DE69104832T2

DE69104832T2 - Verfahren zum entfernen von stickstoff aus einer wässrigen lösung.

Info

Publication number: DE69104832T2
Application number: DE69104832T
Authority: DE
Inventors: Bent Halling-Sorensen; Henning Hjuler; Svend Jorgensen; Karsten Poulsen
Original assignee: AKVA GAD AS; HALLING SORENSEN BENT
Current assignee: Joergensen Sven Erik Prof Vaerloese Dk Hallin
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2011-04-26
Also published as: EP0530226B1; JPH05507027A; ATE113263T1; DK112590D0; DK0530226T3; US5286385A; DE69104832D1; EP0530226A1; WO1991017123A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Stickstoff aus einer wäßrigen Lösung, wie etwa Abwasser und Trinkwasser, durch gleichzeitige mikrobielle Nitrifikation und Denitrifikation, umfassend die Behandlung der wäßrigen Lösung in einem oder mehreren Festbettreaktoren, die ein poröses Trägermaterial enthalten, an das nitrifizierende und denitrifizierende Mikroorganismen gebunden sind.
Nitrifikation wird gewöhnlich durch aerobe autotrophe Organismen in einer zweistufigen Reaktion bewirkt. Zuerst wird Ammonium z. B. durch Nitrosoirionas in Nitrit umgewandelt, und dann wird Nitrit in Nitrat z. B. durch Nitrobacter umgewandelt. Die Gesamtreaktion kann wie folgt dargestellt werden:
NH&sub3; + CO&sub2; + O&sub2; + Bakterien NO&sub3; + neue Bakterien Denitrifikation wird durch fakultative heterotrophe Organismen unter anaeroben Bedingungen und durch Verwendung von organischem Kohlenstoff als Elektronendonator bewirkt. Als Ergebnis der Denitrifikation werden Nitrationen zu freiem Stickstoff reduziert, der gasförmig freigesetzt wird. Die Denitrifikation kann wie folgt dargestellt werden:
NO&sub3; + organisches Material + Bakterien N&sub2; (Gas) + neue Bakterien
Wie aus dem oben Genannten ersichtlich wird, finden Nitrifikation und Denitrifikation unter verschiedenen physikalischen Bedingungen statt. Jedoch kann, wenn ein poröses Trägermaterial benutzt wird, Nitrifikation und Denitrifikation, d. h. die Umwandlung von Ammonium in gasförmigen Stickstoff, gleichzeitig in einem Reaktor ausgeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, durch Verwendung eines porösen Trägermaterials anaerobe Bedingungen im Inneren der Poren und aerobe Bedingungen an der Oberfläche des Trägermaterials zu schaffen.
DE-Patentveröffentlichung Nr. 38 10 564 A1 offenbart ein Trägermaterial zur Bindung von Mikroorganismen, im besonderen nitrifizierende und denitrifizierende Mikroorganismen, wobei das Trägermaterial aus einer Mischung aus Bimsstein und Ton mit einer Porengröße zwischen 0,05 und 0,5 mm besteht.
DE-Patentveröffentlichung Nr. 36 39 153 A1 offenbart ein Trägermaterial zur Verwendung in verschiedenen Arten von Bioreaktoren, welches aus porösen, anorganischen Sinterbetten besteht.
Das Material gemäß dem Stand der Technik kann zur Entfernung von Stickstoff aus Abwasser benutzt werden.
JP-Patentanmeldung Nr. 85/58228 offenbart Tabletten aus Calciumalginatgel, die Klinoptilolit und immobilisierte nitratbildende Bakterien und nitrifizierende Bakterien enthalten. Die Tabletten können im Zusammenhang mit der Reinigung von Wasser aus Seen benutzt werden.
Bei dem Vorgang der gleichzeitigen Nitrifikation und Denitrifikation wird die Gesamtmenge des entfernten Stickstoffs gewöhnlich durch die Nitrifikationsreaktion begrenzt, was der Tatsache zugeschrieben wird, daß die spezifische Reaktionsrate der Nitrifikationsreaktion viel niedriger ist als die der Denitrifikationsreaktion.
Weiterhin ist die Wachstumsrate der nitrifizierenden Bakterien geringer als die der denitrifizierenden Bakterien, und folglich besteht in einer heterogenen Kultur, die sowohl nitrifizierende als auch denitrifizierende Bakterien enthält, die Gefahr, daß sich die denitrifizierenden Bakterien auf Kosten der nitrifizierenden Bakterien vermehren, was zu einer Verringerung der Gesamtmenge der nitrifizierenden Bakterien und somit der Gesamtnitrifikationsrate führt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein wirkungsvolleres und verläßlicheres Verfahren zur Entfernung von Stickstoff aus einer wäßrigen Lösung zu schaffen.
Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein ammoniumselektiver Ionenaustauscher als Trägermaterial verwendet wird.
Solche Ionenaustauscher sind nach dem Stand der Technik für biologische Behandlungen bekannt. Jedoch gibt es keinen Vorschlag, sie in einem Festbett mit sowohl nitrifizierenden als auch denitrifizierenden Mikroorganismen zu benutzen, was zu einer gleichzeitigen Nitrifikation und Denitrifikation des Abwassers führt.
Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß durch Verwendung eines ammoniumselektiven Ionenaustauschers als Trägermaterial eine äußerst hohe Stickstoffentfernungsrate erreicht werden kann.
Man nimmt an, daß die durch das Verfahren der Erfindung erreichte hohe Entfernungsrate das Ergebnis eines gesteigerten Transports von Ammonium über den Biofilm ist, wie im folgenden erklärt wird.
Die nitrifizierenden und denitrifizierenden Bakterien sind in einem Biofilm enthalten, der das Trägermaterial bedeckt, wobei sich die nitrifizierenden Bakterien in der äußeren Schicht des Biofilms und die denitrifizierenden Bakterien in seiner inneren Schicht befinden.
Der Transport von Ammonium über den Biofilm hängt von der Größe des Ammoniumkonzentrationsgradienten über dem Biofilm ab.
Wenn ein ammoniumselektiver Ionenaustauscher als Trägermaterial verwendet wird, wird ein Teil der Anoniummoleküle, die den Biofilm durchqueren, an den Ionenaustauscher absorbiert werden, und ein Teil der absorbierten Ammoniummoleküle wird kontinuierlich von dem Ionenaustauscher abgegeben und von den nitrifizierenden Bakterien aufgenommen werden.
Die an den Ionenaustauscher absorbierten Ammoniummoleküle, die kontinuierlich von neuen Ammoniummolekülen ersetzt werden, haben keinen Einfluß auf den Konzentrationsgradienten über dem Biofilm, d. h. die den Transport bewirkende Kraft, und das Ergebnis ist ein insgesamt gesteigerter Ammoniumtransport über den Biofilm.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Erfindung ist, daß bei Verwendung des Verfahrens zur Entfernung von Stickstoff aus wäßrigen Lösungen, die sowohl Ammonium als auch Nitrat enthalten, was bei vielen Arten von Abwasser der Fall ist, der oben behandelte gesteigerte Ammoniumtransport über den Biofilm ebenfalls zu einem gesteigerten Transport von Nitrat führen wird, wobei die entgegengesetzt geladenen ionisierten Moleküle während des Transports als Gegenionen wirken.
Der in dem Verfahren der Erfindung benutzte ammoniumselektive Ionenaustauscher ist vorzugsweise großporig. Durch Verwendung eines großporigen Trägers kann eine hohe Stickstoffentfernung pro Reaktorvolumeneinheit und pro Zeiteinheit erreicht werden. Dies beruht u. a. auf der Tatsache, 1) daß ein großporiges Trägermaterial einen großen Oberflächenbereich zur Bindung von Mikroorganismen und so eine hohe Konzentration von Mikroorganismen schafft und 2) daß die Nitrifikation und Denitrifikation Mikrometer voneinander entfernt stattfinden und so die Zeit des Transports des Nitrats zwischen der Stelle der Nitrifikation und der Stelle der Denitrifikation auf ein Minimum reduziert wird.
Beispiele für geeignete ammoniumselektive Ionenaustauscher sind Klinoptilolit, Phillipsit, Mordenit und Erionit.
Vorzugsweise wird aktiviertes Klinoptilolit als Trägermaterial verwendet. Klinoptilolit wird aktiviert, indem man die Kaliumionen des natürlichen Klinoptilolits durch Natriumionen ersetzt, wobei die letzteren eine hohe Fähigkeit besitzen, durch Ammoniumionen ausgetauscht zu werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der ammoniumselektive Ionenaustauscher mit nitrifizierenden Mikroorganismen beimpft wird, die man sich vermehren läßt, bevor die Zuführung der wäßrigen Lösung an den Reaktor begonnen wird.
Der Ionenaustauscher wird mit nitrifizierenden Mikroorganismen beimpft, um eine hohe Anfangskonzentration der Mikroorganismen und dadurch eine hohe Konzentration der Mikroorganismen während des nachfolgenden Reinigungsprozesses zu sichern.
Wenn der ammoniumselektive Ionenaustauscher mit nitrifizierenden Mikroorganismen beimpft ist, wird die Vermehrung der Impfung der nitrifizierenden Mikroorganismen vorzugsweise in einer Pufferlösung ausgeführt, z. B. in einer Phosphatpufferlösung, um ein Absinken des pH-Werts der die Mikroorganismen umgebenden Lösung zu verhindern, da ein solches Absinken eine schädliche Wirkung auf das Wachstum der Mikroorganismen hat.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff in der dem Festbettreaktor zugeführten wäßrigen Lösung gesteuert, um das relative Wachstum der nitrifizierenden und denitrifizierenden Mikroorganismen derart zu steuern, daß sichergestellt wird, daß eine hohe Konzentration von nitrifizierenden Mikroorganismen ständig aufrechterhalten wird.
Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff (C:N) in der dem Festbettreaktor zugeführten wäßrigen Lösung liegt vorzugsweise zwischen etwa 1,0 und etwa 6,0, noch besser zwischen 3,0 und 5,0.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Vermehrung der Impfung der nitrifizierenden Mikroorganismen der Ionenaustauscher mit denitrifizierenden Mikroorganismen beimpft wird, z. B. in Form von aktiviertem Schlamm, der denitrifizierende Mikroorganismen enthält, die man sich vermehren läßt, bevor die Zuführung der wäßrigen Lösung begonnen wird.
Noch eine weitere Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung, bei dem kohlenstoffhaltiges Material von der wäßrigen Lösung entfernt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung in dem einen ammoniumselektiven Ionenaustauscher als Trägermaterial verwendenden Festbettreaktor die wäßrige Lösung in einem separaten Festbettreaktor behandelt wird, der ein Trägermaterial enthält, an das Mikroorganismen gebunden sind, die kohlenstoffhaltiges Material zersetzen können.
Wenn kohlenstoffhaltiges Material von der wäßrigen Lösung entfernt werden soll, wird vorzugsweise ein Rindenionenaustauscher als Trägermaterial in dem separaten Festbettreaktor verwendet. Ein solcher Rindenionenaustauscher ist besonders geeignet, Bakterien zu halten, die kohlenstoffhaltiges Material zersetzen können, um so eine Entfernung von kohlenstoffhaltigein Material zu erreichen.
Wenn kohlenstoffhaltiges Material von der wäßrigen Lösung entfernt werden soll, wird das Verfahren der Erfindung vorzugsweise so ausgeführt, daß das Trägermaterial in dem separaten Festbettreaktor mit Mikroorganismen beimpft wird, die kohlenstoffhaltiges Material zersetzen können, z. B. in Form von aktiviertem Schlamm, der die Mikroorganismen enthält, wobei man die Mikroorganismen sich vermehren läßt, bevor die Zuführung der wäßrigen Lösung begonnen wird.
Der in dem Verfahren der Erfindung verwendete Festbettreaktor ist vorzugsweise eine Aufwärtsstromkolonne.
Als Alternative kann der in dem Verfahren der Erfindung benutzte Festbettreaktor ein Reaktor sein, der eine zunehmend kleiner werdende Querschnittsfläche in Fließrichtung der wäßrigen Lösung hat.
In einem Reaktor dieses Typs wird sich die Fließrate der wäßrigen Lösung durch die Kolonne erhöhen, und so wird sich die Verweildauer des Wassers in dem Reaktor verringern.
Ein solcher Reaktor kann z. B. die Form eines kastenförmigen Tanks haben, der durch eine geneigte Wand in zwei Abteile unterteilt ist, um so zwei Abteile zu bilden, die unterschiedliche Volumen haben, wobei das größere Abteil eine größere Bodenfläche als das kleinere Abteil hat und die zwei Abteile an der Oberseite Flächen von im wesentlichen gleichen Maßen haben.
Der oben beschriebene Reaktor arbeitet folgendermaßen:
Die wäßrige Lösung wird dem Boden des größeren Abteils unter Druck zugeführt und durch das Abteil zu dessen Oberseite gepumpt, von wo sie zu der Oberseite des benachbarten kleineren Abteils gebracht wird und man sie durch das kleinere Abteil hinunterfließen läßt, von dessen Boden die gereinigte wäßrige Lösung gesammelt wird.
In einer herkömmlichen Aufwärtsstromkolonne ist die Fließrate von wäßriger Lösung durch die Kolonne konstant, und so wird sich die Menge von Stickstoff, die einem gegebenen Punkt in der Kolonne pro Zeiteinheit zugeführt wird, wobei auf diese Menge im folgenden als die Stickstoff ladung Bezug genommen wird, durch die Kolonne schnell verringern, da immer mehr Stickstoff von der wäßrigen Lösung entfernt wird, die dem Boden der Kolonne zugeführt wird. Auf diese Weise wird sich die Stickstoffentfernungsrate in einer herkömmlichen Aufwärtsstromkolonne, d. h. die Stickstoffentfernung pro Reaktorvolumeneinheit und pro Zeiteinheit, nach oben in der Kolonne verringern.
Durch Verwendung eines Reaktors, der eine zunehmend kleiner werdende Querschnittsfläche hat, kann die Abnahme der Stickstoffladung in der Fließrichtung der wäßrigen Lösung verringert werden, und auf diese Weise kann die Wirksamkeit des Reaktors verbessert werden.
Die Ammoniumionenselektivität eines Ionenaustauschers kann durch Verwendung des folgenden Tests bestimmt werden:
Eine geeignete Menge Ionenaustauscher wird mit einer Überschußmenge wäßriger Lösung, die Ammoniumionen in einer Konzentration von 0,1 M und Natriumionen in einer Konzentration von 0,1 M enthält, in Kontakt gebracht. Die Mischung von Ionenaustauscher und Lösung wird durcheinandergemischt, z. B. durch Schütteln.
Dann wird die Lösung von dem Ionenaustauscher getrennt, und die Menge an Ammoniumionen und Natriumionen, die von dem Ionenaustauscher absorbiert worden sind, wird bestimmt, z. B. durch Bestimmung der aus der abgetrennten Lösung entfernten Ammoniumionen und Natriumionen.
In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung wird "Ammoniumselektivität im Verhältnis zu Natriumionen" als das Verhältnis der Menge von Ammoniumionen, die von dem Ionenaustauscher absorbiert wurden, zu der Menge von Natriumionen, die von dem Ionenaustauscher absorbiert wurden (NH&sub4;&spplus;/Na&spplus;), wenn inan den oben beschriebenen Test anwendet, definiert.
In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung soll der Ausdruck "ammoniumselektiver Ionenaustauscher" so verstanden werden, daß er irgendeinen Ionenaustauscher bedeutet, der eine Ammoniumselektivität im Verhältnis zu Natriumionen von über 1,0, besser über 1,5, noch besser über 2,0, noch besser über 2,5 und am besten über 5,0 hat.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf das untenstehende Beispiel beschrieben werden.

Beispiel

Eine wäßrige Lösung, die zwischen 30 und 1000 mg Stickstoff pro Liter in Form von Ammonium enthielt und zwischen 0,1 und 0,70 mg Stickstoff pro Liter in Form von Nitrat enthielt, wurde unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung gereinigt.
Die stickstoffhaltige wäßrige Lösung wurde zur Simulation verschiedener Arten von Abwasser zubereitet. Das Ammonium der wäßrigen Lösung wurde in Form von Ammoniumchlorid zugegeben. Die bei der Denitrifikation benötigte Quelle für organischen Kohlenstoff wurde in Form von stöchiometrischen Mengen Äthanol zugegeben.
Aktiviertes Klinoptilolit mit einer Korngröße zwischen 2,0 und 4,0 mm und Montmorillonit (40% ammoniumselektiv im Verhältnis zu aktiviertem Klinoptilolit) wurden als Trägermaterialien benutzt, und zu Vergleichszwecken wurde auch Leca (0% ammoniumselektiv) verwendet.
Das Trägermaterial wurde in einen röhrenförmigen Plexiglasbehälter gepackt, der einen inneren Durchmesser von 200 mm und eine Höhe von 1,10 m hatte. Der Festbettreaktor hatte ein Bettvolumen von etwa 28 Litern und ein Leerraumvolumen von etwa 8 Litern. Der Reaktor wurde in Aufwärtsfließrichtung belüftet, um so eine Konzentration von ungelöstem Sauerstoff zwischen 2 und 3 mg/l zu erhalten (aerobe Bedingungen).
Die Temperatur des Reaktors betrug die ganze Zeit 20º C, und der pH-Wert des Reaktors wurde auf einer Höhe zwischen 7,7 und 7,8 gehalten.
Die Beimpfung des Reaktors mit nitrifizierenden Bakterien wurde wie folgt ausgeführt. Die nitrifizierenden Bakterien wurden in einer konzentrierten Nährlösung vermehrt (TGY- Medium), um eine Zellenkonzentration von etwa 10&sup9; Zellen pro Liter zu erhalten. Die vermehrten Zellen wurden dann einer Lösung zugeführt, die 30 mg Stickstoff in der Form von Ammonium pro Liter und 230 mg Äthanol pro Liter enthielt.
Die sich daraus ergebende Lösung wurde dann dem Festbettreaktor zugeführt, der eine Phosphatpufferlösung enthielt, die einen pH-Wert von 6,8 hatte. Die Bakterien ließ man sich dann während einer Zeitdauer von 2 bis 3 Tagen vermehren, während der die Mischung aus der zugeführten Lösung und der Pufferlösung im Kreislauf geführt wurde und während der Ammonium dem Reaktor kontinuierlich zugeführt wurde, um die ganze Zeit eine geeignete Ammoniumkonzentration zu halten.
Der Vermehrung der nitrifizierenden Bakterien folgend, wurde der Reaktor mit Schlamm beimpft, der denitrifizierende Bakterien enthielt, die man sich dann vermehren ließ, bevor die Zuführung der stickstoffhaltigen zu reinigenden wäßrigen Lösung begonnen wurde.
In den Tabellen 1, 2 und 3 sind die erhaltenen Ergebnisse jeweils für aktiviertes Klinoptilolit, Montmorillonit und Leca aufgelistet.
Fig.1 zeigt die in den Tabellen 1, 2 und 3 aufgelisteten Ergebnisse (jeweils Kurve A, B und C) in einem (X= Stickstoffladung; Y=Stickstoffentfernungsrate)-Diagramm.
Fig. 2 zeigt die Stickstoffentfernungsrate bei einer Stick-30 stoff ladung von 3,960 kg N/m³ Tag(Y), aufgetragen gegen den Grad der Ammoniumselektivität des Trägermaterials(X).
Wie es aus den Tabellen 1, 2 und 3 und aus Fig.1 ersichtlich wird, ist die Leistung der beiden Verfahren, die ammoniumselektive Ionenaustauscher als Trägermaterialien benutzten, dem Verfahren, das ein Trägermaterial benutzt, das nicht ammoniumselektiv ist, weit überlegen.
Weiterhin wird ersichtlich, daß das Verfahren, das aktiviertes Klinoptilolit verwendete dem Verfahren, das Montmorillonit verwendet, weit überlegen ist.
Bei dem Verfahren, das aktiviertes Klinoptilolit verwendet, ist die Wirksamkeit, die man erhält, d. h. das Verhältnis von entferntem Stickstoff zu zugeführtem Stickstoff, sogar bei sehr hohen Stickstoff ladungen sehr hoch. Wie aus Fig.l ersichtlich wird, zeigt die Wirksamkeit innerhalb dem getesteten Stickstoff ladungsbereich kein Anzeichen von Verringerung, d. h. bis zu 14,118 kg Stickstoff pro m³ Reaktorvolumen pro Tag. Tabelle 1 Trägermaterial: Klinoptilolit Stickstoff in Form von Ammonium Stickstoff in Form von Nitrat Fluß l/h Stickstoffladung kg N/m³. Tag zufließend mg/l abfließend mg/l Stickstoffentfernungsrate kg N/m³. Tag Wirkungsgrad % Tabelle 2 Trägermaterial: Montmorillonit Stickstoff in Form von Ammonium Stickstoff in Form von Nitrat Fluß l/h Stickstoffladung kg N/m³. Tag zufließend mg/l abfließend mg/l Stickstoffentfernungsrate kg N/m³. Tag Wirkungsgrad % Tabelle 3 Trägermaterial: Leca Stickstoff in Form von Ammonium Stickstoff in Form von Nitrat Fluß l/h Stickstoffladung kg N/m³. Tag zufließend mg/l abfließend mg/l Stickstoffentfernungsrate kg N/m³. Tag Wirkungsgrad %
Wie aus Fig. 2 ersichtlich wird, erscheint die erhaltene Stickstoffentfernungsrate in linearer Abhängigkeit vom Grad der Ammoniumselektivität des Trägermaterials.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Stickstoff aus einer wässrigen Lösung durch gleichzeitige mikrobielle Nitrifikation und Denitrifikation, umfassend die Behandlung der wässrigen Lösung in einem oder mehreren Festbettreaktoren, die ein poröses Trägermaterial enthalten, an das nitrifizierende und denitrifizierende Mikroorganismen gebunden sind und bei dem ein ammoniumselektiver Ionenaustauscher als Trägermaterial verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Ionenaustauschers als Trägermaterial, der eine Ammoniumionenselektivität im Verhältnis zu Natriumionen von über 1,0, vorzugsweise über 1,5 hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines großporigen ammoniumselektiven Ionenaustauschers.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Klinoptilolit, Phillipsit, Mordenit oder Erionit als Trägermaterial.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von aktiviertem Klinoptilolit als Trägermaterial.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ammoniumselektive Ionenaustauscher mit nitrifizierenden Mikroorganismen geimpft wird, die man sich vermehren läßt, bevor die Zuführung der wässrigen Lösung an den Reaktor begonnen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermehrung der Impfung von nitrifizierenden Mikroorganismen in einer Pufferlösung ausgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff in der wässrigen Lösung, die dem Festbettreaktor zugeführt wird, gesteuert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff zwischen etwa 1,0 bis etwa 6,0 liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff von etwa 3,0 bis etwa 5,0 beträgt.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Vermehrung der Impfung von nitrifizierenden Bakterien der Ionenaustauscher mit denitrifizierenden Bakterien beimpft wird, die man sich vermehren läßt, bevor die Zuführung der wässrigen Lösung begonnen wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem kohlenstoffhaltiges Material von der wässrigen Lösung entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung in dem einen ammoniumselektiven Ionenaustauscher als Trägermaterial verwendenden Festbettreaktor die wässrige Lösung in einem separaten Festbettreaktor behandelt wird, der ein Trägermaterial enthält, an das Mikroorganismen gebunden sind, die kohlenstoffhaltiges Material zersetzen können.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Rindenionenaustauschers als Trägermaterial in dem separaten Festbettreaktor.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial in dem separaten Festbettreaktor mit Mikroorganismen beimpft wird, die kohlenstoffhaltiges Material zersetzen können, wobei man die Mikroorganismen sich vermehren läßt, bevor die Zuführung der wässrigen Lösung begonnen wird.

15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Aufwärtsstromkolonne als Festbettreaktor.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Festbettreaktors, der eine zunehmend kleiner werdende Querschnittsfläche in Fließrichtung der wässrigen Lösung hat.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Festbettreaktors, der die Form eines kastenförmigen Tanks hat, der durch eine geneigte Wand in zwei Abteile unterteilt ist.