--- title: "Säurekapazität auf Kläranlagen: Warum die Nitrifikation einen Puffer braucht" description: "![](https://www.dyena-genetics.de/wp-content/uploads/2026/10/KS-Messung-DyeNA-1024x769.jpg) # Wie die Nitrifikation den Säurepuffer des Abwassers aufbraucht und woran man ein Defizit erkennt ## Kurzeinordnung Die Säurekapazität beschreibt, wie viel Säure das Abwasser abpuffern kann, bevor der pH-Wert deutlich absinkt. Auf Kläranlagen ist sie vor allem für…" url: "https://www.dyena-genetics.de/docs/saeurekapazitaet-nitrifikation/" updated: "2026-10-04" category: Betriebsparameter --- # Säurekapazität auf Kläranlagen: Warum die Nitrifikation einen Puffer braucht ![](https://www.dyena-genetics.de/wp-content/uploads/2026/10/KS-Messung-DyeNA-1024x769.jpg) # Wie die Nitrifikation den Säurepuffer des Abwassers aufbraucht und woran man ein Defizit erkennt ## Kurzeinordnung Die Säurekapazität beschreibt, wie viel Säure das Abwasser abpuffern kann, bevor der pH-Wert deutlich absinkt. Auf Kläranlagen ist sie vor allem für die Nitrifikation entscheidend, denn die nitrifizierenden Bakterien produzieren bei ihrer Arbeit Säure. Reicht der Puffer nicht aus, fällt der pH-Wert in der Belebung unter 7, und die Nitrifikationsleistung geht spürbar zurück. Typische Folge sind steigende Ammonium- oder Nitritwerte im Ablauf. Besonders gefährdet sind Anlagen in Weichwassergebieten, in der kalten Jahreszeit und bei hohem Regen- oder Fremdwasseranteil. ## Was die Säurekapazität ist | Die Säurekapazität, abgekürzt KS~4,3, gibt an, wie viel Säure eine Wasserprobe aufnehmen kann, bis ein pH-Wert von 4,3 erreicht ist. Sie wird in mmol/l angegeben. Im kommunalen Abwasser entspricht sie praktisch dem Gehalt an Hydrogencarbonat, dem wichtigsten Puffersystem im Belebungsbecken. | | --- | | Wie viel Säurekapazität eine Anlage mitbringt, hängt stark von der Trinkwasserhärte im Einzugsgebiet und vom Fremdwasseranteil ab. Für vorgeklärtes Abwasser liegt sie nach Angaben des DWA-Landesverbands Bayern meist zwischen etwa 4 mmol/l in Weichwassergebieten und 12 mmol/l in Hartwassergebieten. | | Wichtig ist die Abgrenzung zum pH-Wert. Der pH-Wert beschreibt den momentanen Zustand, die Säurekapazität dagegen die Reserve. Eine Anlage kann noch einen unauffälligen pH-Wert von 7,2 haben und trotzdem kaum noch Puffer besitzen. Dann genügt eine zusätzliche Belastung, damit der pH-Wert kippt. | ## Wo Säurekapazität verbraucht und wo sie zurückgewonnen wird ![](https://www.dyena-genetics.de/wp-content/uploads/2026/10/Stickstoffbilanz_-Verbrauch-und-Rueckgewinnung-DyeNA-1024x683.jpg) ![](https://www.dyena-genetics.de/wp-content/uploads/2026/10/DyeNA-Icon-Nitrifikation-1024x1024.png) Der größte Verbraucher ist die Nitrifikation. Bei der Oxidation von Ammonium zu Nitrit entstehen Wasserstoffionen, die das Hydrogencarbonat abfangen muss. Je mehr Stickstoff nitrifiziert wird, desto mehr Puffer geht verloren. ![](https://www.dyena-genetics.de/wp-content/uploads/2026/10/DyeNA-Icon-Denitrifikation-1024x1024.jpg) Die Denitrifikation wirkt dagegen. Bei der Reduktion von Nitrat zu Stickstoff wird theoretisch etwa die Hälfte der verbrauchten Säurekapazität zurückgebildet. Eine gut funktionierende Denitrifikation ist daher der wichtigste anlageninterne Hebel. ![](https://www.dyena-genetics.de/wp-content/uploads/2026/10/DyeNA-FeAl-1024x1024.jpg) Auch saure Fällmittel auf Eisen- oder Aluminiumbasis verbrauchen Säurekapazität, da bei der Hydroxidbildung Wasserstoffionen frei werden. Anlagen mit chemischer Phosphorfällung haben damit einen zweiten Verbraucher. ![](https://www.dyena-genetics.de/wp-content/uploads/2026/10/DyeNA-Icon-CO₂-Symbol-1024x1024.jpg) Davon zu unterscheiden ist die Anreicherung von CO₂, etwa bei sehr effizienter Belüftung, Reinsauerstoffbegasung oder im Winter. Sie senkt den pH-Wert, lässt die Säurekapazität aber unverändert. Gelöstes CO₂ ist also ein pH-Problem und kein Pufferverlust. In der Praxis können sich beide Effekte überlagern. --- ## Was die Nitrifikanten mögen und worunter sie leiden Die Nitrifikation läuft in zwei Schritten. Ammoniumoxidierer wie *Nitrosomonas* oxidieren Ammonium zu Nitrit, Nitritoxidierer wie *Nitrospira* oxidieren Nitrit zu Nitrat. Beide Gruppen sitzen im Belebtschlamm oft dicht beieinander. Die im ersten Schritt gebildete Säure entsteht also genau dort, wo beide arbeiten. Das Leistungsoptimum liegt je nach Literatur zwischen etwa pH 7,2 und 8,5. Unter pH 7 sinkt die Leistung deutlich, ab etwa pH 6 kommt die Nitrifikation weitgehend zum Erliegen. Dafür gibt es zwei Gründe. Ammoniumoxidierer nutzen nicht Ammonium, sondern freies Ammoniak (NH₃), dessen Anteil mit sinkendem pH abnimmt. Außerdem beziehen Nitrifikanten als autotrophe Organismen ihren Kohlenstoff aus CO₂ bzw. Hydrogencarbonat. Ein erschöpfter Puffer bremst sie also doppelt. Da Nitrifikanten ohnehin langsam wachsen, spüren diese ein Säurekapazitätsdefizit früher und stärker als die meisten anderen Organismen im Belebtschlamm.. ## Folgen eines Säurekapazitätsdefizits Die unmittelbare Folge ist ein Rückgang der Nitrifikationsleistung, erkennbar an steigenden NH~4-N-Werten im Ablauf. Wird die Nitritoxidation stärker beeinträchtigt als die Ammoniumoxidation, steigen auch die NH~4-N-Werte. | **Problematisch** ist eine Rückkopplung über die Phosphorfällung. Verschlechtern sich die Reinigungsverhältnisse insgesamt und steigen die Phosphorwerte, wird häufig mehr Fällmittel dosiert. Da die meisten Fällmittel sauer sind, verbraucht das zusätzlich Säurekapazität und kann das eigentliche Problem verschärfen. | | --- | --- ## Orientierungswerte | In der Fachliteratur wird für den Kläranlagenablauf bei Trockenwetter eine Säurekapazität von mindestens 2,5 mmol/l empfohlen, günstig sind Werte um 2,5 bis 3,0 mmol/l. Bei Regenwetter sollte ein Wert von etwa 1 mmol/l nicht unterschritten werden. Der DWA-Landesverband Bayern nennt **1,5 mmol/l als Untergrenze**für die verbleibende Säurekapazität im Ablauf der Belebung. | | --- | Diese Werte sind keine Grenzwerte, sondern eine grobe Orientierung. Wie viel Puffer eine Anlage tatsächlich benötigt, hängt von Stickstofffracht, Denitrifikationsleistung, Fällmitteleinsatz und Zulaufcharakteristik ab und muss anlagenspezifisch bewertet werden. Den zu erwartenden Verbrauch kann man über eine Stickstoffbilanz abschätzen. Das Arbeitsblatt DWA-A 131 behandelt die Säurekapazitätspufferung im Rahmen der Bemessung. --- ## Externe Einflussfaktoren Die Säurekapazität ist keine konstante Größe. Sie schwankt mit Wetter, Jahreszeit und Betrieb. Niedrige Werte treten typischerweise dann auf, wenn die hydraulische Belastung ohnehin hoch ist. Regenereignisse und Schneeschmelze verdünnen das Abwasser mit weichem, pufferarmem Wasser. Hoher Fremdwasseranteil wirkt ähnlich, vor allem in Weichwassergebieten. Im Winter kommen die temperaturbedingt ohnehin geringere Nitrifikationsleistung und eine mögliche CO~2-Anreicherung hinzu. Betriebsbedingt können stoßweise zugegebene Prozesswässer aus der Schlammbehandlung den Puffer kurzfristig stark belasten, weil sie viel Ammonium mitbringen. Auch eine Umstellung oder Erhöhung der Fällmitteldosierung wirkt sich auf die Säurekapazität aus. --- ## Was Betreiber tun können | Ein Absinken des Ablauf-pH-Werts unter 7 ist immer ein Anlass, die Säurekapazität zu prüfen. Besonders sinnvoll ist das in der kalten Jahreszeit, bei Regen und Schneeschmelze sowie nach Änderungen an Fällmitteldosierung oder Prozesswasserführung. | | --- | | Der wichtigste interne Hebel ist die Denitrifikation, da sie einen Teil der verbrauchten Säurekapazität zurückliefert. Voraussetzung dafür ist ein ausreichendes Angebot an leicht abbaubarem Kohlenstoff. Je nach Anlage lässt sich das zum Beispiel über eine angepasste Vorklärung oder eine externe Kohlenstoffquelle verbessern. | | Prozesswässer aus der Schlammbehandlung sollten möglichst gleichmäßig über 24 Stunden zugegeben werden und nicht stoßweise. Eine bevorzugte Zugabe in der Nacht ist ungünstig, weil dann wenig leicht abbaubarer Kohlenstoff für die Denitrifikation zur Verfügung steht. Bei hohen Frachten kann eine separate Behandlung der Prozesswässer die Belebung entlasten. | | Sind diese Möglichkeiten ausgeschöpft, lässt sich die Säurekapazität auch durch die Zugabe alkalischer Stoffe wie Kalk- oder Dolomitpräparate stützen. Auswahl und Dosierung sollten mit Fachplanern oder Herstellern abgestimmt werden. | --- #### Hinweis zur Einordnung dieses Artikels *Dieser Artikel dient als fachliche Orientierungshilfe zur Interpretation von qPCR-Ergebnissen. Er ersetzt keine anlagenspezifische Auswertung und stellt keine verbindliche Handlungsempfehlung dar*. Bei Fragen zur Interpretation Ihrer individuellen Ergebnisse sprechen Sie uns gerne an. ---