Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Modellansatzes des Wachstums und Sterbens fadenförmiger Organismen (Leitorganismus: Microthrix parvicella) in der Mischbiozönose belebter Schlämme kommunaler Kläranlagen zur Einbindung in das Activated Sludge Model der IAWQ. Neben den kinetischen Größen für Substratumsatz und Wachstum sind die Parameter für die selektive Speicherung von langkettigen Fettsäuren (LKFS) von besonderer Bedeutung für die mathematische Beschreibung der Biomassenzusammensetzung, so dass im Rahmen dieses Forschungsvorhabens insbesondere die Prozesse bei der Nutzung der für Microthrix parvicella spezifischen Substrate und deren Kinetik quantitativ erfasst werden sollen. Der Einfluss verschiedener Randbedingungen (O2, T, BTS, tTS) auf den Gesamtumsatz der LKFS soll mit Hilfe von Laborversuchen zur Bestimmung der Hydrolysegeschwindigkeit detailliert untersucht werden. In Batch-Versuchen (SBR) soll eine Abschätzung der Wachstums- und Speicherrate von Microthrix parvicella unter den Gegebenheiten einer Mischbiozönose sowie in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden spezifischen Substrate erfolgen und der Überprüfung der Anwendbarkeit der aus der Literatur bekannten Ansätze in einem mathematischen Modell dienen. Methodische Untersuchungen zur Quantifizierung des Anteils von Microthrix parvicella mit Hilfe des Umsatzes von LKFS über Fluoreszenzmessungen sollen die für die mathematische Modellierung erforderlichen Grundlagen vervollständigen.
Kommunale Klaeranlagen mit Stickstoff- und Phosphorelemination haben Probleme mit Schaeumen und faedigen Schlaemmen. Fuer diese Erscheinungen ist haeufig das faedig wachsende Bakterium Microthrix parvicella verantwortlich. Durch die mikroskopische Analyse schaeumender belebter Schlaemme bei Fruehjahrstemperaturen von 12-15 Grad Celsius im Belebungsbecken und Befragung von Klaeranlagenbetreibern konnte ermittelt werden, dass Microthrix parvicella bei den untersuchten Proben zu 93 Prozent dominant war. Fuer naehrstoffeleminierende Klaeranlagen Deutschlands ist M. parvicella als Hauptverursacher fuer Blaehschlamm- und Schaumbildungen, insbesondere im Temperaturbereich von 12-15 Grad Celsius, verantwortlich. 100 Prozent der untersuchten Klaeranlagen mit Naehrstoffelimination hatten ganzjaehrig Schaum auf den Nitrifikationszonen. 70 Prozent hatten zeitweilig oder staendig Schaum im Faulbehaelter. Schaumprobleme im Faulbehaelter sind ursaechlich mit Schaumproblemen auf den Belebungsbecken verknuepft. Die unersuchten Schaeume von Belebungsbecken zeigten im mikroskopischen Bild hohe Gehalte an Verschleimungen, die auch als EPS bekannt sind und haeufig in Zusammenhang mit dem fadenfoermigen Bakterium M. parvicella auftreten. Es konnte der Nachweis erbracht werden, dass M. pervicella in Abhaengigkeit der BSB5-Schlammbelastung sowie der Temperatur waechst. BSB5-Schlammbelastung kleiner gleich 0,1 kg/(kg-d), wobei M. parvicella zwischen 200 und 500 my m lang wird und aufgrund seiner Hydrophobilizitaet zum Schaeumen zur schlechten Entwaesserbarkeit und zu Schlammindices von durchschnittlich 250 ml/g, mit Maximalwerten bis 490 ml/, fuehrt.