions des Wassers im Wasserreservoir - ein rH-Wert größer 30 zuzuordnen ist, was einem hoch oxidativem Milieu entspricht. Bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Denitrifikationsverfahren können Denitrifikation und Enteisenung oder Entmanganung nicht nebeneinander ablaufen.
Eine Gruppe von im Boden natürlich vorkommender Mikroorganismen, die unter diesen Bedingungen Nitratreduzierung bewirken, gehört zur Familie der Neisseriacaeen. Hier sind es besonders die Gat­ tungen der Moraxella, Acinetobacter und Kingella. Diese Spezien leben in aerobem Milieu, wobei der Acinetobacter unempfindlich gegen Penicillin ist. All diese Spezien wachsen bevorzugt in neutraler und leicht saurer Umgebung. Die Begünstigung des Wachstums kann daher durch die Einstellung der Wasserstoffionen­ konzentration entsprechend einem pH-Wert im Bereich 5,5 bis 7 begünstigt werden, was darüber hinaus auch das Ausfällen von Hydroxiden des Eisens bzw. des Mangans verhindert. Da diese Spezien hinsichtlich ihrer Ernährung anspruchslos sind, bedarf es in der Regel keiner Zuführung von organischem Kohlenstoff. Dadurch entfällt eine Sauerstoff­ aufzehrung durch Überfrachtung mit organischem Material, was die Einstellung des aeroben Milieus wesentlich erleichtert. Eine direkte Folge davon ist auch, daß eine übermäßige Bildung von Biomasse vermieden werden kann. Schließlich ist bedeutsam, daß innerhalb dieser Spezien denitrifizierende Mikroorganismen vorhanden sind, die sich durch ihre Unempfindlichkeit gegen­ über Penicillin und anderen Antibiotika auszeichnen, können doch diese Antibiotika durch in der Oberfläche vorkommende Schimmelpilze erzeugt und zusammen mit ihren Stoffwechselpro­ dukten in die wasserführenden Schichten gespült werden. Da sich unter den aufgeführten Mikroorganismen Boden- und Wasserkeime befinden, bedarf es nicht immer eines besonderen Zusatzes. Es muß aber dafür gesorgt werden, daß ihre Umgebung aerob bleibt und daß die Wasserstoffionen-Konzentration um den Neutralwert gehalten wird. Dabei versteht es sich von selbst, daß in einem Wasserreservoir nicht nur eine einzige Mikroorganisme-Popula­ tion angetroffen wird. Die durch das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren bewirkte aerobe Denitrifikation wird außer durch die beispielhaft genannten Bakteriengattungen auch von anderen, durch Sauerstoff in ihrer Lebensaktivität geförderten aeroben Mikro­ organismen hervorgerufen.
Der einzugebende Sauerstoff wird nach einer Weiterbildung des Verfahrens als Gas unter Druck in dem einzuleitenden Wasser ge­ löst, wobei dessen Konzentration 15 mg/l erreichen soll. Es ver­ steht sich von selbst, daß leicht sauerstoffabgebende Mittel, wie das in der Wasseraufbereitungstechnik zugelassene Wasser­ stoffsuperoxid ebenfalls eingesetzt werden können, bis zu einer Sauerstoff-Aquivalenz von etwa 15 mg/l.
Bei abnehmender Lebenstätigkeit der Mikroorganismen schlägt der eingetragene Sauerstoff durch und das Redox-Potential steigt in oxidative Bereiche an. Dies ist im allgemeinen ein Indikator da­ für, daß den Mikroorganismen Nährstoffe zugeführt werden müssen. Diese Nährstoffe werden mit dem in das Wasserreservoir einge­ speisten Wasser in dieses eingeleitet. Als Nährstoffe eignen sich niedere Alkohole oder niedere Fettsäuren und/oder deren Salze (bzw. Ester). Das "nieder" bezieht sich auf die Zahl der Kohlenstoffatome, die bei Alkoholen 4 und bei Fettsäuren 6 nicht übersteigt. Auf die Zugabe des Nährsubstrats reagieren die Mikro­ organismen mit verstärkter Lebenstätigkeit; der damit verbundene Sauerstoffverbrauch läßt das Redox-Potential wieder in den ge­ wünschten, höchstens schwach oxidativem Bereich wieder absinken.
Werden unter besonderen Verhältnissen im Wasserreservoir, sei es im Grundwasserleiter oder im Bioreaktor Wasserstoffionen­ konzentrationen erreicht, die das Persistieren der Mikroorga­ nismen gefährden, werden beim Absinken des pH-Wertes unter 5 oder beim Anstieg des pH-Wertes über 8 Mittel zur Beeinflussung der Wasserstoffionenkonzentration eingeleitet. Diese die Wasserstoffionenkonzentration beeinflussenden Mittel sind dabei solche, die an sich aus der Wasseraufbereitungstechnik bekannt sind, nämlich der Salze der Orthophosphorsäure, Natronlauge oder Schwefel­ säure. Während die Orthophosphorsäuresalze eine Pufferwirkung ausüben, wobei vorzugsweise Kaliumsalze der Orthophosphorsäure eingesetzt werden, wird mit Hilfe der Natronlauge ein Absenken der Wasserstoffionenkonzentration erreicht. Dabei versteht es sich von selbst, daß das Absenken mit der gebotenen Vorsicht er­ folgen muß. Ein Anheben der Wasserstoffionenkonzentration, das z.B. bei einer starken Population autotropher denitrifizierender Mikroorganismen durch den Kohlendioxidverbrauch vorkommen kann, erfolgt dabei durch Schwefelsäure. Dabei erfolgt in aller Regel eine Kohlendioxid-Freisetzung aus im Boden vorkommenden Karbo­ naten.
Eine Übersäuerung im Wasserreservoir ist daher - außer in wenigen ungünstig gelagerten Fällen bei nur geringem bis verschwindendem Karbonatanteil - im Grundwasserleiter nicht zu erwarten; im Bio-Reaktor ist die Dosierung entsprechend vorsichtig vorzu­ nehmen. Der die Wasserstoffionenkonzentration kennzeichnende pH-Wert kann dabei in einfacher und bekannter Weise überwacht werden.
Ist kein geeignetes, aerob denitrifizierendes Wasserreservoir zugängig, kann die Denitrifizierung in einem Wasserreservoir vorge­ nommen werden, dessen Wasser nitratreich ist. Dazu wird dann der im Wasserreservoir vorgesehene Reaktionsraum mit Mikroorganismen geimpft oder angereichert und mittels Sauerstoff oder sauerstoff­ abgebender Mittel aerob gehalten. Dies kann einmal dadurch erfolgen, daß Wasser aus Brunnen in denen die aerob denitrifizierenden Mikroorganismen vorhanden sind und das derartige Mikroorganismen enthält in den Reaktionsraum z.B. über Injektionsbrunnen eingeleitet wird. Darüber hinaus lassen sich auch Mikroorganismen aus Kulturen einführen. Wesentlich dabei ist, daß die Lebenstätigkeit dieser Mikroorganismen durch ge­ zielte Sauerstoffzugaben angeregt wird, wobei - bedingt durch ihren Stoffwechsel - die von der CO2-Freisetzung abhängige Wasserstoffionenkonzentration nicht übermäßig ansteigt.
Wesentlich für die aerobe Denitrifikation ist, daß das Milieu höchstens schwach oxidierend ist. Bei extrem nährstoffarmen Böden kann durch Verringerung der Lebensaktivität der Mikroorganismen im Zusammenhang mit dem Sauerstoffangebot ein Ansteigen des Redox-Potentials hinein in den Bereich "oxidatives Milieu" er­ folgen. Dem ist durch u.U. häufigere Zufuhr eines Nährsubstrats entgegenzuwirken. Dabei wird das Redox-Potential entweder kon­ tinuierlich elektrometisch mit einer Redox-Meßzelle oder von Zeit zu Zeit visuell mittels eines Redox-Indikators überwacht. Während aus der kontinuierlichen Bestimmung direkt der r H -Wert und dessen Trend beobachtet werden kann, erfolgt die visuelle Überwachung zweckmäßigerweise mit zwei bis drei Indikatoren in entsprechender Abstufung, wobei der erste Indikator - beispielsweise Methylenblau, Umschlagbereich 14-15 - selbst bei Umschlag anzeigt, daß das Milieu höchstens schwach oxidativ ist, zeigt der 2. Indikator - beispielsweise Thymoindophenol, Umschlagbereich 18-20 - die obere Grenze des höchstens schwach oxidativem Milieus an und ein weiterer - etwa Diphenylaminsulfonsäure, Umschlagbereich 19- 21 - den Übergang in den oxidativen Bereich hinein. Beim Umschlag des dritten Indikators wäre demnach das Nährsubstrat einzuleiten. Das Nährsubstrat enthält dabei organischen Kohlenstoff in Form von niederen Alkoholen und/oder Fettsäuren und/oder deren Salze oder Ester.
Anhand der im folgenden wiedergegebenen, in Feldver­ suchen gewonnenen Ergebnisse wird das Wesen der Erfindung näher dargestellt:
  • 1) In einem Brunnen, der aus 26-30 m Tiefe nitratarmes Wasser liefert, wurden 100 m3 hoch nitrathaltiges Grundwasser über 2 Tage hinweg eingeleitet, wobei das hoch nitrathaltige Grund­ wasser mit Sauerstoff bis zu einer Konzentration von etwa 10 mg/l angereichert worden war. Nachdem die 100 m3 einge­ leitet waren, wurde sofort mit der Wasserentnahme begonnen. Eine nach vierstündiger Wasserentnahme gezogene Probe zeigte, daß der Nitratgehalt von 83,9 mg/l auf 3,67 mg/l gesunken war.
  • 2) In dem selben, etwa 30 m tiefen Brunnen wurde einige Zeit später aus einem anderen Grundwasservorkommen nitrathaltiges Grundwasser mit 71,9 mg/l Nitratgehalt 160 m3 über einen Zeit­ raum von 3 Tagen hinweg eingeleitet. Das nitrathaltige Wasser wurde mit 10 mg/l Sauerstoff angereichert. Nach einer Ruhe­ zeit von 16 Stunden wurde die Wasserförderung aufgenommen. Nachdem 19 m3 Wasser aus dem Reservoir abgepumpt waren, be­ trug der Nitratgehalt nur noch 12,4 mg/l. Er sank im weiteren Verlauf der Entnahme auf 4 mg/l (nach 46 m3) und pendelt sich dann auf einen Wert von um 1 mg/l ein.
  • Dieser aerob nitratreduzierende Brunnen hatte in Vorversuchen und weiteren, hier nicht näher erläuterten Untersuchungen aus ca. 3000 m3 nitrathaltigem Wasser bisher etwa 250 kg Nitrat eliminiert.
Nach dem dargelegten Verfahren kann ein in einen aerob denitrifi­ zierenden Untergrund niedergebrachter Förderbrunnen inter­ mittierend als Injektionsbrunnen zum Einleiten von nitrathaltigem Wasser, dem Sauerstoff zugegeben wurde, in das im Untergrund be­ findliche Wasserreservoir benutzt werden, wobei dieses Einleiten vorteilhaft dann vorgenommen wird, wenn - etwa wegen fehlenden Verbrauchs - keine oder nur geringe Entnahme aus dem Förderbrunnen erfolgt. Das aerob denitrifizierte Wasser wird in verbrauchs­ starken Zeiten dem Förderbrunnen wieder entnommen.
Zur Erschließung eines Brunnens oder eines Brunnenfeldes mit unterirdischem Wasserreservoir, in dem eine kontinuierliche aerobe Denitrifikation stattfindet, werden die Injektionsbrunnen von dem Förderbrunnen bzw. von den Förderbrunnen getrennt ange­ ordnet. Bei der örtlichen Anordnung der Brunnen ist dabei auf die Grundwasserbewegung zu achten, wobei Durchlässigkeit und Durchlässigkeitsverlauf im Grundwasserleiter, sowie Lage und Höhenverlauf so undurchlässiger Schichten, soweit sie die Grund­ wasserbewegung beeinflussen, zu beachten sind. Diese, die An­ ordnung der Förder- und Injektionsbrunnen beeinflussenden Parameter, können aus entsprechenden Vorversuchen oder aus mit vorhandenen Brunnenanlagen gewonnenen Erfahrungen abgeleitet werden.
Wegen des Zuströmens des Grundwassers in den Bereich einer Wasser­ gewinnungsanlage bei der Wasser aus einer Mehrzahl von Förder­ brunnen gefördert wird, werden vorteilhaft die Förderbrunnen von Injektionsbrunnen zum Einleiten von sauerstoffhaltigen oder sauerstoffabgebende Mittel enthaltenden nitrathaltigen Wässern umgeben. Dabei werden im Gegensatz zur herkömmlichen Versorgungs­ technik die aus den Förderbrunnen im einzelnen geförderten Wassermengen gering gehalten und mit der Anzahl der Förder­ brunnen die geförderte Gesamtmenge wieder erreicht. In diesem Zusammenhang ist unter "herkömmlicher Förderbrunnen" der Brunnen zu verstehen, der unter Berücksichtigung der Hydrogeolo­ gie auf maximale Ergiebigkeit angelegt ist. Durch diese Vielzahl von Förderbrunnen und Injektionsbrunnen wird ein gesamtes Auf­ bereitungsfeld erreicht, bei dem zumindest das gesamte einge­ leitete nitrathaltige Wasser aufbereitet zurückgewonnen werden kann, und darüber hinaus bei entsprechenden Verhältnissen im Reaktionsvolumen die Aufbereitung von vorhandenem nitrathaltigen Wasser, das über den Grundwasserleiter zuströmt, erfolgt. Das Einleiten des mit Sauerstoff angereicherten oder sauerstoffab­ gebende Mittel enthaltene nitrathaltigen Wassers aus Dritt­ quellen in das Wasserreservoir erfolgt über die Injektions­ brunnen. Es versteht sich von selbst, daß die Injektionen von Förderbrunnen und Injektionsbrunnen innerhalb des Wasserge­ winnungsfeldes vertauschbar sind.
Die Anordung der Förderbrunnen ist bei der Anlage eines Wasser­ gewinnungsfeldes vorteilhaft, so daß mehrere Förderbrunnen in einer Reihe quer zur Vorzugs-Beweungsrichtung des Grundwassers angelegt ist und daß in Vorzugs-Bewegungsrichtung des Grund­ wassers mehrere derartige Brunnenreihen gestaffelt aufeinander folgen. Den Brunnenreihen vorgelagert oder - bei entsprechenden hydrogeologischen Verhältnissen - das gesamte Wassergewinnungs­ feld umgebend sind die Injektionsbrunnen angeordnet, die darüber hinaus auch noch zwischen den Förderbrunnen bzw. zwischen den Förderbrunnenreihen vorgesehen sein können. In diesem Zu­ sammenhang ist zu erwähnen, daß zur Herstellung oder Wiederher­ stellung aerob denitrifizierender Verhältnisse im Wasserreservoir aerob denitrifizierende Mikroorganismen dem Einleitungswasser zugefügt und mit dem Einleitungswasser in das Wasserreservoir eingebracht werden können. Über den/die Förderbrunnen wird durch aerobe Denitrifikation nitratfreies oder nitratarmes Wasser gefördert. Dessen Redox-Potentials wird beobachtet und einem Anstieg des Redox-Potentials in den oxidativen Bereich hinein durch geeignete Maßnahmen, wie etwa die Zugabe von Nähr­ substrat oder das Absenken des pH-Wertes begegnet.
Zur Intensivierung der Denitrifikatonswirkung können darüber hinaus Überwachungs- und Steuerungsmaßnahmen vorgesehen werden, mit welchem eine Anpassung des Eintrags der mit Sauerstoff an­ gereicherten bzw. sauerstoffabgebende Mittel enthaltenden nitrat­ haltigen Wässern an die Gegebenheiten der Förderung erfolgt. Dabei ist das Bestreben naturgemäß auf eine möglichst konstante Förderung gerichtet, um erhebliche Schwankungen der Lebens­ aktivität der Mikroorganismen zu vermeiden. Neben der Anpassung des Einleitens kann auch die Förderung so eingerichtet werden, daß in Abhängigkeit von der Denitrifikationswirkung gefördert wird und so Schwankungen der Lebensaktivität der Mikroorganismen in Grenzen gehalten werden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Denitrifikation von Wasser mit Hilfe von Mikro­ organismen, wobei die Denitrifikation in einem porösen Wasser­ reservoir, vorzugsweise im Wasserreservoir eines Grundwasser­ leiters stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß nitrat­ reichesWasser zunächst mit Sauerstoff und/oder sauerstoffab­ gebenden Mitteln angereichert wird, dieses Wasser in das Wasserreservoir eingespeist wird, in dem unter aeroben Be­ dingungen die Denitrifikation durch aerobe Denitrifikanten stattfindet und schließlich das nitratfreie bzw. nitratarme Wasser dem Wasserreservoir anschließend wieder entnommen wird und dessen Redox-Potential höchstens in einem schwach oxidativem Bereich (r H : 17-20) gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einzuleitenden Wasser gasförmiger Sauerstoff unter Druck gelöst wird, wobei die Konzentration von 15 mg/l erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem einzuleitenden Wasser als sauerstoffabgebendes Mittel Wasser­ stoffperoxid zugesetzt wird, bis ein Sauerstoffäquivalent von 15 mg/l erreicht ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Anstieg des Redox-Potentials in den oxi­ dativen Bereich (r H größer 20) mit dem eingespeisten Wasser ein Nährsubstrat in das Wasserreservoir eingeleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Nährsubstrat niedere Alkohole, niedere Fettsäuren und/oder deren Salze enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Absinken des pH-Wertes unter 5 oder bei An­ stieg des pH-Wertes über 8 Mittel zur Beeinflussung der Wasserstoffionenkonzentration mit dem Wasser eingeleitet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem einzuleitenden Wasser als die Wasserstoffionenkonzentration beeinflussende Mittel Salze der Orthophosphorsäure, vorzugs­ weise deren sauere Kalium-Salze zugesetzt sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem einzuleitenden Wasser als die Wasserstoffionenkonzentration beeinflussende Mittel Natronlauge zugesetzt ist.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem einzuleitenden Wasser als die Wasserstoffionenkonzentration beeinflussendes Mittel Schwefelsäure zugesetzt ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das im Wasserreservoir vorhandene Wasser nitrathaltig ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem einzuleitenden Wasser aerob denitrifizierende Mikroorganismen zugesetzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die denitrifizierenden Mikroorganismen aus einem aerob denitri­ fiziertes Wasser liefernden Brunnen gewonnen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aerob denitrifizierenden Mikroorganismen aus Kulturbeständen zugesetzt werden.
13. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Förderbrunnen im wesentlichen quer zur Fließrichtung des Grundwassers im Grundwasserleiter angeordnet sind, wobei eine Mehrzahl von Injektionsbrunnen die Förderbrunnen umgibt.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß etwa parallel zu den im wesentlichen quer zur Fließrichtung des Grundwassers angeordneten Förderbrunnen weitere Reihen von Förderbrunnen zu einem Aufbereitungsfeld zusammengefaßt sind.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzliche Injektionsbrunnen zwischen den Förderbrunnen angeordnet sind.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die zwischen den Förderbrunnen angeordneten Injektionsbrunnen als Förderbrunnen und die Förderbrunnen als Injektionsbrunnen nutzbar sind.
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