Was die veröffentlichte Wissenschaft tatsächlich sagt.

Ardern, E. & Lockett, W. T. (1914). Experiments on the oxidation of sewage without the aid of filters. Journal of the Society of Chemical Industry 33(10): 523–539. DOI: 10.1002/jctb.5000331005Peer-reviewed

Die Arbeit, die das Belebtschlammverfahren begründete: Sie berichtete, dass die Belüftung von vorgeklärtem Abwasser mit zurückgehaltenen biologischen Feststoffen dieses in Stunden statt in Tagen reinigte. Jedes heute betriebene technische biologische Behandlungssystem geht auf dieses Experiment zurück.

Buswell, A. M. & Long, H. L. (1923). Microbiology and Theory of Activated Sludge. Journal of the American Water Works Association 10(2): 309–321. DOI: 10.1002/j.1551-8833.1923.tb14184.xPeer-reviewed

Ein frühes Plädoyer dafür, dass Belebtschlamm Mikrobiologie und nicht Chemie ist — das Werk einer lebenden Bakterienpopulation. Es markiert den Punkt, an dem das Fachgebiet begann, den Schlamm als ein zu verstehendes Ökosystem zu behandeln.

Wooldridge, W. R. & Standfast, A. F. B. (1936). The role of enzymes in activated sludge and sewage oxidations. Biochemical Journal 30(9): 1542–1553. DOI: 10.1042/bj0301542Peer-reviewed

Einer der ersten Nachweise, dass die Oxidation im Belebtschlamm von bakteriellen Enzymen angetrieben wird, die auf organisches Material wirken, und nicht von den Zellen allein. Die enzymatische Sicht des Mechanismus — Grundlage aller seither entwickelten hydrolysebasierten Schlammprodukte — beginnt hier.

Butterfield, C. T. (1935). Studies of Sewage Purification: II. A Zooglea-Forming Bacterium Isolated from Activated Sludge. Public Health Reports 50(20): 671. DOI: 10.2307/4581541Peer-reviewed

Isolierte Zoogloea ramigera, das flockenbildende Bakterium, aus Belebtschlamm und zeigte, dass es organische Abfallstoffe stabilisieren und zugleich die charakteristische Flocke aufbauen kann. Damit war belegt, dass bestimmte Organismen, nicht nur die Chemie, Schlamm zum Absetzen bringen.

McKinney, R. E. & Weichlein, R. G. (1953). Isolation of Floc-Producing Bacteria from Activated Sludge. Applied Microbiology 1(5): 259–261. DOI: 10.1128/am.1.5.259-261.1953Peer-reviewed

Isolierte eine Reihe flockenbildender Bakterien aus Belebtschlamm und bestätigte, dass die Flockenbildung — und damit das Absetzen — eine Eigenschaft vieler Arten und nicht nur einer einzigen ist. Das Absetzen ist ein biologisches Merkmal; deshalb hängt es von der Gemeinschaft ab und nicht nur von der Verfahrenstechnik.

Pillai, S. C. & Subrahmanyan, V. (1942). Role of Protozoa in the Activated Sludge Process. Nature 150(3809): 525. DOI: 10.1038/150525a0Peer-reviewed

Vertrat die These, dass Protozoen für den Belebtschlamm nicht nebensächlich, sondern wesentlich sind: Sie weiden dispergierte Bakterien ab und klären so den Ablauf. Die Arbeit benannte einen Mechanismus — Prädation —, der bis heute erklärt, warum eingebrachte freie Zellen so oft verschwinden.

Allen, L. A. (1944). The bacteriology of activated sludge. Journal of Hygiene 43(6): 424–431. DOI: 10.1017/s0022172400013206Peer-reviewed

Eine sorgfältige Erhebung, die zeigte, dass die Homogenisierung der Flocke Hunderte Milliarden Bakterien pro Gramm Trockenmasse freisetzt. Ein frühes, nüchternes Maß dafür, wie dicht besiedelt der Schlamm tatsächlich ist.

Wiesmann, U., Choi, I. S. & Dombrowski, E.-M. (2007). Fundamentals of Biological Wastewater Treatment. Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002/9783527609604Peer-reviewed

Ein Standardwerk, das Kinetik und Stöchiometrie der biologischen Behandlung — Wachstum, Zerfall, Nitrifikation, Faulung — aus den Grundprinzipien herleitet. Ein Buch, aufgenommen als moderne Grundlage für die Prozesse, die der Rest dieser Liste im Detail untersucht.

Metcalf & Eddy | AECOM (Tchobanoglous, G., Stensel, H. D., Tsuchihashi, R. & Burton, F. L.) (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. McGraw-Hill Education, 5th ed..Peer-reviewed

Das ingenieurtechnische Standardwerk der Abwasserbehandlung, inzwischen in der fünften Auflage. Ein Buch und kein Fachartikel, aufgeführt, weil der größte Teil der Verfahrensauslegung im Fachgebiet letztlich auf diesen Text zurückgeht.

Anon. (1923). A Visit to Sheffield's Remarkable Sewage Works. The Hospital and health review 2(16): 76–77.Peer-reviewed

Ein zeitgenössischer Bericht von 1923 über die Kläranlagen Sheffields, hier zitiert als historisches Dokument aus den frühen Jahrzehnten der biologischen Abwasserreinigung. Er ist als dokumentarische Momentaufnahme von Interesse, nicht als Quelle gemessener Behandlungsdaten.

Pirt, S. J. (1965). The maintenance energy of bacteria in growing cultures. Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences 163(991): 224–231. DOI: 10.1098/rspb.1965.0069Peer-reviewed

Die Arbeit, die die Theorie der Erhaltungsenergie für Bakterienkulturen formalisierte und belegte, dass ein Teil des verbrauchten Substrats für den Erhaltungsstoffwechsel statt für Wachstum aufgewendet wird. Sie liefert die kinetische Grundlage, auf der praktisch alle späteren Strategien zur Verringerung des Netto-Schlammertrags beruhen.

Curds, C. R. & Fey, G. J. (1969). The effect of ciliated protozoa on the fate of Escherichia coli in the activated-sludge process. Water Research 3(11): 853–867. DOI: 10.1016/0043-1354(69)90054-2Peer-reviewed

Eine frühe Studie, die maß, wie ciliate Protozoen das Schicksal von Escherichia coli bei der Passage durch das Belebtschlammverfahren beeinflussen, und feststellte, dass der Fraß durch Protozoen mit einer Verringerung der E.-coli-Zahlen im gereinigten Ablauf einherging. Ein Klassiker dazu, wie die breitere Schlammgemeinschaft die endgültige Wasserqualität prägt.

Curds, C. R. & Cockburn, A. (1970). Protozoa in biological sewage-treatment processes—I. A survey of the protozoan fauna of British percolating filters and activated-sludge plants. Water Research 4(3): 225–236. DOI: 10.1016/0043-1354(70)90069-2Peer-reviewed

Der erste Teil einer klassischen zweiteiligen Erhebung, die die Protozoenfauna britischer Tropfkörper und Belebtschlammanlagen katalogisiert und festhält, welche Ciliaten und anderen Protozoen den Prozess tatsächlich besiedeln. Die empirische Grundlage dafür, Protozoen später als Indikatoren dafür zu lesen, wie gut eine Anlage arbeitet.

Ratsak, C. H., Maarsen, K. A. & Kooijman, S. A. L. M. (1996). Effects of protozoa on carbon mineralization in activated sludge. Water Research 30(1): 1–12. DOI: 10.1016/0043-1354(95)00096-4Peer-reviewed

Misst, wie Protozoen die Kohlenstoffmineralisierung im Belebtschlamm beeinflussen. Indem sie dispergierte Bakterien abweiden, verschieben Protozoen, wie viel organischer Kohlenstoff zu CO2 veratmet und wie viel als Biomasse zurückgehalten wird — die Arbeit quantifiziert damit einen Nahrungsnetzeffekt, der sowohl die Klarheit des Ablaufs als auch die Netto-Schlammproduktion prägt.

Luxmy, B. S., Nakajima, F. & Yamamoto, K. (2000). Predator grazing effect on bacterial size distribution and floc size variation in membrane-separation activated sludge. Water Science & Technology 42(3–4): 211–217. DOI: 10.2166/wst.2000.0382Peer-reviewed

In einem Belebtschlammsystem mit Membranabtrennung maß diese Studie, wie räuberische Protozoen die Größenverteilung der Bakterien und die Flockengröße veränderten; sessile und frei schwimmende Ciliaten gingen mit deutlich weniger sehr kleinen Zellen (~1 µm) einher. Ein Beleg für die anerkannte klärende Rolle der Bakterienfresser.

Pogue, A. J. (2004). Impact of Protozoan Grazing on Nitrification and the Ammonia-And-Nitrite-Oxidizing Bacterial Communities in Activated Sludge. Toronto Metropolitan University (thesis). DOI: 10.32920/ryerson.14649873Hochschulschrift

Eine an der Ryerson (heute Toronto Metropolitan University) entstandene Abschlussarbeit, die untersucht, wie der Fraß durch Protozoen die Nitrifikationsraten und die ammoniak- und nitritoxidierenden Bakteriengemeinschaften des Belebtschlamms prägt. Sie veranschaulicht die anerkannte Rolle der Bakterienfresser für die Struktur eines Behandlungskonsortiums und dessen gemessene Leistung.

Orhon, D., Cokgor, E. U., Insel, G. & Karahan, O. et al. (2009). Validity of Monod kinetics at different sludge ages – Peptone biodegradation under aerobic conditions. Bioresource Technology 100(23): 5678–5686. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.06.046Peer-reviewed

Eine experimentelle Prüfung, ob die substratlimitierte Wachstumskinetik nach Monod über verschiedene Schlammalter hinweg gilt, anhand des biologischen Abbaus von Pepton unter aeroben Bedingungen. Das Monod-Modell liegt der Auslegung über die Feststoffverweilzeit zugrunde — wie lange Feststoffe zurückgehalten werden müssen, damit sich die gewünschten Organismen etablieren —, daher sind seine Grenzen für die Bemessung von Verfahren von Bedeutung.

Madoni, P. (2011). Protozoa in wastewater treatment processes: A minireview. Italian Journal of Zoology 78(1): 3–11. DOI: 10.1080/11250000903373797Peer-reviewed

Eine knappe Übersicht über die Protozoen, die die Gemeinschaften in der Abwasserbehandlung besiedeln; ihr Abweiden dispergierter Bakterien geht mit einem klareren Ablauf einher, und ihre Häufigkeit dient als anerkannter Bioindikator für den Zustand des Prozesses. Nützlicher Hintergrund zur breiteren Biologie einer arbeitenden Lagune.

Garrett, R. A. (2014). A backward view from 16S rRNA to archaea to the universal tree of life to progenotes. RNA Biology 11(3): 232–235. DOI: 10.4161/rna.28228Peer-reviewed

Ein rückblickender Essay, der den Weg von der 16S-rRNA-Sequenzierung bis zur Anerkennung der Archaea und zum universellen Stammbaum des Lebens nachzeichnet. Er dokumentiert die molekularphylogenetische Methode, die später zum Standardwerkzeug wurde, um festzustellen, welche Organismen in einem Behandlungssystem vorhanden sind.

Sheik, A. R., Muller, E. E. L. & Wilmes, P. (2014). A hundred years of activated sludge: time for a rethink. Frontiers in Microbiology 5. DOI: 10.3389/fmicb.2014.00047Peer-reviewed

Ein Rückblick zum hundertjährigen Bestehen des Belebtschlammverfahrens, der argumentiert, dass kultivierungsunabhängige molekulare Methoden bis 2014 einen Großteil des früheren Verständnisses darüber umgestoßen hatten, welche Organismen die Gemeinschaft strukturieren und tragen. Eine gut lesbare Einordnung des Wandels hin zu genombasierten Sichtweisen der Abwasserbehandlung.

Switzenbaum, M. (2019). The beginning of biological phosphorus removal. Water Environment Research 91(4): 364. DOI: 10.1002/wer.1042Peer-reviewed

Ein kurzer historischer Abriss darüber, wie die biologische Phosphorentfernung entdeckt wurde — die Beobachtung der „Luxusaufnahme“ von Phosphor durch Levin und Shapiro im Jahr 1965, die zum Phostrip-Verfahren führte. Eine Erinnerung daran, dass ein wichtiger Verfahrensfortschritt aus Feldbeobachtungen und nicht aus gezielter Planung hervorging.

Yuan, Y., Yu, Y., Xi, H. & Zhou, Y. et al. (2019). Comparison of four test methods for toxicity evaluation of typical toxicants in petrochemical wastewater on activated sludge. Science of the Total Environment 685: 273–279. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.05.389Peer-reviewed

Ein Methodenvergleich, der vier Tests zur Beurteilung bewertet, wie toxisch Schadstoffe aus petrochemischem Abwasser für Belebtschlammbiomasse sind. Nützlich, wenn ein Betreiber entscheiden muss, ob eine ankommende Industriefracht die Behandlungsbiologie hemmen wird und welchem Toxizitätstest er für dieses Urteil vertrauen kann.

Shao, Y., Liu, G. H., Wang, Y. & Zhang, Y. et al. (2020). Sludge characteristics, system performance and microbial kinetics of ultra-short-SRT activated sludge processes. Environment International 143: 105973. DOI: 10.1016/j.envint.2020.105973Peer-reviewed

Eine Verfahrensstudie, die Schlammeigenschaften, Reinigungsleistung und mikrobielle Kinetik charakterisiert, wenn Belebtschlamm bei ultrakurzen Feststoffverweilzeiten betrieben wird. Die Feststoffverweilzeit ist ein zentraler Auslegungshebel, der bestimmt, welche funktionellen Gruppen zurückgehalten werden und wie sich der entstehende Schlamm absetzt.

Janiak, K., Zięba, B., Szetela, R. & Muszyński-Huhajło, M. et al. (2021). Approach to modeling protozoa grazing on the basis of the current state of knowledge. Ecological Modelling 447: 109503. DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2021.109503Peer-reviewed

Entwickelt einen Modellierungsansatz für das Abweiden dispergierter Bakterien durch Protozoen im Belebtschlamm und fasst den aktuellen Wissensstand zusammen. Da dieses Abweiden die freie Wasserphase klärt und den Zustand des Prozesses widerspiegelt, hilft seine quantitative Abbildung, die Ablaufqualität in der biologischen Behandlung zu erklären und vorherzusagen.

Wanner, J. (2021). The development in biological wastewater treatment over the last 50 years. Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment Plants. DOI: 10.2166/9781789064490_ch3Peer-reviewed

Ein Buchkapitel, das fünfzig Jahre biologischer Abwasserbehandlung zusammenfasst und den Bogen von der reinen BSB-Entfernung über die Stickstoff- und Phosphorentfernung bis zur molekularen Identifizierung der jeweils verantwortlichen Organismen spannt. Ein kompakter historischer Überblick von einer langjährigen Autorität des Fachgebiets.

US EPA (2024). Septic Tank Additives Fact Sheet. US EPA, Office of Wastewater Management.Behörde

Das aktuelle Merkblatt der EPA zu Zusatzmitteln für Klärgruben, das klar feststellt, dass solche Produkte für häusliche Kleinkläranlagen nicht empfohlen werden — die benötigten Mikroorganismen sind bereits vorhanden — und unwirksam oder sogar schädlich sein können. Der regulatorische Ankerpunkt für Skepsis gegenüber Zusatzprodukten.

Wikipedia contributors (n.d.). Carl Woese. Wikipedia.Nachschlagewerk

Der Lexikoneintrag zum Mikrobiologen Carl Woese, zitiert wegen der Arbeit von ihm und George Fox aus dem Jahr 1977, in der sie mittels Sequenzierung ribosomaler RNA die Archaea als dritte Domäne des Lebens beschrieben. Hintergrund statt Behandlungsevidenz — die für die anaerobe Faulung zentralen Methanbildner sind Archaea.

Frølund, B., Griebe, T. & Nielsen, P. H. (1995). Enzymatic activity in the activated-sludge floc matrix. Applied Microbiology and Biotechnology 43(4): 755–761. DOI: 10.1007/bf00164784Peer-reviewed

Fand eine beträchtliche hydrolytische Enzymaktivität, die in der Flocke selbst gebunden ist, nicht nur im Inneren der Zellen. Ein Beleg dafür, dass ein Großteil des Abbaus organischer Feststoffe tatsächlich in der Flockenmatrix stattfindet.

Frølund, B., Palmgren, R., Keiding, K. & Nielsen, P. H. (1996). Extraction of extracellular polymers from activated sludge using a cation exchange resin. Water Research 30(8): 1749–1758. DOI: 10.1016/0043-1354(95)00323-1Peer-reviewed

Führte die Kationenaustauscherharz-Methode zur Extraktion extrazellulärer polymerer Substanzen aus Schlamm ein, die heute die Standardtechnik ist. Sie machte die klebrige Matrix, die eine Flocke bindet, messbar, und ein Großteil der EPS-Literatur baut darauf auf.

Liu, Y. & Fang, H. H. P. (2003). Influences of Extracellular Polymeric Substances (EPS) on Flocculation, Settling, and Dewatering of Activated Sludge. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 33(3): 237–273. DOI: 10.1080/10643380390814479Peer-reviewed

Eine Synthese von über 200 Studien dazu, wie extrazelluläre polymere Substanzen die Flockung, das Absetzen und die Entwässerung von Belebtschlamm bestimmen und wie der Proteingehalt die Hydrophobizität der Flocken steuert. Die maßgebliche Übersicht dazu, warum sich Schlamm gut oder schlecht absetzt.

Suresh, A., Grygolowicz-Pawlak, E., Pathak, S. & Poh, L. S. et al. (2018). Understanding and optimization of the flocculation process in biological wastewater treatment processes: A review. Chemosphere 210: 401–416. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.07.021Peer-reviewed

Gibt einen Überblick darüber, was die Flockung tatsächlich bestimmt — EPS, Oberflächenladung, Hydrophobizität, Kationen und Betriebsbedingungen — und wie sie sich steuern lässt. Erklärt, warum das Absetzen eine verfahrenstechnische Größe ist und keine feste Eigenschaft des Schlamms.

Huang, L., Jin, Y., Zhou, D. & Liu, L. et al. (2022). A Review of the Role of Extracellular Polymeric Substances (EPS) in Wastewater Treatment Systems. International Journal of Environmental Research and Public Health 19(19): 12191. DOI: 10.3390/ijerph191912191Peer-reviewed

Eine aktuelle Übersicht darüber, wie extrazelluläre polymere Substanzen — der mikrobielle Klebstoff — Flockung, Absetzen und Entwässerung bestimmen. Warum dieselben Organismen Feststoffe entweder zu absetzbaren Flocken binden oder aber Wasser zurückhalten und sich dem widersetzen können.

Chen, X., Kong, F., Fu, Y. & Si, C. et al. (2019). Improvements on activated sludge settling and flocculation using biomass-based fly ash as activator. Scientific Reports 9: 14590. DOI: 10.1038/s41598-019-50879-6Peer-reviewed

Eine kontrollierte Studie, die Absetzverhalten und Flockung mit einem mineralischen Zusatzstoff verbesserte. Ein konkretes Beispiel dafür, dass sich das Absetzen beeinflussen lässt, und für die physikalische, nicht nur biologische Seite der Feststoffabtrennung.

Tezuka, Y. (1969). Cation-dependent Flocculation in a Flavobacterium Species Predominant in Activated Sludge. Applied Microbiology 17(2): 222–226. DOI: 10.1128/am.17.2.222-226.1969Peer-reviewed

Ein klassischer Nachweis von 1969, dass eine im Belebtschlamm dominierende Flavobacterium-Art bei Zugabe von Mineralsalzen erneut ausflockte — selbst nachdem die Zellen durch Hitze oder Trypsin abgetötet worden waren —, womit sich die Flockung als kationenvermittelter physikalisch-chemischer und nicht als stoffwechselbedingter Effekt erwies. Ein Maßstab, an dem jede Behauptung, „Bioaugmentation verbessert das Absetzverhalten“, gemessen werden muss.

Güde, H. (1982). Interactions between floc-forming and nonfloc-forming bacterial populations from activated sludge. Current Microbiology 7(6): 347–350. DOI: 10.1007/bf01572602Peer-reviewed

Klassische Kokulturexperimente, die spezifische, nicht zufällige Wechselwirkungen zwischen flockenbildenden und nicht flockenbildenden Bakterien zeigen, bei denen schlechte Flockenbildner dennoch von flockenbildenden Partnern in Flocken eingebunden werden, statt eigenständig zu aggregieren. Das legt nahe, dass ein eingebrachter Stamm, der sich schlecht absetzt, dennoch eingebaut werden kann — relevant für die Frage, ob eine Augmentation Bestand hat.

Li, D. H. & Ganczarczyk, J. J. (1987). Stroboscopic determination of settling velocity, size and porosity of activated sludge flocs. Water Research 21(3): 257–262. DOI: 10.1016/0043-1354(87)90203-xPeer-reviewed

Eine klassische Studie, die mittels stroboskopischer Fotografie Sinkgeschwindigkeit, Größe und Porosität einzelner Belebtschlammflocken maß und Beziehungen zwischen Flockengröße und Sinkgeschwindigkeit aufstellte, die bis heute grundlegend für Absetzmodelle sind. Sie bildet die Grundlage dafür, wie Feststoffrückhalt und Verdichtung vorhergesagt werden.

Lee, D. J., Chen, G. W., Liao, Y. C. & Hsieh, C. C. (1996). On the free-settling test for estimating activated sludge floc density. Water Research 30(3): 541–550. DOI: 10.1016/0043-1354(95)00229-4Peer-reviewed

Eine methodische Studie, die einen Test im freien Absetzen vorschlägt, um die effektive Dichte von Belebtschlammflocken abzuschätzen. Die Flockendichte bestimmt die Sinkgeschwindigkeit und damit, wie leicht sich Feststoffe abtrennen und verdichten; sie ist daher grundlegend für das Absetzverhalten, das hinter der Nachklärleistung und der Schlammansammlung steht.

Zita, A. & Hermansson, M. (1997). Effects of bacterial cell surface structures and hydrophobicity on attachment to activated sludge flocs. Applied and Environmental Microbiology 63(3): 1168–1170. DOI: 10.1128/aem.63.3.1168-1170.1997Peer-reviewed

Eine Studie, die feststellte, dass die Zelloberflächenmerkmale und die Hydrophobizität eines Bakteriums bestimmen, wie gut es an bereits gebildete Belebtschlammflocken anhaftet. Unmittelbar relevant für die Bioaugmentation: ob sich ein zugesetzter Stamm in der Flocke festsetzt und dort bleibt, statt direkt ausgewaschen zu werden.

Bura, R., Cheung, M., Liao, B. & Finlayson, J. et al. (1998). Composition of extracellular polymeric substances in the activated sludge floc matrix. Water Science and Technology 37(4–5): 325–333. DOI: 10.2166/wst.1998.0657Peer-reviewed

Eine grundlegende Charakterisierung der extrazellulären polymeren Substanzen, die die Belebtschlammflocke binden — der Proteine, Polysaccharide und begleitenden Stoffe der Flockenmatrix, aufgeteilt in gebundene und gelöste Fraktionen. Viele spätere Arbeiten zu Flocken, Absetzen und EPS stützen sich auf diese Darstellung dessen, was eine Flocke tatsächlich zusammenhält.

Guellil, A., Boualam, M., Quiquampoix, H. & Ginestet, P. et al. (2001). Hydrolysis of wastewater colloidal organic matter by extracellular enzymes extracted from activated sludge flocs. Water Science and Technology 43(6): 33–40. DOI: 10.2166/wst.2001.0334Peer-reviewed

Extrahierte extrazelluläre Enzyme direkt aus Belebtschlammflocken und zeigte, dass sie kolloidales organisches Material zu löslichen Substraten hydrolysieren; damit war belegt, dass flockengebundene enzymatische Aktivität — nicht nur die Aufnahme in die Zellen — wesentlich zum Abbau organischen Materials beiträgt. Unmittelbar relevant dafür, wie biologische Produkte Feststoffe abbauen.

Kim, D. J., Lee, D. I., Cha, G. C. & Keller, J. (2008). Analysis of Free Ammonia Inhibition of Nitrite Oxidizing Bacteria Using a Dissolved Oxygen Respirometer. Environmental Engineering Research 13(3): 125–130. DOI: 10.4491/eer.2008.13.3.125Peer-reviewed

Quantifiziert mit einem Respirometer auf Basis des gelösten Sauerstoffs, wie freies Ammoniak die nitritoxidierenden Bakterien hemmt, die den zweiten Schritt der Nitrifikation tragen. Erklärt einen Mechanismus, durch den erhöhtes Ammoniak die Stickstoffumwandlung beim Nitrit zum Stillstand bringt — ein Grund dafür, dass eine verlässliche Nitrifikation zu den schwerer zu erreichenden Ergebnissen in einer Lagune gehört.

Larsen, P., Nielsen, J. L., Otzen, D. & Nielsen, P. H. (2008). Amyloid-Like Adhesins Produced by Floc-Forming and Filamentous Bacteria in Activated Sludge. Applied and Environmental Microbiology 74(5): 1517–1526. DOI: 10.1128/aem.02274-07Peer-reviewed

Mithilfe konformationsspezifischer Antikörper fand diese Studie, dass amyloidähnliche Proteinfibrillen reichlich vorhandene, bisher unterschätzte Strukturbestandteile der Belebtschlamm-EPS sind, gebildet von einem taxonomisch breiten Spektrum flockenbildender und fadenförmiger Bakterien. Ergänzt das Inventar dessen, was Flocken physisch zusammenhält, um haftende Proteinfibrillen.

Wang, B. B., Chang, Q., Peng, D. C. & Hou, Y. P. et al. (2014). A new classification paradigm of extracellular polymeric substances (EPS) in activated sludge: Separation and characterization of exopolymers between floc level and microcolony level. Water Research 64: 53–60. DOI: 10.1016/j.watres.2014.07.003Peer-reviewed

Schlägt vor, die extrazellulären polymeren Substanzen (EPS), die Belebtschlamm binden, in getrennte Fraktionen auf Flocken- und auf Mikrokolonieebene aufzuteilen, und charakterisiert jede davon. Verfeinert das Verständnis der hydratisierten Matrix, die Flocken zusammenhält und bestimmt, wie sich Biomasse absetzt — grundlegend für die Deutung des Schlammverhaltens in Teichen.

An, W., Guo, F., Song, Y. & Gao, N. et al. (2016). Comparative genomics analyses on EPS biosynthesis genes required for floc formation of Zoogloea resiniphila and other activated sludge bacteria. Water Research 102: 494–504. DOI: 10.1016/j.watres.2016.06.058Peer-reviewed

Vergleicht die Genome von Zoogloea resiniphila, einem klassischen Flockenbildner, mit denen anderer Belebtschlammbakterien, um die für die Flockenbildung erforderlichen Gencluster der EPS-Biosynthese zu identifizieren. Liefert eine genetische, nicht bloß physikalisch-chemische Grundlage dafür, warum manche Organismen Flocken bilden und sich gut absetzen — relevant für den Feststoffrückhalt.

Alves, A. P. A., Lima, P. S., Dezotti, M. & Bassin, J. P. (2017). Impact of phenol shock loads on the performance of a combined activated sludge-moving bed biofilm reactor system. International Biodeterioration & Biodegradation 123: 146–155. DOI: 10.1016/j.ibiod.2017.06.015Peer-reviewed

Eine Reaktorstudie, die misst, wie Phenol-Stoßbelastungen einen kombinierten Belebtschlamm- und Wirbelbett-Biofilmreaktor stören und wie sich seine Leistung, einschließlich der Nitrifikation, danach erholt. Relevant für das Verständnis, wie ein biologisches Behandlungssystem einer toxischen organischen Belastung standhält und sich davon erholt.

Nayyar, A., Walker, G., Wardrop, F. & Adya, A. K. (2017). Flocculation in industrial strains ofSaccharomyces cerevisiae: role of cell wall polysaccharides and lectin-like receptors. Journal of the Institute of Brewing 123(2): 211–218. DOI: 10.1002/jib.421Peer-reviewed

Untersucht, wie die Flockung von Brauhefe von Zellwandpolysacchariden und lektinartigen Rezeptoren abhängt — eine spezifische molekulare Erkennung nach dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ statt nur unspezifischer physikalisch-chemischer Anziehung. Aufgenommen als fachübergreifende Veranschaulichung dafür, dass biologische Aggregation und damit das Absetzen von einer definierten Oberflächenchemie angetrieben werden können.

Han, H., Wu, X., Ge, L. & Qiao, J. (2018). A sludge volume index (SVI) model based on the multivariate local quadratic polynomial regression method. Chinese Journal of Chemical Engineering 26(5): 1071–1077. DOI: 10.1016/j.cjche.2017.08.007Peer-reviewed

Entwickelt ein datengetriebenes Modell, das den Schlammvolumenindex — die übliche Ersatzgröße für die Absetzbarkeit — mittels multivariater lokaler quadratischer Polynomregression aus Prozessvariablen vorhersagt. Von Interesse, wo Betreiber Absetzprobleme vorhersehen wollen, auch wenn es sich um eine Modellierungsübung und nicht um eine Behandlungsstudie handelt.

Ouyang, J., Li, C., Wei, L. & Wei, D. et al. (2020). Activated sludge and other aerobic suspended culture processes. Water Environment Research 92(10): 1717–1725. DOI: 10.1002/wer.1427Peer-reviewed

Eine jährliche Literaturübersicht für Water Environment Research, die die Fortschritte eines Jahres bei Belebtschlamm- und anderen aeroben Verfahren mit suspendierter Biomasse zusammenfasst — Prozessmodellierung, Mikrobiologie, Kinetik sowie Stickstoff- und Phosphormanagement. Ein bequemer Einstieg in die Breite des Fachgebiets.

Wang, J., Liu, Q., Li, X. & Ma, S. et al. (2020). In-situ monitoring AHL-mediated quorum-sensing regulation of the initial phase of wastewater biofilm formation. Environment International 135: 105326. DOI: 10.1016/j.envint.2019.105326Peer-reviewed

Beobachtet in situ, wie AHL-basiertes Quorum Sensing — chemische Signalübertragung zwischen Zellen — die früheste Phase der Biofilmbildung im Abwasser reguliert. Ein Beleg dafür, dass Anheftung und Aggregation aktiv durch Zell-Zell-Signale koordiniert werden und nicht auf passivem Anhaften beruhen — mit Folgen dafür, wie sich eingebrachte Organismen etablieren.

Buzzo, J. R., Devaraj, A., Gloag, E. S. & Jurcisek, J. A. et al. (2021). Z-form extracellular DNA is a structural component of the bacterial biofilm matrix. Cell 184(23): 5740–5758.e17. DOI: 10.1016/j.cell.2021.10.010Peer-reviewed

Eine molekulare Studie, die belegt, dass extrazelluläre DNA in Z-Form ein echter Strukturbestandteil der Biofilmmatrix ist und nicht bloß Lysetrümmer. Sie vertieft das Verständnis dafür, wie das Polymergerüst aufgebaut ist, das mikrobielle Feststoffe bindet — dieselbe Matrixchemie, die die Integrität der Flocken bestimmt.

Li, Z., Li, H., Zhao, L. & Liu, X. et al. (2021). Understanding the role of cations and hydrogen bonds on the stability of aerobic granules from the perspective of the aggregation and adhesion behavior of extracellular polymeric substances. Science of The Total Environment 795: 148659. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.148659Peer-reviewed

Untersucht, wie zweiwertige Kationen und Wasserstoffbrücken aerobe Granula stabilisieren, betrachtet anhand des Aggregations- und Adhäsionsverhaltens extrazellulärer polymerer Substanzen. Bekräftigt, dass der Zusammenhalt von Granula und Flocken — und damit die Absetzbarkeit — auf physikalisch-chemischer Vernetzung der EPS beruht, nicht allein auf biologischer Aktivität.

Seviour, T., Winnerdy, F. R., Wong, L. L. & Shi, X. et al. (2021). The biofilm matrix scaffold of Pseudomonas aeruginosa contains G-quadruplex extracellular DNA structures. npj Biofilms and Microbiomes 7(1). DOI: 10.1038/s41522-021-00197-5Peer-reviewed

Zeigt, dass extrazelluläre DNA in Biofilmen von Pseudomonas aeruginosa geordnete G-Quadruplex-Strukturen bildet, die der Matrix als Gerüst dienen, und weist eDNA damit als echtes Strukturpolymer statt als Lysetrümmer aus. Erweitert das Verständnis von Flocken und EPS über Polysaccharide und Proteine hinaus auf die DNA, die Aggregate mit zusammenhält.

Asensi, E. & Alemany, E. (2022). A hindered settling velocity model related to the fractal dimension and activated sludge flocs characteristics: Application to a sludge with a previous fragmentation and flocculation process. Separation and Purification Technology 300: 121812. DOI: 10.1016/j.seppur.2022.121812Peer-reviewed

Eine Studie zu Absetzmodellen, die die Geschwindigkeit des behinderten Absetzens nach einem Fragmentierungs- und Flockungsschritt mit der fraktalen Dimension und den Eigenschaften der Flocken in Beziehung setzt. Sie verfeinert, wie die Flockenstruktur die Absetzgeschwindigkeit vorhersagt — die Physik dahinter, ob sich Feststoffe am Grund verdichten, statt in Schwebe zu bleiben.

Petrovski, S., Batinovic, S., Rose, J. J. A. & Seviour, R. J. (2022). Biological control of problematic bacterial populations causing foaming in activated sludge wastewater treatment plants—phage therapy and beyond. Letters in Applied Microbiology 75(4): 776–784. DOI: 10.1111/lam.13742Peer-reviewed

Eine Übersicht über Ansätze der biologischen Kontrolle — allen voran Bakteriophagen —, die gegen die fadenförmigen Bakterien untersucht wurden, die hinter der Schaumbildung in Belebtschlammanlagen stehen, eingebettet in einen Überblick über das breitere Konsortium (Archaeen, Pilze, Protozoen, Metazoen, Phagen). Aufgenommen als Hintergrund zur Ökologie der Organismen, nicht als etwas, das die Produkte von SediLogic zu leisten beanspruchen.

Shi, H.-X., Wang, J., Liu, S.-Y. & Guo, J.-S. et al. (2022). New insight into filamentous sludge bulking: Potential role of AHL-mediated quorum sensing in deteriorating sludge floc stability and structure. Water Research 212: 118096. DOI: 10.1016/j.watres.2022.118096Peer-reviewed

Eine mechanistische Studie, die die Quorum-Sensing-Signalgebung über N-Acyl-Homoserinlactone (AHL) mit der Verschlechterung von Flockenstabilität und -struktur bei fädigem Blähschlamm in Verbindung bringt. Relevant für Betreiber, weil Blähschlamm das Absetzen beeinträchtigt, und die Arbeit identifiziert einen chemischen Signalfaktor, der zu schwachen, schlecht absetzenden Flocken beiträgt.

Yin, Q., Sun, Y., Li, B. & Feng, Z. et al. (2022). The r/K selection theory and its application in biological wastewater treatment processes. Science of The Total Environment 824: 153836. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.153836Peer-reviewed

Eine Übersicht, die die ökologische r/K-Selektionstheorie auf die Abwasserbehandlung anwendet und schnell wachsende Organismen mit geringer Affinität, die sich für hohe Belastungen eignen, von langsam wachsenden mit hoher Affinität unterscheidet, die sich für die Nachreinigung eignen. Ein konzeptioneller Rahmen dafür, warum sich zugesetzte Organismen nur dort etablieren, wo die Bedingungen sie tatsächlich begünstigen.

Daigger, G. T., Kuo, J., Derlon, N. & Houweling, D. et al. (2023). Biological and physical selectors for mobile biofilms, aerobic granules, and densified-biological flocs in continuously flowing wastewater treatment processes: A state-of-the-art review. Water Research 242: 120245. DOI: 10.1016/j.watres.2023.120245Peer-reviewed

Eine Übersicht zum Stand der Technik, wie biologische und physikalische „Selektoren“ eingesetzt werden, um große, gut absetzbare Aggregate — mobile Biofilme, aerobe Granula und verdichtete Flocken — in kontinuierlich durchflossenen Anlagen statt in Sequencing-Batch-Reaktoren zu kultivieren. Legt die verfahrenstechnischen Hebel für ein gutes Absetzen der Feststoffe dar.

Kuroda, K., Tomita, S., Kurashita, H. & Hatamoto, M. et al. (2023). Metabolic implications for predatory and parasitic bacterial lineages in activated sludge wastewater treatment systems. Water Research X 20: 100196. DOI: 10.1016/j.wroa.2023.100196Peer-reviewed

Katalogisiert räuberische und parasitische Bakterienlinien im Belebtschlamm und die stoffwechselbezogenen Folgen ihrer Lebensweise. Kartiert eine biologische Ebene innerhalb der Flockengemeinschaften — Organismen, die sich von anderen Bakterien ernähren —, die den Umsatz der Gemeinschaft und möglicherweise die Netto-Schlammproduktion prägt.

Sethi, S., Gupta, R., Bharshankh, A. & Sahu, R. et al. (2023). Celebrating 50 years of microbial granulation technologies: From canonical wastewater management to bio-product recovery. Science of the Total Environment 872: 162213. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162213Peer-reviewed

Eine Übersicht anlässlich von fünfzig Jahren mikrobieller Granulierung, die aeroben und anaeroben Granulschlamm von der konventionellen Abwasserbehandlung bis zur Rückgewinnung von Ressourcen und Bioprodukten verfolgt. Eine breite Orientierung dazu, wie dichte, schnell absetzende Granula entstehen und warum die proteinreiche EPS-Matrix, die sie bindet, selbst zu einem Wertstoff geworden ist.

Waqas, S., Harun, N. Y., Sambudi, N. S. & Abioye, K. J. et al. (2023). Effect of Operating Parameters on the Performance of Integrated Fixed-Film Activated Sludge for Wastewater Treatment. Membranes 13(8): 704. DOI: 10.3390/membranes13080704Peer-reviewed

Eine Bewertung, wie Betriebsparameter — Belüftung, organische Belastung, Füllgrad der Aufwuchsträger und Aufenthaltszeit — die Leistung von Belebtschlammverfahren mit integrierten Aufwuchsträgern (IFAS) in der Abwasserbehandlung bestimmen. Eine praktische Orientierung zu den Hebeln, die entscheiden, wie viel Reinigungsarbeit der anhaftende Biofilm übernehmen kann.

Yu, J., Xiao, K., Xu, H. & Li, Y. et al. (2023). Spectroscopic fingerprints profiling the polysaccharide/protein/humic architecture of stratified extracellular polymeric substances (EPS) in activated sludge. Water Research 235: 119866. DOI: 10.1016/j.watres.2023.119866Peer-reviewed

Nutzt spektroskopische Fingerabdrücke, um die Zusammensetzung der geschichteten EPS-Matrix, die Belebtschlammflocken bindet, aus Polysacchariden, Proteinen und Huminstoffen zu kartieren. Die Arbeit untermauert, warum sich die Flockenarchitektur — und damit Absetzen und Entwässerbarkeit — so verhält, wie sie es tut: die stoffliche Grundlage guten oder schlechten Absetzens von Schlamm.

Di Trapani, D., Bosco Mofatto, P. M., Cosenza, A. & Mannina, G. (2024). Attached and suspended biomass kinetics in an IFAS-MBR system operated under intermittent aeration: Long-term monitoring under SRT variation. Journal of Environmental Management 370: 122718. DOI: 10.1016/j.jenvman.2024.122718Peer-reviewed

Eine Langzeit-Monitoringstudie, die in einem IFAS-MBR bei intermittierender Belüftung und wechselnder Feststoffverweilzeit die Kinetik der auf Trägern anhaftenden Biofilmbiomasse von der der suspendierten Biomasse trennt. Sie zeigt, wie der Trägerbiofilm die Nitrifikation weitgehend unabhängig vom Bestand in der freien Wasserphase aufrechterhalten kann — grundlegend für die Auslegung von Verfahren mit sessiler Biomasse.

Gao, X., Zhang, L., Liu, J. & Zhang, Y. et al. (2024). First application of the novel anaerobic/aerobic/anoxic (AOA) process for advanced nutrient removal in a wastewater treatment plant. Water Research 252: 121234. DOI: 10.1016/j.watres.2024.121234Peer-reviewed

Berichtet über die erste großtechnische Anwendung einer umgestellten anaerob/aerob/anoxischen Abfolge (AOA) zur weitergehenden Nährstoffentfernung in einer Kläranlage. Ein Beleg dafür, dass eine neue Reihenfolge der klassischen Zonen die Stickstoff- und Phosphorentfernung steigern kann — Kontext dafür, wie moderne Verfahrensketten zur Nährstoffentfernung heute angeordnet sind.

Lander, S. M., Fisher, G., Everett, B. A. & Tran, P. et al. (2024). Secreted nucleases reclaim extracellular DNA during biofilm development. npj Biofilms and Microbiomes 10(1). DOI: 10.1038/s41522-024-00575-9Peer-reviewed

Eine molekulare Studie, die zeigt, dass Bakterien während der Biofilmentwicklung Nukleasen ausscheiden, um extrazelluläre DNA zurückzugewinnen — ein Beleg dafür, dass eDNA ein gesteuertes Strukturpolymer der Matrix ist und keine Lysetrümmer. Sie betrifft die Frage, wie die bindende Matrix, die Schlammfeststoffe zusammenhält, aufgebaut und umgebaut wird.

Wu, Z., Gao, H., Chen, Z. & Su, W. et al. (2024). Effect of predatory bacterial mixtures on biolysis of waste activated sludge to improve dewatering performance. Environmental Technology 45(25): 5346–5358. DOI: 10.1080/09593330.2023.2291419Peer-reviewed

Eine kontrollierte Studie, die berichtet, dass gezielt zugesetzte Mischungen räuberischer Bakterien die Biolyse von Überschussschlamm erhöhten, gebundenes Wasser freisetzten und die Entwässerung verbesserten. Von Interesse als Weg zur Verringerung der Schlammmasse, allerdings an konzentriertem Überschussschlamm und nicht in einer Lagune gezeigt.

Chen, X., Wang, Q., Xu, Q. & Wang, J. et al. (2025). Algal-bacterial granular sludge process for sustainable wastewater treatment: Technological advances and challenges. Water Research 289: 124906. DOI: 10.1016/j.watres.2025.124906Peer-reviewed

Eine Synthese zum Verfahren mit Algen-Bakterien-Granulschlamm — wie photosynthetische Sauerstoffversorgung eine aerobe Behandlung mit weniger mechanischer Belüftung unterstützen kann —, die neuere technologische Fortschritte, die Leistung bei der Nährstoffentfernung und die praktischen Herausforderungen für die Stabilität der Granula behandelt. Nützlicher Hintergrund dazu, wohin sich die für Teiche relevante Algen-Bakterien-Biologie entwickelt.

Chen, S., Wang, J., Feng, X. & Zhao, F. (2025). Algal–Bacterial Symbiotic Granular Sludge Technology in Wastewater Treatment: A Review on Advances and Future Prospects. Water 17(11): 1647. DOI: 10.3390/w17111647Peer-reviewed

Eine Übersicht über symbiotischen Algen-Bakterien-Granulschlamm, in dem Algen und Bakterien Sauerstoff und Kohlendioxid austauschen und so die Entfernung organischer Stoffe und Nährstoffe mit wenig oder ganz ohne externe Belüftung antreiben. Gibt einen Überblick über Fortschritte und offene Fragen — nützlicher Hintergrund zu dem Mutualismus, auf dem die Behandlung in fakultativen Teichen beruht.

Li, Y., Li, W., Wang, S. & Li, M. et al. (2025). Influence of polystyrene microplastics on the structural stability of activated sludge microbial flocs in sequencing batch reactors. Environmental Pollution 384: 126949. DOI: 10.1016/j.envpol.2025.126949Peer-reviewed

Untersucht, wie Polystyrol-Mikroplastik die strukturelle Stabilität von Belebtschlammflocken in Sequencing-Batch-Reaktoren beeinflusst. Da die Integrität der Flocken Absetzen und Feststoffrückhalt bestimmt, zeigt die Arbeit, wie ein sich anreichernder, nicht abbaubarer Schadstoff die biologische Behandlung beeinträchtigen kann — und Kunststoffe sind genau die Fraktion, die Bioaugmentation nicht abbauen kann.

Peng, S., Wang, Z., Ai, J. & Li, L. et al. (2025). Molecular choreography of sludge extracellular polymeric substances—From biomolecule identification to energetics and assembly dynamics. PNAS Nexus 4(5). DOI: 10.1093/pnasnexus/pgaf157Peer-reviewed

Eine detaillierte molekulare Studie der extrazellulären polymeren Substanzen, die Schlammflocken, Biofilme und Granula binden — sie identifiziert deren Biomolekülbausteine und wie sich diese zusammenfügen. Die EPS-Struktur bestimmt, wie Feststoffe aggregieren, sich absetzen und entwässern, und liegt damit der Verdichtung des Schlamms zugrunde.

Wang, R., Li, D., Lu, B. & Chai, X. (2025). Integrated fixed-film activated sludge and the derivative process: a review of carrier design, microbial regulation, and enhanced nitrogen removal in wastewater treatment. Journal of Water Process Engineering 76: 108195. DOI: 10.1016/j.jwpe.2025.108195Peer-reviewed

Eine Übersicht über Belebtschlammverfahren mit integrierten Aufwuchsträgern (IFAS) und davon abgeleitete Verfahren, die Trägerdesign, mikrobielle Steuerung und eine verbesserte Stickstoffentfernung behandelt. Eine aktuelle Bestandsaufnahme, wie Trägermaterialien und Biofilmmanagement ausgelegt werden, um die Nitrifikations- und Denitrifikationskapazität in gemischten Systemen mit suspendierter und sessiler Biomasse zu erhöhen.

Zhang, Q., Li, J., Tuo, J. & Liu, S. et al. (2025). Long-term metagenomic insights into the roles of antiviral defense systems in stabilizing activated sludge bacterial communities. The ISME Journal 19(1). DOI: 10.1093/ismejo/wraf051Peer-reviewed

Eine metagenomische Langzeitstudie, die feststellte, dass bakterielle antivirale Abwehrsysteme dazu beitragen, Belebtschlammgemeinschaften gegenüber der Prädation durch Phagen zu stabilisieren. Legt nahe, dass die Resilienz einer Gemeinschaft — und damit eine gleichmäßige Reinigungsleistung — teilweise davon abhängt, wie gut ihre Mitglieder den Viren standhalten, die sie andernfalls umgestalten würden.

Dai, K., Zhu, X. M., Hu, Y. L. & Cao, Y. E. et al. (2026). A novel approach to enhance methane production in anaerobic digestion of waste activated sludge via pre-enrichment by a microbial consortium of degrading fungi. Applied and Environmental Microbiology 92(3). DOI: 10.1128/aem.00008-26Peer-reviewed

Eine Laborstudie, die berichtet, dass eine Voranreicherung von Überschussschlamm mit einem Konsortium abbauender Pilze den Methanertrag in der anschließenden anaeroben Faulung steigerte. Sie veranschaulicht, wie extrazelluläre Pilzenzyme wie Cellulase und Ligninase organische Feststoffe abbauen, die die meisten Bakterien weitgehend unberührt lassen.

Faridizad, G., Mehrnia, M. R. & Sharghi, E. A. (2026). A Critical Review of Economic, Microbial, and Design Aspects of High-rate Activated Sludge Process: Is HRAS the Future of Sustainable Wastewater Treatment?. Water Conservation Science and Engineering 11(2). DOI: 10.1007/s41101-026-00504-1Peer-reviewed

Eine kritische Übersicht über hochbelastete Belebtschlammverfahren — einen bewusst auf kurze Verweilzeiten ausgelegten Betrieb, der die Abschöpfung von Kohlenstoff für die Energierückgewinnung maximiert —, die Wirtschaftlichkeit, Mikrobiologie und Auslegung abwägt und fragt, ob dies eine nachhaltige Richtung für die Abwasserbehandlung ist. Nützlicher Hintergrund dazu, wie das Schlammalter die mikrobielle Gemeinschaft selektiert.

Fu, Y., Liu, W. X., Liu, S. Y. & Chen, Y. P. et al. (2026). Potential role of AHL-mediated quorum sensing in filamentous bulking induced by Sphaerotilus natans in the activated sludge process with low dissolved oxygen. Journal of Environmental Chemical Engineering 14(2): 121730. DOI: 10.1016/j.jece.2026.121730Peer-reviewed

Eine mechanistische Studie, die vorschlägt, dass Quorum Sensing über Acyl-Homoserinlactone den mit Sphaerotilus natans verbundenen fädigen Blähschlamm bei niedrigem gelöstem Sauerstoff mit antreibt. Da sich blähschlammbildende Fäden schlecht absetzen, ist das Verständnis der molekularen Signale hinter ihrer Vermehrung relevant dafür, warum sich der Schlamm in manchen Lagunen und Anlagen schlecht absetzt.

Gong, L., Yao, L., Gu, L. & Qu, Y. et al. (2026). Beyond traditional biological nutrient removal limits: achieving ultra-low effluent nitrogen via an anaerobic/Oxic/Anoxic (AOA) process in a pilot-scale system treating municipal wastewater. Water Research 290: 125123. DOI: 10.1016/j.watres.2025.125123Peer-reviewed

Eine Studie im Pilotmaßstab zu einer umgestellten anaerob/oxisch/anoxischen Abfolge (AOA), die bei der Behandlung kommunalen Abwassers sehr niedrige Stickstoffwerte im Ablauf erreichte. Sie dokumentiert, wie Zonenanordnung und Prozesssteuerung die biologische Stickstoffentfernung über herkömmliche Grenzen hinaus treiben — Kontext dafür, was strenge Nährstoffauflagen in Einleitgenehmigungen verlangen können.

Zhao, L., Li, Z., Huang, M. & Gao, Z. (2026). Multimodal prediction of sludge volume index for monitoring sludge settling performance. Environmental Science: Water Research & Technology 12(7): 2170–2184. DOI: 10.1039/d5ew00470ePeer-reviewed

Entwickelt eine multimodale Methode des maschinellen Lernens zur Vorhersage des Schlammvolumenindex, der üblichen betrieblichen Ersatzgröße dafür, wie gut sich Schlamm absetzt. Da der Schlammvolumenindex Flockenarchitektur, Fadenhäufigkeit und Kompressibilität in einer einzigen Zahl bündelt, verschafft eine bessere Vorhersage den Betreibern eine frühere Warnung vor Absetzproblemen.

Juretschko, S., Timmermann, G., Schmid, M., Schleifer, K.-H. et al. (1998). Combined Molecular and Conventional Analyses of Nitrifying Bacterium Diversity in Activated Sludge: Nitrosococcus mobilis and Nitrospira-Like Bacteria as Dominant Populations. Applied and Environmental Microbiology 64(8): 3042–3051. DOI: 10.1128/aem.64.8.3042-3051.1998Peer-reviewed

Identifizierte die dominierenden ammoniak- und nitritoxidierenden Bakterien in einer Anlage mit hoher Ammoniakbelastung als Nitrosococcus mobilis und Nitrospira, indem molekulare und kultivierungsbasierte Methoden kombiniert wurden. Eine Referenzstudie dazu, wer im Schlamm tatsächlich nitrifiziert.

van Kessel, M. A. H. J., Speth, D. R., Albertsen, M., Nielsen, P. H. et al. (2015). Complete nitrification by a single microorganism. Nature 528(7583): 555–559. DOI: 10.1038/nature16459Peer-reviewed

Entdeckte Comammox: einen einzigen Nitrospira-Organismus, der Ammoniak vollständig bis zum Nitrat umsetzt, und stieß damit die hundert Jahre alte Annahme um, dass die beiden Schritte zwei Organismen erfordern. Die Arbeit schrieb die Mikrobiologie der Stickstoffentfernung neu.

Daims, H., Lebedeva, E. V., Pjevac, P. & Han, P. et al. (2015). Complete nitrification by Nitrospira bacteria. Nature 528(7583): 504–509. DOI: 10.1038/nature16461Peer-reviewed

Die Parallelentdeckung zu van Kessel, in derselben Ausgabe von Nature: eine Anreicherungskultur, in der ein einzelner Nitrospira-Organismus Ammoniak vollständig bis zum Nitrat umsetzte. Gemeinsam begründeten die beiden Arbeiten Comammox und schlossen eine hundert Jahre alte Lücke im Verständnis davon, wie Stickstoff oxidiert wird.

Xu, S., Chai, W., Xiao, R. & Wang, B. et al. (2023). Synergy between Comammox and Anammox Bacteria in Wastewater Ammonia Removal. ACS ES&T Engineering 3(10): 1582–1591. DOI: 10.1021/acsestengg.3c00144Peer-reviewed

Zeigte, dass Comammox- und Anammox-Organismen Ammoniak untereinander aufteilen, statt darum zu konkurrieren. Teil der Neugestaltung einer energiearmen Stickstoffentfernung — eines Prozesses, in dem ein trockenes Feststoffprodukt keine Rolle spielt.

Yu, L., Peng, D. & Pan, R. (2012). Shifts in Nitrification Kinetics and Microbial Community during Bioaugmentation of Activated Sludge with Nitrifiers Enriched on Sludge Reject Water. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2012: 691894. DOI: 10.1155/2012/691894Peer-reviewed

Impfte eine Anlage mit Nitrifikanten an, die auf Trübwasser gezüchtet worden waren, und verfolgte, was mit Rate und Gemeinschaft geschah. Eine der Studien, die zeigen, dass eine Bioaugmentation mit Nitrifikanten nur so lange trägt, wie die zugesetzten Organismen zurückgehalten werden.

Kowal, P., Mehrani, M.-J., Sobotka, D. & Ciesielski, S. et al. (2022). Rearrangements of the nitrifiers population in an activated sludge system under decreasing solids retention times. Environmental Research 214: 113753. DOI: 10.1016/j.envres.2022.113753Peer-reviewed

Verfolgte, wie sich die Nitrifikantengemeinschaft neu ordnet, wenn die Feststoffverweilzeit verkürzt wird — die Betriebsgröße, die darüber entscheidet, ob Nitrifikanten überhaupt überleben. Ein konkreter Nachweis, dass die Verweilzeit und nicht die Animpfung die Nitrifikation bestimmt.

Head, M. A. & Oleszkiewicz, J. A. (2004). Bioaugmentation for nitrification at cold temperatures. Water Research 38(3): 523–530. DOI: 10.1016/j.watres.2003.11.003Peer-reviewed

Ein klassischer Nachweis, dass das Animpfen mit Nitrifikanten die Nitrifikation bei niedriger Temperatur und kurzem Schlammalter aufrechterhalten kann — aber nur dort, wo die Betriebsbedingungen den zugesetzten Organismen eine Nische bieten. Bioaugmentation als Rückhalteproblem, nicht als Dosierproblem.

Salem, S., Berends, D. H. J. G., Heijnen, J. J. & van Loosdrecht, M. C. M. (2003). Bio-augmentation by nitrification with return sludge. Water Research 37(8): 1794–1804. DOI: 10.1016/s0043-1354(02)00550-xPeer-reviewed

Das BABE-Konzept: Nitrifikanten in einem Nebenreaktor auf dem Rücklaufschlammstrom heranziehen und zurückführen, sodass die Hauptanlage eine Nitrifikationskapazität erhält, die sie sonst nicht halten könnte. Rückhaltetechnik, ein Jahrzehnt bevor es den Begriff gab.

Kuenen, J. G. (2008). Anammox bacteria: from discovery to application. Nature Reviews Microbiology 6(4): 320–326. DOI: 10.1038/nrmicro1857Peer-reviewed

Die Übersicht, die Anammox — die anaerobe Ammoniumoxidation — von der Laborkuriosität zur großtechnischen Stickstoffentfernung führte. Warum das Fachgebiet Stickstoff nicht mehr dem zweistufigen Lehrbuchbild entspricht.

Zheng, M., Tian, Z., Chai, Z. & Zhang, A. et al. (2023). Ubiquitous occurrence and functional dominance of comammox Nitrospira in full-scale wastewater treatment plants. Water Research 236: 119931. DOI: 10.1016/j.watres.2023.119931Peer-reviewed

Untersuchte fünfundzwanzig großtechnische Anlagen und fand Comammox-Nitrospira in allen, oft mit einem größeren Beitrag als die klassischen Ammoniakoxidierer. Ein Beleg dafür, dass die Organismen, die tatsächlich nitrifizieren, nicht die sind, von denen die älteren Modelle ausgingen.

Yang, Y., Xie, L., Tao, X. & Hu, K. et al. (2017). Municipal wastewater treatment by the bioaugmentation of Bacillus sp. K5 within a sequencing batch reactor. PLOS ONE 12(6): e0178837. DOI: 10.1371/journal.pone.0178837Peer-reviewed

Berichtete eine hohe CSB- und Ammoniumentfernung in einem Reaktor, der mit einem Bacillus-Stamm angeimpft war, der simultan nitrifizierte und denitrifizierte. Eine kontrollierte Studie mit künstlichem Abwasser — vielversprechend im Reaktor, kein großtechnischer Nachweis für kommunale Anlagen.

Cui, D., Li, A., Qiu, T. & Cai, R. et al. (2014). Improvement of nitrification efficiency by bioaugmentation in sequencing batch reactors at low temperature. Frontiers of Environmental Science & Engineering 8(6): 937–944. DOI: 10.1007/s11783-014-0668-7Peer-reviewed

Eine Laborstudie in Sequencing-Batch-Reaktoren, die nach der Dosierung kälteangepasster Nitrifikanten messbare Verbesserungen der Nitrifikation bei kaltem Wetter berichtet. Eines der besser kontrollierten positiven Ergebnisse in einer Literatur zur Bioaugmentation in kaltem Klima, die die breitere Übersicht gemessen daran, wie stark diese Anwendung vermarktet wird, als bescheiden beurteilt.

Mikhailova, Y. V., Kevbrina, M. V., Grachev, V. A. & Nikolaev, Y. A. et al. (2014). Increase of nitrification efficiency at waste water treatment by implementation of bioaugmentation process. Water Practice and Technology 9(4): 551–557. DOI: 10.2166/wpt.2014.061Peer-reviewed

Ein früher russischer Bericht aus dem großtechnischen Betrieb, wonach die Dosierung von Bioaugmentationskulturen die Nitrifikationsleistung einer kommunalen Kläranlage steigerte. Die Übersicht konnte ihn nur über seine englische Zusammenfassung erschließen, daher sind die Zahlen die eigenen Angaben der Betreiber — großtechnische Nitrifikationsdaten dieser Art sind jedoch rar.

Pei, L.-Y., Wan, Q., Wang, Z.-F. & Wang, B.-B. et al. (2014). Effect of long-term bioaugmentation on nitrogen removal and microbial ecology for an A2O pilot-scale plant operated in low SRT. Desalination and Water Treatment 55(6): 1567–1574. DOI: 10.1080/19443994.2014.928238Peer-reviewed

Eine A2O-Studie im Pilotmaßstab, die verfolgte, wie sich eine langfristige Bioaugmentation auf die Stickstoffentfernung und die mikrobielle Gemeinschaft auswirkte, als die Anlage mit kurzer Feststoffverweilzeit betrieben wurde. Liefert zusätzliche Evidenz dazu, ob dosierte Organismen über Monate statt Tage bestehen bleiben und sich auszahlen.

Cui, Y. W., Zhang, H. Y., Ding, J. R. & Peng, Y. Z. (2016). The effects of salinity on nitrification using halophilic nitrifiers in a Sequencing Batch Reactor treating hypersaline wastewater. Scientific Reports 6(1). DOI: 10.1038/srep24825Peer-reviewed

Zeigt, dass die Nitrifikation in hypersalinem Abwasser von spezifisch salzangepassten (halophilen) Organismen statt von konventionellen Nitrifikanten abhängt, wobei sowohl die Leistung als auch die Zusammensetzung der Gemeinschaft empfindlich auf den Salzgehalt reagieren. Eine Erinnerung daran, dass die Biologie der Ammoniakstufe stark von dem Wasser abhängt, in dem sie arbeiten muss.

Figdore, B. A. (2017). Nitrification bioaugmentation in mainstream flocculent activated sludge systems using sidestream aerobic granular sludge. PhD dissertation, University of Washington.Peer-reviewed

Eine Doktorarbeit an der University of Washington, in der dichte nitrifizierende Granula auf warmem Zentrat aus der Faulschlammentwässerung herangezogen und dann in ein kaltes Flockenschlammsystem im Hauptstrom mit kurzer Verweilzeit eingeimpft wurden, um dort eine Nitrifikation zu halten, die es sonst nicht aufrechterhalten könnte. Ein sorgfältig ausgearbeitetes Beispiel für die Idee der Bioaugmentation vom Nebenstrom in den Hauptstrom.

Polus, M. & Anielak, A. M. (2017). The use of Archaea in the bioaugmentation of activated sludge as a method for the biological removal of nitrogen compounds. Czasopismo Techniczne 5: 83–95. DOI: 10.4467/2353737XCT.17.072.6429Peer-reviewed

Eine explorative polnische Studie, die Archaea statt der üblichen Bakterien als Impfmaterial für die Bioaugmentation zur biologischen Stickstoffentfernung in Sequencing-Batch-Reaktoren einsetzte. Eine ungewöhnliche Forschungsrichtung und ein einzelnes Ergebnis im kleinen Maßstab, vor allem als Erinnerung daran von Interesse, dass die Wahl des Organismus nicht entschieden ist.

Stenström, F. & la Cour Jansen, J. (2017). Impact on nitrifiers of full-scale bioaugmentation. Water Science & Technology 76(11): 3079–3085. DOI: 10.2166/wst.2017.480Peer-reviewed

Eine großtechnische Bewertung dessen, was ein Bioaugmentationsprogramm tatsächlich mit der nitrifizierenden Population bewirkte — den Organismen, die am häufigsten darüber entscheiden, ob eine Anlage den Ammoniakgrenzwert ihrer Genehmigung einhält. Großtechnische Nitrifikationsdaten dieser Art sind rar, weshalb sich die Übersicht darauf stützt.

Young, B., Delatolla, R., Kennedy, K. & Laflamme, E. et al. (2017). Low temperature MBBR nitrification: Microbiome analysis. Water Research 111: 224–233. DOI: 10.1016/j.watres.2016.12.050Peer-reviewed

Eine Studie an einem Wirbelbett-Biofilmreaktor (MBBR), die die Nitrifikationsleistung bei niedriger Temperatur mit einer Mikrobiomanalyse verbindet und die Stickstoffentfernung bei kaltem Wetter mit der Gemeinschaft des Trägerbiofilms verknüpft. Relevant dafür, wie Systeme mit sessiler Biomasse Nitrifikanten über den Winter erhalten, wenn die Nitrifikation mit suspendierter Biomasse nachlässt.

Figdore, B. A., Winkler, M.-K. H. & Stensel, H. D. (2018). Bioaugmentation with Nitrifying Granules in Low-SRT Flocculent Activated Sludge at Low Temperature. Water Environment Research 90(4): 343–354. DOI: 10.2175/106143017X15054988926488Peer-reviewed

Eine kontrollierte Studie, die nitrifizierende Granula auf warmem Zentrat aus der Faulschlammentwässerung heranzog und sie dann in ein kaltes (12 °C) Belebtschlammsystem mit kurzer Feststoffverweilzeit dosierte, aus dem Nitrifikanten sonst ausgewaschen würden. Sie maß, wie weit die Augmentation die Nitrifikation unterhalb der üblichen Auswaschgrenze aufrechterhalten konnte — direkte Evidenz dazu, ob angeimpfte Organismen sich halten.

Zhang, F., Yang, H., Wang, J. & Liu, Z. et al. (2018). Effect of free ammonia inhibition on NOB activity in high nitrifying performance of sludge. RSC Advances 8(56): 31987–31995. DOI: 10.1039/c8ra06198jPeer-reviewed

Eine Studie, die quantifiziert, wie erhöhtes freies Ammoniak die Aktivität nitritoxidierender Bakterien in einem hochbelasteten nitrifizierenden Schlamm hemmt. Relevant dafür, wie eine partielle Nitrifikation in Richtung Nitrit gesteuert wird, und dafür, warum eine verlässliche Stickstoffumwandlung in einer Lagune auf empfindlichen mikrobiellen Gleichgewichten beruht.

Campolong, C. J. (2019). Bioaugmentation and Retention of Anammox Granules to a Mainstream Deammonification Bio-Oxidation Pilot with a Post Polishing Anoxic Partial Denitrification/Anammox Moving Bed Biofilm Reactor. Master's thesis, Virginia Tech.Hochschulschrift

Eine Masterarbeit an der Virginia Tech, die prüfte, ob in einem Nebenstromreaktor gezüchtete Anammox-Granula in eine Deammonifikations-Pilotanlage im Hauptstrom übertragen und dort zurückgehalten werden können, unterstützt durch einen nachgeschalteten MBBR mit partieller Denitrifikation/Anammox. Als graue Literatur aus einer einzigen Pilotanlage gibt sie Aufschluss darüber, ob angeimpfte Organismen der Stickstoffentfernung sich tatsächlich etablieren und halten.

Johnston, J., LaPara, T. & Behrens, S. (2019). Composition and Dynamics of the Activated Sludge Microbiome during Seasonal Nitrification Failure. Scientific Reports 9(1). DOI: 10.1038/s41598-019-40872-4Peer-reviewed

Eine einjährige molekulare Zeitreihe in drei großtechnischen Reaktoren, die prüfte, ob ein Ausfall der Nitrifikation im Winter mit einer echten Verschiebung in der nitrifizierenden Gemeinschaft einhergeht und nicht bloß mit einer Verlangsamung derselben Organismen. Sie fand Befunde, die die Erklärung durch einen Wandel der Gemeinschaft stützen — ein Hinweis darauf, wann ein erneutes Animpfen helfen könnte.

Van Winckel, T., Vlaeminck, S. E., Al-Omari, A. & Bachmann, B. et al. (2019). Screen versus cyclone for improved capacity and robustness for sidestream and mainstream deammonification. Environmental Science: Water Research & Technology 5(10): 1769–1781. DOI: 10.1039/c9ew00384cPeer-reviewed

Ein Vergleich zweier physikalischer Einrichtungen — Feinsieb gegenüber Hydrozyklon — zum selektiven Rückhalt langsam wachsender Anammox-Granula bei der Deammonifikation im Neben- und Hauptstrom. Oft entscheidet der Rückhalt, nicht das Animpfen, darüber, ob eine Bioaugmentation zur Stickstoffentfernung Bestand hat, und diese Arbeit misst, wie er sich steuern lässt.

Li, J., Feng, L., Biswal, B. K., Chen, G.-H. et al. (2020). Bioaugmentation of marine anammox bacteria (MAB)-based anaerobic ammonia oxidation by adding Fe(III) in saline wastewater treatment under low temperature. Bioresource Technology 295: 122292. DOI: 10.1016/j.biortech.2019.122292Peer-reviewed

Eine Bioaugmentationsstudie im Labormaßstab, bei der marinen Anammox-Bakterien, die salzhaltiges Abwasser bei niedriger Temperatur behandeln, Fe(III) zugesetzt wurde; berichtet werden eine verbesserte Stickstoffentfernung und Verschiebungen in der funktionellen Gemeinschaft. Eine von mehreren Studien zu halophilem Anammox ohne bisherige großtechnische Bestätigung — vielversprechende, aber frühe Evidenz für die Stickstoffbehandlung salzhaltiger Abwässer.

Jauffur, S., Bakhshi, Z. & Frigon, D. (2021). Natural influent bioaugmentation of activated sludge water resource recovery systems: implications for low temperature nitrification and heterotrophic population structures. openRxiv. DOI: 10.1101/2021.10.03.462950Peer-reviewed

Ein Preprint, der argumentiert, dass Abwassersysteme durch eine kontinuierliche niedrige Dosis von mit dem Zulauf eingetragenen Organismen bereits „natürlich bioaugmentiert“ sind, darunter Nitrifikanten, die eine Nitrifikation bei Kälte und kurzer Verweilzeit von selbst wiederherstellen können. Er deutet die gezielte Dosierung als etwas, das diesen stets vorhandenen Hintergrund übertreffen muss. Noch nicht begutachtet.

Manirakiza, B. & Sirotkin, A. C. (2021). Bioaugmentation of nitrifying bacteria in up-flow biological aerated filter's microbial community for wastewater treatment and analysis of its microbial community. Scientific African 14: e00981. DOI: 10.1016/j.sciaf.2021.e00981Peer-reviewed

Eine Bioaugmentationsstudie, bei der nitrifizierende Bakterien in einen aufwärts durchströmten belüfteten Biofilter dosiert wurden; berichtet werden eine verbesserte Stickstoffentfernung sowie eine 16S-Sequenzierung dazu, wie die zugesetzten Organismen die ansässige Gemeinschaft verschoben. Einer der wenigen Versuche mit sessiler Biomasse in der Literatur zur Stickstoffentfernung, im Reaktor- und nicht im Lagunenmaßstab.

Yokota, N., Mineshima, R., Watanabe, Y. & Tokutomi, T. et al. (2021). Startup of pilot-scale single-stage nitrogen removal using anammox and partial nitritation (SNAP) reactor for waste brine treatment using marine anammox bacteria. Journal of Bioscience and Bioengineering 132(5): 505–512. DOI: 10.1016/j.jbiosc.2021.06.013Peer-reviewed

Ein Versuch im Pilotmaßstab zur Inbetriebnahme eines einstufigen Reaktors mit partieller Nitritation/Anammox (SNAP) auf salzhaltiger Abfallsole mit marinen Anammox-Bakterien. Eine der Studien zur salztoleranten Stickstoffentfernung, die die Übersicht als bislang nur im Pilotmaßstab erprobt kennzeichnet, ohne unabhängige großtechnische Bestätigung.

Podmirseg, S. M., Gómez-Brandón, M., Muik, M. & Stres, B. et al. (2022). Microbial response on the first full-scale DEMON® biomass transfer for mainstream deammonification. Water Research 218: 118517. DOI: 10.1016/j.watres.2022.118517Peer-reviewed

Achtzehn Monate Monitoring der ersten großtechnischen DEMON®-Übertragung von Anammox-Granula aus einem Nebenstromreaktor in den Hauptstrom — eines der am besten dokumentierten Bioaugmentationsprogramme für Stickstoff überhaupt. Es zeigte, dass die übertragene Biomasse zurückgehalten und weiter angereichert wurde, wobei die Abtrennung per Hydrozyklon sie im System hielt.

Wang, Q., Kong, J., Liang, J. & Gamal El-Din, M. et al. (2022). Nitrogen removal intensification of aerobic granular sludge through bioaugmentation with “heterotrophic nitrification-aerobic denitrification” consortium during petroleum wastewater treatment. Bioresource Technology 361: 127719. DOI: 10.1016/j.biortech.2022.127719Peer-reviewed

Ein definiertes Konsortium für heterotrophe Nitrifikation und aerobe Denitrifikation wurde in aeroben Granulschlamm zur Behandlung von Erdölabwasser immobilisiert; berichtet werden 92,4 % Ammoniak- und 79,8 % Gesamtstickstoffentfernung. Ein Beispiel im Labormaßstab für eine Bioaugmentation mit Konsortien zur Stickstoffentfernung, mit dem üblichen Vorbehalt, dass die Beständigkeit nach dem Ende der Dosierung die schwierigere Frage ist.

Liu, Y., Zhu, Y., Wu, D., Wang, Z. et al. (2023). Effect of free nitrous acid on nitritation process: Microbial community, inhibitory kinetics, and functional biomarker. Bioresource Technology 371: 128595. DOI: 10.1016/j.biortech.2023.128595Peer-reviewed

Eine mechanistische Studie, die quantifiziert, wie freie salpetrige Säure die Nitritationsgemeinschaft und deren Hemmkinetik umgestaltet, und einen funktionellen Biomarker vorschlägt. Sie liefert Erkenntnisse für den Weg der Stickstoffentfernung über partielle Nitritation, indem sie die Bedingungen kartiert, unter denen Nitritoxidierer zurückgedrängt werden. Prozesschemie im Labormaßstab, kein Feldversuch.

Vilardi, K., Cotto, I., Bachmann, M. & Parsons, M. et al. (2023). Co-Occurrence and Cooperation between Comammox and Anammox Bacteria in a Full-Scale Attached Growth Municipal Wastewater Treatment Process. Environmental Science & Technology 57(12): 5013–5023. DOI: 10.1021/acs.est.2c09223Peer-reviewed

Eine großtechnische molekulare Studie, die dokumentiert, wie Comammox- und Anammox-Organismen in einem kommunalen Behandlungsverfahren mit sessiler Biomasse gemeinsam vorkommen und zusammenarbeiten. Sie verfeinert das Bild der stickstoffumsetzenden Gemeinschaft — relevant dafür, wie Lagunen und andere Systeme Stickstoff umwandeln und verringern.

Wang, J., Yang, L., Zhang, Y. & Zhang, H. et al. (2023). Partial Nitrification Characteristics of an Immobilized Carrier in Municipal Wastewater under Low-Temperature Shock: The Role of the Nitrifying Bacterial Community Structure. Water 15(9): 1714. DOI: 10.3390/w15091714Peer-reviewed

Eine trägerbasierte Studie, die untersucht, wie eine auf einem Trägermaterial immobilisierte Nitrifikantengemeinschaft einem Kälteschock standhält und wie die Struktur der nitrifizierenden Gemeinschaft die partielle Nitrifikation während der Kälte bestimmt. Ein Beleg dafür, dass der Schutz von Nitrifikanten auf einem Träger die Leistung bei kaltem Wetter abpuffern kann.

Zou, J., Zhang, K., Wang, S., Li, M. et al. (2023). The elevation of salinity above 1% deteriorated nitrification performance and reshaped nitrifier community of an MBR: An often overlooked factor in the treatment of high-strength ammonium wastewater. Chemosphere 335: 139072. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.139072Peer-reviewed

Eine MBR-Studie, die zeigt, dass ein Anstieg des Salzgehalts über etwa 1 % die Nitrifikationsleistung verschlechterte und die Nitrifikantengemeinschaft umgestaltete — eine oft übersehene Einschränkung bei der Behandlung hoch ammoniumhaltiger Abwässer. Nützlich, um zu beurteilen, wo der Salzgehalt und nicht die Dosierung die Obergrenze der Stickstoffentfernung setzt.

Deng, J., Kang, D., Zhang, Y. & Chen, B. et al. (2024). Genome-resolved metagenomics reveals the nitrifiers enrichment and species succession in activated sludge under extremely low dissolved oxygen. Water Research 266: 122420. DOI: 10.1016/j.watres.2024.122420Peer-reviewed

Genomaufgelöste Metagenomik, die zeigt, dass nitrifizierende Populationen selbst bei extrem niedrigem gelöstem Sauerstoff (unter 0,1–0,2 mg/L) angereichert werden und ihre Artenzusammensetzung verändern können, während sie weiterhin eine vollständige Nitrifikation erreichen. Ein Beleg dafür, dass die Sauerstoffaffinität von Nitrifikanten stärker ist als einst angenommen — relevant für energiesparende Belüftungsstrategien.

Nguyen Quoc, B., Peng, B., De Clippeleir, H. & Winkler, M. H. (2024). Case study: Bioaugmenting the comammox dominated biomass from B‐stage to enhance nitrification in A‐stage at Blue Plains AWWTP. Water Environment Research 96(3). DOI: 10.1002/wer.11005Peer-reviewed

Eine großtechnische Fallstudie in Blue Plains, bei der über zwei Jahre comammoxreicher Überschussschlamm aus der nitrifizierenden B-Stufe in die A-Stufe zur Kohlenstoffentfernung zurückgeführt wurde. Eine Seite zeigte einen bis zu dreifachen Anstieg der Stickstoffentfernungsrate; die andere reagierte schwach — ein ehrliches Bild einer uneinheitlichen großtechnischen Bioaugmentation.

Shao, Y.-H., Wu, J.-H. & Chen, H.-W. (2024). Comammox Nitrospira cooperate with anammox bacteria in a partial nitritation–anammox membrane bioreactor treating low-strength ammonium wastewater at high loadings. Water Research 257: 121698. DOI: 10.1016/j.watres.2024.121698Peer-reviewed

Eine Membranbioreaktor-Studie, die zeigt, wie vollständig ammoniakoxidierende (Comammox-)Nitrospira zusammen mit Anammox-Bakterien bei hoher Belastung Stickstoff aus schwach ammoniumhaltigem Abwasser entfernen. Teil der Umarbeitung des klassischen zweistufigen Nitrifikationsbildes zu einer verflochteneren Gilde kooperierender Organismen.

Verma, S. & Daverey, A. (2024). Valorization of Dishwashing Scrubber as Biocarrier for the Enrichment of Anammox Bacteria Under Realistic Conditions. Geomicrobiology Journal 41(4): 417–428. DOI: 10.1080/01490451.2023.2218363Peer-reviewed

Testet einen günstigen, zweckentfremdeten Scheuerschwamm als Biofilmträger, um langsam wachsende Anammox-Biomasse unter realistischen Bedingungen zurückzuhalten und anzureichern. Die Arbeit gehört zu den Studien zur Trägerimmobilisierung, die das zentrale Rückhalteproblem angehen: Organismen, die langsamer wachsen, als ein System sie ausspült, können sich als freie Zellen nicht halten.

Wang, W., Jiang, T., Wang, S., Wang, L. et al. (2024). Low alkalinity, free ammonia, and free nitrous acid cooperatively stabilize partial nitrification under excessive aeration condition. Chemosphere 352: 141447. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2024.141447Peer-reviewed

Eine Studie, die zeigt, dass niedrige Alkalinität zusammen mit freiem Ammoniak und freier salpetriger Säure die partielle Nitritation selbst bei übermäßiger Belüftung gemeinsam stabilisieren kann, indem Nitritoxidierer in Schach gehalten werden. Evidenz zur Prozesssteuerung im Labormaßstab für die Lenkung einer verkürzten Stickstoffentfernung, relevant dort, wo Ammoniak und nicht Feststoffe die Genehmigungsauflagen bestimmt.

Liang, W., Li, D., Wang, J. & Li, A. et al. (2025). Mechanistic Insights into the Contrasting Effects of Low DO on Nitrification-Derived N2O Emissions in Comammox Nitrospira- versus AOB-Dominated Sludge. Environmental Science & Technology 59(25): 12730–12741. DOI: 10.1021/acs.est.4c13924Peer-reviewed

Ein mechanistischer Vergleich der Lachgasemissionen (eines starken Treibhausgases) aus Schlamm, der von Comammox-Nitrospira bzw. von Ammoniakoxidierern dominiert wird, bei niedrigem gelöstem Sauerstoff; die beiden Gemeinschaftstypen verhalten sich demnach unterschiedlich. Relevant für die Zielkonflikte bei den Emissionen, wenn die Nitrifikation mit reduzierter Belüftung betrieben wird.

Ran, X., Zhou, M., Wang, T. & Wang, Y. et al. (2025). Exploring the ecological niche of comammox Nitrospira by in-situ enrichment within mainstream nitrification systems. Water Research 283: 123810. DOI: 10.1016/j.watres.2025.123810Peer-reviewed

Mithilfe einer In-situ-Anreicherung verortet diese Arbeit die ökologische Nische vollständig ammoniakoxidierender (Comammox-)Nitrospira unter substrat- und sauerstoffarmen Bedingungen im Hauptstrom, abgegrenzt von der Nische konventioneller Ammoniakoxidierer. Sie präzisiert, welche Organismen des Stickstoffkreislaufs unter gegebenen Betriebsbedingungen dominieren — Kontext für alle, die eine Bioaugmentation mit Nitrifikanten beurteilen.

Tang, P., Hou, L., Yin, M. & Huang, F. et al. (2025). Towards robust partial nitrification in low-ammonia wastewater: Electrospinning nanofiber composite-enhanced hydrogel beads immobilized comammox Nitrospira. Bioresource Technology 429: 132541. DOI: 10.1016/j.biortech.2025.132541Peer-reviewed

Eine trägerbasierte Augmentationsstudie, die Comammox-Nitrospira in Hydrogelkügelchen aus elektrogesponnenen Nanofasern/Polyvinylalkohol–Alginat immobilisiert, um diese langsam wachsenden Organismen zurückzuhalten und die partielle Nitrifikation in ammoniakarmem Abwasser aufrechtzuerhalten. Sie veranschaulicht den Ansatz des physikalischen Rückhalts, der dort eingesetzt wird, wo freie Zellen sonst ausgewaschen würden.

Zulkarnaini, Z., Clariza Bernida, V., Yenni, Y. & Silvia, S. et al. (2025). Development of anammox and AOB biofilm on honeycomb plastic media for application in partial nitritation-anammox reactor. E3S Web of Conferences 677: 08003. DOI: 10.1051/e3sconf/202567708003Peer-reviewed

Ein Konferenzbeitrag zur Kultivierung von Anammox- und ammoniakoxidierendem Biofilm auf wabenförmigen Kunststoffträgern für einen Reaktor mit partieller Nitritation–Anammox. Als frühe Arbeit auf Tagungsbandniveau veranschaulicht er den Trägeransatz, langsam wachsende Stickstofforganismen an Ort und Stelle zu halten, statt sie durch Auswaschung zu verlieren.

Sun, H., Li, J., Peng, Y. & Sun, Z. et al. (2026). Biofilm pre-colonization strengthening: A new strategy for low-inoculum and startup of partial nitritation/anammox process in integrated fixed-film activated sludge systems. Environmental Research 300: 124456. DOI: 10.1016/j.envres.2026.124456Peer-reviewed

Eine neuere Studie, die die Vorbesiedlung von Trägern mit Biofilm als Möglichkeit vorschlägt, den Prozess der partiellen Nitritation/Anammox in Biofilmsystemen aus einer sehr kleinen Impfmenge anzufahren. Sie zielt direkt auf das Rückhalteproblem, das langsam wachsenden Anammox-Organismen anhaftet — wie man sie ohne großes Impfmaterial etabliert.

Stephenson, D. & Stephenson, T. (1992). Bioaugmentation for enhancing biological wastewater treatment. Biotechnology Advances 10(4): 549–559. DOI: 10.1016/0734-9750(92)91452-kPeer-reviewed

Eine frühe Übersichtsarbeit zur Bioaugmentation – der Dosierung ausgewählter Bakterien in ein System –, die das Konzept, seine Versprechen und seine gemischte Bilanz darstellt. Sie formulierte die Fragen zu Überleben und Etablierung, die das Fachgebiet bis heute zu beantworten versucht.

van Limbergen, H., Top, E. M. & Verstraete, W. (1998). Bioaugmentation in activated sludge: current features and future perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology 50(1): 16–23. DOI: 10.1007/s002530051250Peer-reviewed

Unterschied zwischen Augmentation für einen bestimmten Schadstoff und Augmentation allgemeiner Funktionen und stellte zusammen, warum eingebrachte Stämme sich so oft nicht etablieren. Eine nüchterne frühe Bewertung des Ansatzes.

Boon, N., Goris, J., De Vos, P., Verstraete, W. & Top, E. M. (2000). Bioaugmentation of Activated Sludge by an Indigenous 3-Chloroaniline-Degrading Comamonas testosteroni Strain. Applied and Environmental Microbiology 66(7): 2906–2913. DOI: 10.1128/aem.66.7.2906-2913.2000Peer-reviewed

Verfolgte einen fluoreszenzmarkierten Comamonas-Stamm, der in Belebtschlamm dosiert wurde, und zeigte, dass er sich etablieren und einen Zielschadstoff abbauen konnte. Eine methodisch wichtige Demonstration, dass ein eingebrachter Organismus unter den richtigen Bedingungen fortbestehen kann.

Boon, N., Top, E. M., Verstraete, W. & Siciliano, S. D. (2003). Bioaugmentation as a Tool To Protect the Structure and Function of an Activated-Sludge Microbial Community against a 3-Chloroaniline Shock Load. Applied and Environmental Microbiology 69(3): 1511–1520. DOI: 10.1128/aem.69.3.1511-1520.2003Peer-reviewed

Zeigte, dass Bioaugmentation die Kernfunktionen einer Schlammgemeinschaft, einschließlich der Nitrifikation, gegenüber einer toxischen Stoßbelastung schützen konnte. Ein Beleg dafür, dass Animpfen Resilienz hinzufügen kann, nicht nur eine einzelne Abbaufähigkeit.

El Fantroussi, S. & Agathos, S. N. (2005). Is bioaugmentation a feasible strategy for pollutant removal and site remediation?. Current Opinion in Microbiology 8(3): 268–275. DOI: 10.1016/j.mib.2005.04.011Peer-reviewed

Eine bewusst skeptische Übersichtsarbeit, die fragt, ob Bioaugmentation tatsächlich wirkt und unter welchen engen Bedingungen. Ihre ehrliche Abwägung von Erfolgen gegen Misserfolge ist ein Vorbild dafür, wie man Aussagen in dieser Kategorie lesen sollte.

Herrero, M. & Stuckey, D. C. (2015). Bioaugmentation and its application in wastewater treatment: A review. Chemosphere 140: 119–128. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2014.10.033Peer-reviewed

Eine viel zitierte Übersichtsarbeit zu Bioaugmentationsstrategien, zum wiederkehrenden Problem des Überlebens eingebrachter Stämme und zu den Bedingungen, unter denen Augmentation gelingt. Ein moderner Überblick über die Beleglage.

Nzila, A., Razzak, S. A. & Zhu, J. (2016). Bioaugmentation: An Emerging Strategy of Industrial Wastewater Treatment for Reuse and Discharge. International Journal of Environmental Research and Public Health 13(9): 846. DOI: 10.3390/ijerph13090846Peer-reviewed

Eine frei zugängliche (Open-Access-)Übersichtsarbeit zur Bioaugmentation für Industrieabwasser, die darlegt, wo die Dosierung spezifischer Abbauer hilft und wo nicht. Ein frei lesbarer Überblick über die praktischen Grenzen.

Raper, E., Stephenson, T., Anderson, D. R. & Fisher, R. et al. (2018). Industrial wastewater treatment through bioaugmentation. Process Safety and Environmental Protection 118: 178–187. DOI: 10.1016/j.psep.2018.06.035Peer-reviewed

Eine betriebsorientierte Übersichtsarbeit zur Anwendung von Bioaugmentation auf Industrieabwässer – welche Branchen, welche Ziele und die wiederkehrenden Gründe, aus denen Versuche hinter den Erwartungen zurückbleiben. Ergänzt die breiteren Übersichtsarbeiten um den Blick der Praxis auf die Grenzen.

Aldas-Vargas, A., Kers, P. R., Smidt, H. & Rijnaarts, H. H. M. et al. (2024). Bioaugmentation has temporary effect on anaerobic pesticide biodegradation in simulated groundwater systems. Biodegradation 35(3): 281–297. DOI: 10.1007/s10532-023-10039-0Peer-reviewed

Stellte fest, dass der Nutzen der Bioaugmentation nachließ, sobald die zugesetzten Abbauer ausgewaschen waren – die Kurzlebigkeit, die der Dosierung freier Zellen anhaftet. Ein Beleg dafür, warum der Rückhalt und nicht nur die Inokulation darüber entscheidet, ob eine Augmentation von Dauer ist.

Mattingly, A. J., Sorial, G. A., de los Reyes, F. L. & Ducoste, J. J. et al. (2025). Does Continuous Bioaugmentation of Aerated Stabilization Basins Improve Performance? A Field Scale Trial With a Control. Water Environment Research 97(11): e70202. DOI: 10.1002/wer.70202Peer-reviewed

Ein seltener Feldversuch mit kontinuierlicher Bioaugmentation in belüfteten Stabilisierungsbecken, durchgeführt gegen eine Kontrolle – der Vergleich, der den meisten Fallstudien von Anbietern fehlt. Unmittelbar relevant für lagunenartige Systeme und ehrlich in Bezug auf das, was die Kontrolle zeigte.

Cycoń, M. (2026). Bioaugmentation as microbiome engineering: a framework for evaluating functional performance, persistence, and safety. Frontiers in Microbiology 17: 1835468. DOI: 10.3389/fmicb.2026.1835468Peer-reviewed

Deutet Bioaugmentation als Mikrobiom-Engineering neu und schlägt vor, wie sich beurteilen lässt, ob ein zugesetzter Organismus tatsächlich seine Funktion erfüllt, fortbesteht und sicher ist. Die aktuelle Darstellung dessen, warum Inokulation allein selten ausreicht.

Wahalathanthrige, H., Zhang, X., Webb, J. S. & Williams, I. D. (2026). Enhancing bioaugmentation in wastewater treatment: the emerging role of aggregating bacteria as mediators in cell immobilization—review. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology 25(1): 12. DOI: 10.1007/s11157-026-09765-7Peer-reviewed

Argumentiert, dass es an der Forschungsfront der Bioaugmentation ebenso um den Rückhalt geht – zugesetzte Organismen dazu zu bringen, Aggregate zu bilden und zu bleiben – wie um die Inokulation, da freie Zellen ausgewaschen werden. Warum die Zugabe von Mikroben, ohne sie zurückzuhalten, selten von Dauer ist.

Stephenson, D. (1993). Bioaugmentation for the improvement of nitrification in wastewater treatment. Cranfield University (thesis).Hochschulschrift

Eine Abschlussarbeit der Cranfield University (betreut von Tom Stephenson), die ein kommerzielles Nitrifikationsprodukt auf Basis von Nitrosomonas an großtechnischen Tropfkörperanlagen prüfte. Sie fand nur bescheidene Verbesserungen der Ammoniakentfernung – oft im einstelligen Prozentbereich, bis zu etwa 20 % – und kam zu dem Schluss, dass Betriebsparameter wie Belastung, HRT und Schlammalter die Nitrifikation stärker beeinflussten als das Produkt selbst. Ein nützliches skeptisches Gegenbeispiel.

Bokhamy, M., Deront, M., Adler, N. & Peringer, P. (1997). Survie et activité de Comamonas testosteroni dans une population mixte. Water Research 31(11): 2802–2810. DOI: 10.1016/S0043-1354(97)00122-XPeer-reviewed

Eine frühe Studie zum Überleben von Comamonas testosteroni in einer Mischkultur, die den bleibenden Prüfstein jeder Bioaugmentation formulierte: Der eingebrachte Organismus muss sowohl überleben als auch nachweislich seine Abbauaktivität behalten. Wird nach wie vor zitiert, weil sie erklärt, warum angeimpfte Stämme sich so oft nicht etablieren. (Auf Französisch veröffentlicht.)

Oerther, D. B., Danalewich, J., Dulekgurgen, E. & Leveque, E. et al. (1998). Bioaugmentation of sequencing batch reactors for biological phosphorus removal: comparative rRNA sequence analysis and hybridization with oligonucleotide probes. Water Science and Technology 37(4-5): 469–473. DOI: 10.2166/wst.1998.0697Peer-reviewed

Eine frühe Augmentationsstudie zur Phosphorentfernung, die mittels rRNA-Sequenzanalyse und Hybridisierung mit Oligonukleotidsonden prüfte, ob sich zugesetzte Organismen während der Inbetriebnahme eines Sequencing-Batch-Reaktors etablierten. Zitiert im Rahmen der vergleichsweise dünnen, älteren Beleglage zur Phosphor-Bioaugmentation, die hauptsächlich auf solchen molekular verfolgten Arbeiten zur Inbetriebnahme beruht.

Newby, D. T., Gentry, T. J. & Pepper, I. L. (2000). Comparison of 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid Degradation and Plasmid Transfer in Soil Resulting from Bioaugmentation with Two Different pJP4 Donors. Applied and Environmental Microbiology 66(8): 3399–3407. DOI: 10.1128/aem.66.8.3399-3407.2000Peer-reviewed

Eine Bodenstudie, die zwei Donorstämme mit dem katabolen Plasmid pJP4 vergleicht und sowohl den Abbau des Herbizids 2,4-D als auch die Übertragung und das Fortbestehen des Plasmids misst. Relevant dafür, warum genbasierte Augmentation nachlassen kann – das katabole Plasmid geht ohne Selektionsdruck leicht verloren.

Simon, M. A., Bonner, J. S., Page, C. A. & Townsend, R. T. et al. (2004). Evaluation of two commercial bioaugmentation products for enhanced removal of petroleum from a wetland. Ecological Engineering 22(4–5): 263–277. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2004.06.005Peer-reviewed

Eine seltene, unabhängig durchgeführte Feldbewertung, die zwei namentlich genannte kommerzielle Bioaugmentationsprodukte zur Entfernung von Erdöl in einem Feuchtgebiet vergleicht, über 152 Tage mit Versuchsarmen für intrinsischen Abbau, Biostimulation und Bioaugmentation – ein stärkeres Design als die meisten von Anbietern finanzierten Versuche. Aufgenommen, weil sie vermarktete Produkte unter kontrollierten Feldbedingungen prüft.

Dabert, P., Delgenès, J. P. & Godon, J. J. (2005). Monitoring the impact of bioaugmentation on the start up of biological phosphorus removal in a laboratory scale activated sludge ecosystem. Applied Microbiology and Biotechnology 66(5): 575–588. DOI: 10.1007/s00253-004-1726-zPeer-reviewed

Eine mittels rRNA-Hybridisierung verfolgte Studie dazu, ob Bioaugmentation die Inbetriebnahme der biologischen Phosphorentfernung in einem Labor-Belebtschlammsystem beschleunigt. Die Literaturauswertung führt sie als eine der wenigen, überwiegend aus der Mitte der 2000er-Jahre stammenden Phosphorstudien, zu denen seither kein modernes kontrolliertes Gegenstück erschienen ist.

Domde, P., Kapley, A. & Purohit, H. J. (2007). Impact of bioaugmentation with a consortium of bacteria on the remediation of wastewater-containing hydrocarbons. Environmental Science and Pollution Research International 14(1): 7–11. DOI: 10.1065/espr2006.11.358Peer-reviewed

Eine Laborstudie, bei der Reaktoren zur Behandlung kohlenwasserstoffbelasteter Raffinerieabwässer mit einem definierten Bakterienkonsortium bioaugmentiert wurden; berichtet wird eine gegenüber reiner Biostimulation verbesserte CSB-Entfernung, die auf alkanabbauende katabole Gene (alkB) zurückgeführt wird. Ein frühes, kleinmaßstäbliches Beispiel für Konsortium-Bioaugmentation bei Erdölabwässern.

Foxon, K. (2010). Pit latrine additive studies. Water Research Commission (South Africa).Behörde

Eine Präsentation der Pollution Research Group (University of KwaZulu-Natal) zu von der WRC finanzierten Labor- und Feldversuchen mit Zusätzen für Grubenlatrinen, die keinen statistisch signifikanten Effekt auf die Massenverlustraten des Schlamms fanden – dosierte, nur mit Wasser behandelte und unbehandelte Gruben verhielten sich gleich. Ein nüchternes, unabhängiges Gegengewicht zu Werbeaussagen für Zusatzmittel.

Council of Scientific and Industrial Research (2011). A bacterial consortium for the treatment of pulp and paper wastewater. Google Patents.Patent

Ein erteiltes europäisches Patent (Inhaber: der indische CSIR, inzwischen erloschen), das ein aerobes Bakterienkonsortium aus drei Stämmen für Abwasser aus Zellstoff- und Papierfabriken beschreibt und eine Reduktion des CSB um 67–71 % und des BSB um 87–89 % beansprucht. Ein Patentanspruch, keine unabhängige, begutachtete Bestätigung dieser Zahlen.

Indian Oil Corporation Ltd (2012). Bio-augmentation composition and use thereof for improving efficiency of effluent treatment in hydrocarbon processing plant. Google Patents.Patent

Eine Patentanmeldung (Inhaberin: Indian Oil Corporation, Status: erloschen), die ein Bacillus-Konsortium aus fünf Arten zur Verbesserung der Abwasserbehandlung und zur Senkung des Kohlenwasserstoffgehalts in Raffinerieabwasser beansprucht. Ein kommerzieller Anspruch, der eine Formulierung absteckt, kein Beleg dafür, dass sie wie beschrieben wirkt.

Tang, H. L., Xie, Y. F. & Chen, Y.-C. (2012). Use of Bio-Amp, a commercial bio-additive for the treatment of grease trap wastewater containing fat, oil, and grease. Bioresource Technology 124: 52–58. DOI: 10.1016/j.biortech.2012.08.012Peer-reviewed

Eine unabhängige Hochschulstudie, die das namentlich genannte kommerzielle Zusatzmittel Bio-Amp (fünf offengelegte Pseudomonas- und Bacillus-Stämme) an realem Abwasser aus Fettabscheidern prüfte; sie berichtete eine um 40 % verringerte Bildung von FOG-Ablagerungen, wobei auch CSB, Gesamtstickstoff, Gesamtphosphor und Gesamtfettsäuren gesenkt wurden. Ein kurzer Versuch an nur einem Standort.

Fotidis, I. A., Karakashev, D. & Angelidaki, I. (2013). Bioaugmentation with an acetate-oxidising consortium as a tool to tackle ammonia inhibition of anaerobic digestion. Bioresource Technology 146: 57–62. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.07.041Peer-reviewed

Eine Studie zur anaeroben Faulung im Labormaßstab, die zeigt, dass Bioaugmentation mit einem acetatoxidierenden Konsortium dazu beitrug, die Methanproduktion in durch hohe Ammoniakkonzentrationen gehemmten Faulbehältern wiederherzustellen. Ein Beleg dafür, dass zugesetzte Organismen eine bestimmte Prozessstörung abpuffern können, wobei das Fortbestehen über den Versuchszeitraum hinaus nicht verfolgt wurde.

Menashe, O. & Kurzbaum, E. (2014). Small-bioreactor platform technology as a municipal wastewater additive treatment. Water Science and Technology 69(3): 504–510. DOI: 10.2166/wst.2013.709Vom Hersteller veröffentlicht

Eine begutachtete Validierung der Small-Bioreactor-Platform (SBP) – eines makroverkapselten Bioaugmentationsformats –, die eine verbesserte Prozessstabilität mit weniger Schaumbildung und Schlammansammlung berichtet. Von den Urhebern der Technologie verfasst und daher eher als Demonstration des Entwicklers denn als unabhängiger Beleg zu lesen; die Studie selbst fordert breitere Tests.

Zhang, J., Wen, D., Zhao, C. & Tang, X. (2014). Bioaugmentation accelerates the shift of bacterial community structure against shock load: a case study of coking wastewater treatment by zeolite-sequencing batch reactor. Applied Microbiology and Biotechnology 98(2): 863–873. DOI: 10.1007/s00253-013-4848-3Peer-reviewed

Berichtet, dass die Bioaugmentation eines mit Zeolith ergänzten Sequencing-Batch-Reaktors dessen Bakteriengemeinschaft half, sich nach einer toxischen Stoßbelastung mit Kokereiabwasser schneller neu zu strukturieren. Eine von mehreren Labordemonstrationen zur Erholung nach Stoßbelastungen; wie die Literaturauswertung festhält, bietet noch keine eine langfristige, unabhängig replizierte, großtechnische Bestätigung.

Zhou, N. A., Lutovsky, A. C., Andaker, G. L. & Ferguson, J. F. et al. (2014). Kinetics modeling predicts bioaugmentation with Sphingomonad cultures as a viable technology for enhanced pharmaceutical and personal care products removal during wastewater treatment. Bioresource Technology 166: 158–167. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.05.028Peer-reviewed

Eine kinetische Modellierungsstudie, die vorhersagt, dass Bioaugmentation mit Sphingomonaden-Kulturen die Entfernung von Rückständen aus Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten während der Abwasserbehandlung verbessern könnte. Hier zitiert als Beleg dafür, dass zugesetzte Stämme das Spektrum organischer Spurenstoffe erweitern können, die ein biologischer Prozess abbaut.

Gude, V. G. (2015). A New Perspective on Microbiome and Resource Management in Wastewater Systems. Journal of Biotechnology & Biomaterials 5: 184. DOI: 10.4172/2155-952X.1000184Peer-reviewed

Ein Perspektivartikel, der Belebtschlamm und ähnliche technische Systeme als Mikrobiome betrachtet, die sich über das Management von Nischen, Konkurrenten und Fressfeinden – Prozesssteuerung, Trägergestaltung, Beschickungsplanung – steuern lassen statt allein durch die Zugabe von Organismen. Er ordnet Bioaugmentation als eine Stellgröße unter mehreren ein.

SCENIHR, SCHER & SCCS (2015). Final Opinion on Synthetic Biology III: Risks to the environment and biodiversity related to synthetic biology and research priorities in the field of synthetic biology. European Commission.Behörde

Eine wissenschaftliche Stellungnahme der Europäischen Kommission, gemeinsam verabschiedet von ihren drei wissenschaftlichen Ausschüssen für den Nicht-Lebensmittelbereich, zu den Umwelt- und Biodiversitätsrisiken der synthetischen Biologie. Zitiert, weil sie unbeabsichtigte Freisetzung, Persistenz, Invasivität und Gentransfer als allgemeine ökologische Risikofaktoren benennt, die eine Einzelfallbewertung erfordern – der regulatorische Hintergrund für jede gentechnisch veränderte Impfkultur.

Shaker, S., Nemati, A., Montazeri-Najafabady, N. & Mobasher, M. A. et al. (2015). Treating Urban Wastewater: Nutrient Removal by Using Immobilized Green Algae in Batch Cultures. International Journal of Phytoremediation 17(12): 1177–1182. DOI: 10.1080/15226514.2015.1045130Peer-reviewed

Eine Batch-Kultur-Studie, die die Stickstoff- und Phosphorentfernung aus kommunalem Abwasser mithilfe immobilisierter Grünalgen (Chlorella und Chlamydomonas) misst. Aufgenommen als Beispiel für Zellimmobilisierung – die Fixierung eingebrachter Organismen in einer Matrix –, um sie im System zu halten, statt sie durch Auswaschung zu verlieren.

Tang, H. L. & Chen, H. (2015). Nitrification at full-scale municipal wastewater treatment plants: Evaluation of inhibition and bioaugmentation of nitrifiers. Bioresource Technology 190: 76–81. DOI: 10.1016/j.biortech.2015.04.063Peer-reviewed

Eine großtechnische Bewertung an kommunalen Anlagen, die feststellte, dass organischer Kohlenstoff und ein niedriger pH-Wert die Nitrifikation hemmten und dass ein integriertes Verfahren zur Bioaugmentation mit Nitrifikanten aus einem Seitenstrom die Nitrifikationsleistung selbst bei ungünstigem pH-Wert verbesserte. Belege im Feldmaßstab für den Rückhalt von Nitrifikanten durch internen Transfer statt durch Dosierung.

Carlos, F. S., Giovanella, P., Bavaresco, J. & Borges, C. D. S. et al. (2016). A Comparison of Microbial Bioaugmentation and Biostimulation for Hexavalent Chromium Removal from Wastewater. Water, Air, & Soil Pollution 227(6). DOI: 10.1007/s11270-016-2872-5Peer-reviewed

Vergleicht Bioaugmentation direkt mit Biostimulation bei der Entfernung von sechswertigem Chrom – eine der wenigen Studien, die beides sauber trennen. Die Literaturauswertung stützt sich auf sie, um einen kommerziell wichtigen Punkt zu belegen: Ein Teil des Nutzens der „Bioaugmentation“ stammt tatsächlich von den mitzugegebenen Nährstoffen, nicht von den Organismen.

Chong, C. Y. (2016). Microbial consortium for wastewater treatment. Google Patents.Patent

Eine US-Patentanmeldung (inzwischen aufgegeben) für ein flüssiges mikrobielles Konsortium – Hefen mit photosynthetischen und stickstofffixierenden Mikroben –, das laut Anmeldung die organische Fracht aus Fabrikabwasser, kommunalem Abwasser und Abwasser der Lebensmittelverarbeitung entfernen und dabei ölhaltige Biomasse liefern soll. Eine erloschene Anmeldung, die eine Formulierung beschreibt, kein unabhängiger Leistungsnachweis.

Shen, D., Wang, L., He, H. & Wang, M. (2016). Effect of Transient Nicotine Load Shock on the Performance of Pseudomonas sp. HF-1 Bioaugmented Sequencing Batch Reactors. Journal of Chemistry 2016: 4982395. DOI: 10.1155/2016/4982395Peer-reviewed

Eine Laborstudie an mit Pseudomonas sp. HF-1 bioaugmentierten Sequencing-Batch-Reaktoren, die untersucht, wie gut die Reaktoren ihre Leistung während einer vorübergehenden Nikotin-Stoßbelastung hielten. Ein Beispiel für Bioaugmentation zur Stabilisierung eines Behandlungsprozesses während einer toxischen Störung – im Labormaßstab und von kurzer Dauer.

Stenström, F. & la Cour Jansen, J. (2016). Promotion of nitrifiers through side-stream bioaugmentation: a full-scale study. Water Science and Technology 74(7): 1736–1743. DOI: 10.2166/wst.2016.340Peer-reviewed

Eine großtechnische Studie, die zeigt, dass das Animpfen von Belebtschlamm mit in einem Seitenstrom gezüchteter nitrifizierender Biomasse die Nitrifikationskapazität der Anlage erhöhte. Teil der Belege zum Transfer vom Seitenstrom in den Hauptstrom, wonach sich eine Augmentation zur Stickstoffentfernung etablieren kann, wenn die Biomasse physisch zurückgehalten wird.

Tan, W., Huang, C., Chen, C. & Liang, B. et al. (2016). Bioaugmentation of activated sludge with elemental sulfur producing strain Thiopseudomonas denitrificans X2 against nitrate shock load. Bioresource Technology 220: 647–650. DOI: 10.1016/j.biortech.2016.08.093Peer-reviewed

Ein Laborversuch, in dem die Augmentation von Belebtschlamm mit dem Stamm Thiopseudomonas denitrificans X2 dem System half, die Denitrifikation während einer Nitrat-Stoßbelastung aufrechtzuerhalten. Eine kurze Demonstration zur Erholung nach Stoßbelastung im Labormaßstab; das Fortbestehen über das Erholungsfenster hinaus wurde nicht verfolgt.

Town, J. R. & Dumonceaux, T. J. (2016). Laboratory-scale bioaugmentation relieves acetate accumulation and stimulates methane production in stalled anaerobic digesters. Applied Microbiology and Biotechnology 100(2): 1009–1017. DOI: 10.1007/s00253-015-7058-3Peer-reviewed

Eine Laborstudie, die zeigt, dass eine gezielte mikrobielle Zugabe angesammeltes Acetat abbaute und die Methanproduktion in zum Stillstand gekommenen anaeroben Faulbehältern wieder in Gang setzte. Eine saubere Demonstration einer Dosierung, um einen bestimmten blockierten Schritt der Faulung wieder in Gang zu bringen, allerdings im Labormaßstab statt in einer laufenden Anlage.

Wang, S., Yang, Q., Shi, W. & Yu, S. et al. (2016). Nitrifier Augmentation for High Ammonia Nitrogen Removal by Aerobic Granular Sludge at Low Temperatures. CLEAN – Soil, Air, Water 44(5): 525–531. DOI: 10.1002/clen.201400110Peer-reviewed

Prüft die Augmentation von aerobem Granulatschlamm mit Nitrifikanten zur Ammoniakentfernung bei niedriger Temperatur – einer von mehreren Versuchen unter kalten Klimabedingungen in der Literaturauswertung. Relevant, weil das Wachstum von Nitrifikanten stark temperaturabhängig ist, wobei die Studie auch unterstreicht, dass die Ammoniakbehandlung außerhalb einer trockenen, auf Feststoffe ausgerichteten Produktlinie liegt.

Lebiocka, M., Montusiewicz, A. & Cydzik-Kwiatkowska, A. (2018). Effect of Bioaugmentation on Biogas Yields and Kinetics in Anaerobic Digestion of Sewage Sludge. International Journal of Environmental Research and Public Health 15(8): 1717. DOI: 10.3390/ijerph15081717Peer-reviewed

Berichtete, dass die Augmentation der anaeroben Faulung von Klärschlamm mit einer Mischung aus Bakterien und Archaeen den biologischen Abbau auf über 46 % steigerte und die Biogasausbeute verbesserte, mit detaillierter Reaktionskinetik. Eine der besser charakterisierten Demonstrationen dafür, dass Augmentation die Leistung von Faulbehältern beim Abbau organischer Feststoffe steigern kann.

Li, J., Luo, C., Zhang, D. & Song, M. et al. (2018). Autochthonous Bioaugmentation-Modified Bacterial Diversity of Phenanthrene Degraders in PAH-Contaminated Wastewater as Revealed by DNA-Stable Isotope Probing. Environmental Science & Technology 52(5): 2934–2944. DOI: 10.1021/acs.est.7b05646Peer-reviewed

Nutzt DNA-Stable-Isotope-Probing, um zu verfolgen, wie die Wiedereinbringung einheimischer (autochthoner) Phenanthren-Abbauer die Abbauergemeinschaft in PAK-belastetem Abwasser umgestaltet. Sie veranschaulicht sowohl die autochthone Strategie – einheimische Stämme stehen vor einer geringeren Konkurrenzhürde – als auch die Sorgfalt bei der Verfolgung, die die Literaturauswertung sehen will.

Liu, F., Hu, X., Zhao, X. & Guo, H. et al. (2018). Rapid nitrification process upgrade coupled with succession of the microbial community in a full-scale municipal wastewater treatment plant (WWTP). Bioresource Technology 249: 1062–1065. DOI: 10.1016/j.biortech.2017.10.076Peer-reviewed

Eine großtechnische Anlagenstudie, die berichtet, dass die Dosierung einer Nitrifikantenmischung von 1 % die Ammoniakentfernung innerhalb von 25 Tagen auf 94,6 % steigerte, wobei die Umstellung anhand der sich verändernden mikrobiellen Gemeinschaft verfolgt wurde. Zitiert als einer der stärksten Belege dafür, dass Dosierung dort hilft, wo eine nitrifizierende Population tatsächlich fehlt.

Ren, C., Wang, Y., Tian, L. & Chen, M. et al. (2018). Genetic Bioaugmentation of Activated Sludge with Dioxin-Catabolic Plasmids Harbored by Rhodococcus sp. Strain p52. Environmental Science & Technology 52(9): 5339–5348. DOI: 10.1021/acs.est.7b04633Peer-reviewed

Eine Studie zur genetischen Bioaugmentation, in der dioxinabbauende katabole Plasmide über Rhodococcus sp. p52 in Belebtschlamm übertragen wurden. Die Literaturauswertung führt sie unter Plasmidverlust an: Ohne Selektionsdruck verschwindet das katabole Plasmid tendenziell aus der Population – ein eigener Versagensmodus für Ansätze mit technisch eingebrachten Genen.

Sforza, E., Pastore, M., Santeufemia Sanchez, S. & Bertucco, A. (2018). Bioaugmentation as a strategy to enhance nutrient removal: Symbiosis between Chlorella protothecoides and Brevundimonas diminuta. Bioresource Technology Reports 4: 153–158. DOI: 10.1016/j.biteb.2018.10.007Peer-reviewed

Eine Laborstudie zu einer definierten Algen-Bakterien-Paarung – Chlorella protothecoides mit Brevundimonas diminuta –, die prüft, ob die Symbiose die Stickstoff- und Phosphorentfernung aus Abwasser erhöht. Kleinmaßstäbliche Belege dazu, wie gepaarte Organismen die Nährstoffaufnahme verbessern können.

Wang, S., Li, J., Zheng, G. & Du, G. et al. (2018). Bioaugmentation with Mixed Hydrogen-Producing Acetogen Cultures Enhances Methane Production in Molasses Wastewater Treatment. Archaea 2018: 1–10. DOI: 10.1155/2018/4634898Peer-reviewed

Setzt der Vergärung von Melasseabwasser gemischte wasserstoffproduzierende acetogene Kulturen zu und berichtet eine höhere Methanausbeute. Eine Labordemonstration der Bioaugmentation mit Anreicherungskulturen für die anaerobe Vergärung, relevant eher für die Biogasseite als für Lagunenfeststoffe, wobei das Fortbestehen der zugesetzten Kulturen nicht untersucht wurde.

Zhang, S., Sun, X., Wang, X. & Qiu, T. et al. (2018). Bioaugmentation with Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans to enhance nitrate removal in a poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)-supported denitrification reactor. Bioresource Technology 263: 499–507. DOI: 10.1016/j.biortech.2018.04.115Peer-reviewed

Eine Laborstudie, in der die Augmentation eines Denitrifikationsreaktors mit PHBV-Träger mit Diaphorobacter polyhydroxybutyrativorans die Inbetriebnahme der Denitrifikation beschleunigte und die Nitratentfernung gegenüber einer nicht augmentierten Kontrolle verbesserte. Zitiert als Beleg dafür, dass Augmentation am zuverlässigsten hilft, wenn eine benötigte funktionelle Gilde anfangs fehlt.

Poszytek, K., Karczewska-Golec, J., Dziurzynski, M. & Stepkowska-Kowalska, O. et al. (2019). Genome-Wide and Functional View of Proteolytic and Lipolytic Bacteria for Efficient Biogas Production through Enhanced Sewage Sludge Hydrolysis. Molecules 24(14): 2624. DOI: 10.3390/molecules24142624Peer-reviewed

Charakterisierte proteolytische und lipolytische Bakterienstämme auf Genom- und Funktionsebene hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Klärschlamm zu hydrolysieren und die Biogasausbeute zu steigern. Stützt die Auswahl von Augmentationsstämmen für den spezifischen Hydrolyseschritt, der die anaerobe Faulung organischer Feststoffe begrenzt.

Vuković Domanovac, M., Šabić Runjavec, M. & Meštrović, E. (2019). Bioaugmentation effect of Aeromonas hydrophila and Pseudomonas putida on kinetics of activated sludge process in treating pharmaceutical industrial wastewater. Journal of Chemical Technology & Biotechnology 94(8): 2721–2728. DOI: 10.1002/jctb.6085Peer-reviewed

Eine Laborstudie, die misst, wie die Zugabe zweier Bakterienstämme die Kinetik des Belebtschlammverfahrens zur Behandlung von Abwasser der Pharmaindustrie veränderte – vor allem, wie schnell die organische Fracht abgebaut wurde. Eine kinetische Charakterisierung, kein großtechnischer Leistungsversuch.

Yang, Z., Wang, W., Liu, C. & Zhang, R. et al. (2019). Mitigation of ammonia inhibition through bioaugmentation with different microorganisms during anaerobic digestion: Selection of strains and reactor performance evaluation. Water Research 155: 214–224. DOI: 10.1016/j.watres.2019.02.048Peer-reviewed

Untersucht verschiedene Organismen auf ihre Fähigkeit, die Ammoniakhemmung in anaeroben Faulbehältern zu mildern, und bewertet die resultierende Reaktorleistung. Sie gehört zu den Belegen zu Stoßbelastung und Erholung, die die Literaturauswertung durchweg als im Labormaßstab und kurzzeitig einstuft, wobei das Fortbestehen des zugesetzten Organismus über das Erholungsfenster hinaus selten verfolgt wird.

Fan, F., Xu, R., Wang, D. & Meng, F. (2020). Application of activated sludge for odor control in wastewater treatment plants: Approaches, advances and outlooks. Water Research 181: 115915. DOI: 10.1016/j.watres.2020.115915Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit dazu, wie Belebtschlammverfahren zur Behandlung von Geruchsproblemen in Kläranlagen eingesetzt werden, mit einem Überblick über die beteiligten mikrobiellen und technischen Strategien. Sie behandelt das Thema breit, statt herauszuarbeiten, was Bioaugmentation allein beiträgt, und dient hier daher eher als Hintergrund denn als direkter Beleg für Dosierung.

Li, J., Peng, K., Zhang, D. & Luo, C. et al. (2020). Autochthonous bioaugmentation with non-direct degraders: A new strategy to enhance wastewater bioremediation performance. Environment International 136: 105473. DOI: 10.1016/j.envint.2020.105473Peer-reviewed

Stellt autochthone Bioaugmentation mit „non-direct degraders“ vor – die erneute Beimpfung eines Systems mit einheimischen Organismen, die den Abbau des Zielschadstoffs unterstützen, statt ihn direkt abzubauen – als Weg zu einer stabileren biologischen Sanierung von Abwasser. Greift das wiederkehrende Problem auf, dass sich eingebrachte Stämme selten etablieren.

Li, Y., Zhao, J., Achinas, S. & Zhang, Z. et al. (2020). The biomethanation of cow manure in a continuous anaerobic digester can be boosted via a bioaugmentation culture containing Bathyarchaeota. Science of The Total Environment 745: 141042. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.141042Peer-reviewed

Eine Studie, die berichtet, dass die Zugabe einer Bathyarchaeota enthaltenden Kultur die Methanausbeute bei der Vergärung von Kuhmist in einem kontinuierlich betriebenen anaeroben Fermenter erhöhte. Eines der auf Archaeen ausgerichteten Beispiele in der Literatur zur anaeroben Vergärung, in der die Dosierung zur Steigerung der Biogasausbeute zu den besser untersuchten Anwendungen gehört – wenn auch meist im Labormaßstab.

Cayetano, R. D. A., Park, J., Kim, G.-B. & Jung, J.-H. et al. (2021). Enhanced anaerobic digestion of waste-activated sludge via bioaugmentation strategy—Phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states (PICRUSt2) analysis through hydrolytic enzymes and possible linkage to system performance. Bioresource Technology 332: 125014. DOI: 10.1016/j.biortech.2021.125014Peer-reviewed

Eine Laborstudie zur anaeroben Faulung von Überschussschlamm, die berichtet, dass eine Bioaugmentationsstrategie die Aktivität hydrolytischer Enzyme und die Leistung des Faulbehälters steigerte, wobei die Funktion der Gemeinschaft mit PICRUSt2 abgeleitet wurde. Relevant für Betreiber, die abwägen, ob Animpfen den Feststoffabbau und die Biogasausbeute beschleunigt – eine der besser untersuchten Anwendungen der Augmentation.

Duque, A. F., Bessa, V. S., van Dongen, U. & de Kreuk, M. K. et al. (2021). Simultaneous nitrification and phosphate removal by bioaugmented aerobic granules treating a fluoroorganic compound. Water Science and Technology 83(10): 2404–2413. DOI: 10.2166/wst.2021.142Peer-reviewed

Die Bioaugmentation aerober Granulen zum Abbau der fluororganischen Verbindung 2-Fluorphenol entfernte die Zielsubstanz, ohne die gleichzeitige Stickstoff- und Phosphorentfernung zu stören – eine nützliche Demonstration, dass eine auf eine Verbindung ausgerichtete Augmentation die parallel laufenden übrigen Behandlungsprozesse nicht beeinträchtigen muss.

Santhanarajan, A. E., Sul, W.-J., Yoo, K.-J. & Seong, H.-J. et al. (2021). Metagenomic Insight of a Full Scale Eco-Friendly Treatment System of Textile Dye Wastewater Using Bioaugmentation of the Composite Culture CES-1. Microorganisms 9(7): 1503. DOI: 10.3390/microorganisms9071503Peer-reviewed

Eine großtechnische Studie zu Textilfarbstoffabwasser, das mit der Mischkultur CES-1 behandelt wurde, wobei die eingebrachte Gemeinschaft per Metagenomik über 300–531 Tage verfolgt wurde. Bemerkenswert als eine der selteneren großtechnischen Augmentationsstudien mit echtem Langzeitmonitoring statt eines kurzen Laborversuchs.

Uluseker, C., Kaster, K. M., Thorsen, K. & Basiry, D. et al. (2021). A Review on Occurrence and Spread of Antibiotic Resistance in Wastewaters and in Wastewater Treatment Plants: Mechanisms and Perspectives. Frontiers in Microbiology 12. DOI: 10.3389/fmicb.2021.717809Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit dazu, wie Antibiotikaresistenz in Abwasser und Kläranlagen entsteht und sich ausbreitet, einschließlich der Mechanismen des Gentransfers und der Aussichten auf Eindämmung. Eine nützliche Orientierung zur Problematik der Resistenzgene, die Teil der Biosicherheitsbetrachtung jeder Dosierungsstrategie ist.

Ma, H., Zhao, Y., Yang, K. & Wang, Y. et al. (2022). Application oriented bioaugmentation processes: Mechanism, performance improvement and scale-up. Bioresource Technology 344: 126192. DOI: 10.1016/j.biortech.2021.126192Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit zur Bioaugmentation als angewandtem Verfahren – Mechanismus, leistungssteigernde Faktoren und Maßstabsvergrößerung – und die Quelle für die Unterscheidung zwischen der Zugabe lebender Organismen und der Zugabe sich nicht vermehrender Enzyme, deren Wirkung vorübergehend ist und eine kontinuierliche Dosierung erfordert.

Cui, K., Sheng, X., Meng, Q. & Shang, G. et al. (2023). Effects of bioaugmentation on the performance of industrial-scale activated sludge sequencing batch reactor under load shock of heavy oil refinery wastewater. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 1135(1): 012023. DOI: 10.1088/1755-1315/1135/1/012023Peer-reviewed

Ein Konferenzbeitrag über einen Sequencing-Batch-Reaktor im industriellen Maßstab, der eine Dosierzugabe von 0,1 % nutzte, um einem Belebtschlammsystem zu helfen, Stoßbelastungen durch Schwerölraffinerieabwasser zu überstehen. Einer der Fälle zur Erholung nach Stoßbelastungen in größerem Maßstab, wobei nicht verfolgt wurde, ob die zugesetzten Organismen danach fortbestanden.

Dottorini, G., Wágner, D. S., Stokholm-Bjerregaard, M. & Kucheryavskiy, S. et al. (2023). Full-scale activated sludge transplantation reveals a highly resilient community structure. Water Research 229: 119454. DOI: 10.1016/j.watres.2022.119454Peer-reviewed

Eine wegweisende großtechnische Studie, die die gesamte Belebtschlammbiomasse einer Spenderanlage in eine Empfängeranlage übertrug, verfolgt mittels Amplikonsequenzierung. Die ansässige Gemeinschaft erwies sich als äußerst resilient, und die eingebrachten Populationen konnten sich weitgehend nicht dauerhaft etablieren – ein ernüchterndes negatives Ergebnis zur Frage, ob Bioaugmentation im großtechnischen Maßstab mehr leistet als ein gewöhnliches Animpfen mit Biomasse.

Ma, Y., Rui, D., Dong, H. & Zhang, X. et al. (2023). Large-scale comparative analysis reveals different bacterial community structures in full- and lab-scale wastewater treatment bioreactors. Water Research 242: 120222. DOI: 10.1016/j.watres.2023.120222Peer-reviewed

Eine vergleichende Analyse von 966 Belebtschlammproben, die systematische Unterschiede zwischen den Bakteriengemeinschaften großtechnischer Anlagen und von Laboranlagen feststellte. Eine strukturelle Erklärung dafür, warum sich im Labor erzielte Augmentationsergebnisse so oft nicht auf großtechnische Anlagen übertragen lassen – ein Vorbehalt, den man beim Lesen von Anbieterversuchen im Kopf behalten sollte.

Muter, O. (2023). Current Trends in Bioaugmentation Tools for Bioremediation: A Critical Review of Advances and Knowledge Gaps. Microorganisms 11(3): 710. DOI: 10.3390/microorganisms11030710Peer-reviewed

Eine kritische Übersichtsarbeit zu Bioaugmentationswerkzeugen für die biologische Sanierung, die zu dem Schluss kommt, dass kein universeller Mechanismus wirkt, und eine konsequentere Verfolgung dessen fordert, ob eingebrachte Organismen tatsächlich überleben und aktiv bleiben. Eine offene Bestandsaufnahme dessen, was das Fachgebiet noch nicht weiß.

Tian, H., Liu, J., Zhang, Y. & Liu, Q. (2023). Stress response and signalling of a low-temperature bioaugmentation system in decentralized wastewater treatment: Degradation characteristics, community structure, and bioaugmented mechanisms. Journal of Environmental Management 342: 118257. DOI: 10.1016/j.jenvman.2023.118257Peer-reviewed

Prüfte Mischungen effektiver Mikroorganismen für niedrige Temperaturen in der dezentralen Abwasserbehandlung und charakterisierte Abbauleistung, Gemeinschaftsstruktur und Mechanismen der Kälteanpassung. Relevant, weil das Wachstum von Nitrifikanten stark temperaturabhängig ist, was Lagunen in kalten Klimazonen zu einem naheliegenden – wenn auch im großen Maßstab noch unbewiesenen – Ziel für Augmentation macht.

Xiang, Z., Chen, X., Bai, J. & Li, B. et al. (2023). Bioaugmentation performance for moving bed biofilm reactor (MBBR) treating mariculture wastewater by an isolated novel halophilic heterotrophic nitrification aerobic denitrification (HNAD) strain (Zobellella B307). Journal of Environmental Management 325: 116566. DOI: 10.1016/j.jenvman.2022.116566Peer-reviewed

Eine Studie im Labor-/Pilotmaßstab, bei der einem Moving-Bed-Biofilmreaktor zur Behandlung salzhaltigen Marikulturabwassers ein einzelner halophiler Stamm zugesetzt wurde; berichtet wird eine verbesserte Stickstoffentfernung. Die Literaturauswertung führt sie unter den Bioaugmentationsversuchen mit salzhaltigem Industrieabwasser an, die kleinmaßstäblich bleiben und für die keine unabhängige großtechnische Bestätigung gefunden wurde.

Alzahrani, O. M., Aljohny, B. O. & Pugazhendi, A. (2024). Bioaugmentation of halophilic consortium for degradation of 1,4 dioxane (1,4-DE) and treatment of cosmetic industrial wastewater in continuous stirred tank reactor under saline condition. Bioremediation Journal 28(4): 591–600. DOI: 10.1080/10889868.2024.2302997Peer-reviewed

Eine Studie, die den Abbau von 1,4-Dioxan und die Behandlung von Abwasser der Kosmetikindustrie durch ein salztolerantes mikrobielles Konsortium in einem kontinuierlichen Rührkesselreaktor unter salzhaltigen Bedingungen misst. Belege im Labor- und Pilotmaßstab; die Literaturauswertung stellt fest, dass für salzhaltige industrielle Bioaugmentation dieser Art keine unabhängige großtechnische Bestätigung vorliegt.

Lensch, A., Abbas Lindfors, H., Duwenig, E. & Fleischmann, T. et al. (2024). Safety aspects of microorganisms deliberately released into the environment. EFB Bioeconomy Journal 4: 100061. DOI: 10.1016/j.bioeco.2023.100061Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit zur Sicherheitsbewertung absichtlich in die Umwelt freigesetzter Mikroorganismen, die die allgemeinen ökologischen Risikokategorien darlegt – Persistenz, Konkurrenz mit einheimischen Gemeinschaften, Gentransfer und unbeabsichtigte Auswirkungen auf Ökosysteme –, die für Bioaugmentations-Impfkulturen gelten, ob sie gentechnisch verändert sind oder nicht. Nützlicher Hintergrund zur Biosicherheitsdebatte.

Bio Natural Solutions (2025). Specialised bacterial culture products for wastewater treatment. Bio Natural Solutions (product page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Anbieterseite (Bio Natural Solutions), die sporenbildende Bacillus-Kulturprodukte der RoeTech-Reihe für kommunales und industrielles Abwasser vermarktet, beworben zur Reduktion von BSB, FOG und Schlamm. Sie veranschaulicht, wie sehr sich die Branche für die Lagerstabilität auf die Sporenruhe verlässt – ein praktischer Vorteil, der für sich genommen das Auskeimen und Auswachsen in situ nicht sicherstellt. Herstellermarketing, kein unabhängiger Beleg.

BioWorld USA (Advanced BioTech) (2025). Wastewater Treatment for Industrial Operations. BioWorld USA (product page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Produktseite des Herstellers (BioWorld USA, ein Geschäftsbereich von Advanced BioTech), die Bioaugmentationsmischungen vermarktet, die damit beworben werden, Fettstoffe, Fette und organische Feststoffe abzubauen und BSB und TSS in kommunalem und industriellem Abwasser zu senken. Anbietermarketing, kein unabhängiger Beleg – die Aussagen sind die des Unternehmens selbst.

Chemla, Y., Sweeney, C. J., Wozniak, C. A. & Voigt, C. A. (2025). Design and regulation of engineered bacteria for environmental release. Nature Microbiology 10(2): 281–300. DOI: 10.1038/s41564-024-01918-0Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit dazu, wie gentechnisch veränderte Bakterien für die absichtliche Freisetzung in die Umwelt entworfen und reguliert werden, von Strategien zur biologischen Eingrenzung bis zu den maßgeblichen Rechtsrahmen. Hintergrund zu den Hürden bei Biosicherheit und Zulassung, die jeder gentechnisch veränderte Organismus für die Abwasserbehandlung überwinden müsste.

Fan, C., Hou, D., Zhang, L. & Li, C. et al. (2025). Bioaugmentation using HN-AD consortia for high salinity wastewater treatment: Synergistic effects of halotolerant bacteria and nitrogen removal bacteria. Journal of Environmental Management 381: 125355. DOI: 10.1016/j.jenvman.2025.125355Peer-reviewed

Kombinierte halotolerante Stämme mit Bakterien für heterotrophe Nitrifikation/aerobe Denitrifikation zu einem Konsortium für hochsalzhaltiges Abwasser und berichtete eine synergistische Stickstoffentfernung. Zitiert unter den Augmentationsversuchen mit salzhaltigem Industrieabwasser, die die Literaturauswertung als überwiegend im Labor- oder Pilotmaßstab und ohne unabhängige großtechnische Bestätigung einstuft.

Menashe, O. A., Orlofsky, E., Bankowski, P. & Kurzbaum, E. (2025). Winery Wastewater Innovative Biotreatment Using an Immobilized Biomass Reactor Followed by a Sequence Batch Reactor: A Case Study in Australia. Processes 13(5): 1375. DOI: 10.3390/pr13051375Peer-reviewed

Eine Fallstudie zur Behandlung hochbelasteten Weinkellereiabwassers mit einem Reaktor mit immobilisierter Biomasse, gefolgt von einem Sequencing-Batch-Reaktor. Zitiert als Beispiel für den Immobilisierungsansatz – eingebrachte Organismen auf einem Träger zu halten, damit sie der Auswaschung widerstehen –, hier im Demonstrationsmaßstab berichtet.

Sustainability Directory (2025). What Are the Ethical Considerations and Regulatory Hurdles for Releasing Genetically Engineered Microorganisms into Wastewater Treatment Systems?. Sustainability Directory (prism.sustainability-directory.com).Peer-reviewed

Ein allgemeiner Überblick aus einem Web-Nachschlagewerk zu den ethischen und regulatorischen Fragen rund um die Freisetzung gentechnisch veränderter Mikroorganismen in der Abwasserbehandlung. Zusammengefasstes Sekundärmaterial statt Originalforschung oder einer begutachteten Quelle, hier zitiert, um die Hürden bei der Biosicherheit und die von Land zu Land unterschiedlichen regulatorischen Hürden für gentechnisch veränderte Impfkulturen einzuordnen.

Yang, Y., Abdelfattah, A., Jia, H. & Kumar, V. et al. (2025). Enhanced nitrogen removal by Comamonas 110 colonization and bioaugmentation in sequencing batch activated sludge bioreactor. Bioresource Technology 433: 132759. DOI: 10.1016/j.biortech.2025.132759Peer-reviewed

Eine Laborstudie mit einem Sequencing-Batch-Reaktor, in der ein eingebrachter Comamonas-Stamm den Belebtschlamm besiedelte, bis Tag 180 eine relative Abundanz von etwa 15 % erreichte und eine Stickstoffentfernung von rund 44 % aufrechterhielt, wobei das Fortbestehen über mehrere Monate per 16S-rRNA-Sequenzierung verfolgt wurde. Ein Beleg dafür, dass sich ein angeimpfter Stamm etablieren kann, wo er eine leere funktionelle Nische besetzt.

Alipoursarbani, M., Tideman, J., López, M. & Abendroth, C. (2026). Bioaugmentation in anaerobic digesters: a systematic review. Biotechnology for Biofuels and Bioproducts 19(1). DOI: 10.1186/s13068-026-02746-6Peer-reviewed

Eine systematische Übersichtsarbeit zur Bioaugmentation in anaeroben Faulbehältern, die die bakteriellen und archaeellen Strategien in den verschiedenen Phasen der Faulung zusammenführt. Sie spiegelt eine vergleichsweise gut untersuchte Anwendung wider, hält aber fest, dass großtechnische, langfristige, unabhängig replizierte Bestätigungen weiterhin begrenzt sind.

Alkhatib, M. F. R., Nedjai, R., Kabbashi, N. A. & Hamdaqa, N. F. M. (2026). Optimization of fat, oil, and grease (FOG) biodegradation using consortium of bacteria. International Journal of Environmental Science and Technology 23(3). DOI: 10.1007/s13762-025-06948-7Peer-reviewed

Optimiert die Bedingungen, unter denen ein Bakterienkonsortium Fette, Öle und Fettstoffe (FOG) biologisch abbaut. Der FOG-Abbau ist einer der unmittelbarer relevanten Mechanismen für Lagunenfrachten, doch handelt es sich um eine kontrollierte Optimierungsstudie statt um Feldbelege, und die Organismen werden danach nicht weiter verfolgt.

Lerner, A., Lieber, A. D., Nelson-Dooley, C. & Leu, A. et al. (2026). Genetically Modified Microorganisms: Risks and Regulatory Considerations for Human and Environmental Health. Microorganisms 14(2): 467. DOI: 10.3390/microorganisms14020467Peer-reviewed

Ein Überblick über die Risiken und den regulatorischen Flickenteppich rund um gentechnisch veränderte Mikroorganismen, die in die Umwelt freigesetzt werden, mit dem Hinweis, dass es keinen internationalen Konsensmechanismus für die Genehmigung solcher Freisetzungen gibt. Hintergrund für alle, die gentechnisch veränderte Stämme in der Abwasserbehandlung gegen den damit verbundenen Aufwand für Biosicherheit und Rechtskonformität abwägen.

Veolia Water Technologies & Solutions (2026). Bioaugmentation Chemicals. Veolia Water Technologies & Solutions.Vom Hersteller veröffentlicht

Die Produktseite von Veolia für die Bioaugmentationslinie BioPlus, die damit vermarktet wird, mikrobielle Populationen zu stärken und die Entfernung von organischer Fracht und Ammoniak in der biologischen Reinigungsstufe zu verbessern. Herstellermarketing, kein unabhängiger Beleg, und hier nur als Beispiel für das Angebot eines großen kommerziellen Anbieters zitiert.

Wadhawan, G., Aggarwal, D. & Gupta, A. (2026). Immobilized bacterial cell technology for sustainable industrial wastewater treatment: a review. 3 Biotech 16(7). DOI: 10.1007/s13205-026-04898-6Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit zur Technologie immobilisierter Zellen – eingebrachte Organismen werden in Gelen, auf Trägern oder in Biofilmen festgehalten, damit Durchflusssysteme sie nicht einfach ausspülen, bevor sie auf die Abfallstoffe einwirken können. Sie legt dar, warum frei schwebend dosierte Organismen sich so oft nicht etablieren, und welche technischen Mittel dagegen eingesetzt werden.

Yang, X., Li, C., Bai, Z. & Luo, Z. et al. (2026). Operational characteristics and life cycle assessment of full-scale bioaugmented coking wastewater treatment system: Case study in Yunnan, China. Bioresource Technology 458: 135136. DOI: 10.1016/j.biortech.2026.135136Peer-reviewed

Eine der wenigen Studien, die großtechnische Leistungsdaten zur Bioaugmentation mit einer Ökobilanz verbinden und eine Anlage zur Behandlung von Kokereiabwasser in Yunnan (China) mit ihren Kennzahlen zum ökologischen Fußabdruck verknüpfen. Nützlich für die Frage nach langfristigen Kosten und Nachhaltigkeit, wobei sie als sehr junger Einzelfall noch auf unabhängige Replikation wartet.

Advanced BioTech (n.d.). Municipal Wastewater Treatment. Advanced BioTech (product page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Herstellerseite von Advanced BioTech, die deren Bioaugmentationslinie BioWorld für die kommunale Abwasserbehandlung vermarktet, mit behaupteter Reduktion von BSB und Feststoffen, Abbau von Fetten, Ölen und Fettstoffen sowie Schlammreduktion. Anbietermarketing statt unabhängiger Belege – die Aussagen sind die des Unternehmens selbst.

BioWorld (n.d.). BioWorld Wastewater & Odor Treatment (Product Specification Sheet). BioWorld (product specification sheet).Vom Hersteller veröffentlicht

Ein Produktspezifikationsblatt des Herstellers für BioWorld Wastewater & Odor Treatment, das eine Mischung aus Bacillus- und anderen Stämmen mit proprietären „bioenhancement“-Nährstoffen beschreibt, die zum Abbau organischer Abfälle vermarktet wird. Vom Anbieter veröffentlichtes Marketingmaterial, kein unabhängiger Beleg, hier nur als abzuwägende Behauptung aufgeführt.

Hawkins, Inc. (n.d.). Biological Augmentation Wastewater. Hawkins, Inc. (vendor web page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Produktseite eines Anbieters, die Bioaugmentation für kommunales und industrielles Abwasser vermarktet – die Dosierung von Bakterien, Nährstoffen und Biokatalysatoren zum Abbau von FOG und angesammelten Feststoffen in Pumpstationen, Schlammbehältern und Lagunen. Marketingmaterial des Herstellers, kein unabhängiger Beleg; die Aussagen sind die des Unternehmens selbst.

Hydrite Chemical Co. (n.d.). Bioaugmentation Water Treatment Solutions. Hydrite Chemical Co. (vendor web page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Anbieterseite, die „Hydribio“ vermarktet, eine Familie von Bioaugmentationsmischungen für Abwassersysteme, ausgerichtet auf den Abbau von FOG und Kohlenwasserstoffen sowie die BSB-Reduktion in kommunalen Anlagen, Zellstoff- und Papierfabriken und lebensmittelverarbeitenden Betrieben. Herstellermarketing, kein unabhängiger Beleg – die Leistungsdarstellung ist die des Anbieters selbst.

In-Pipe Technology LLC (n.d.). The Science of Plant Operations. In-Pipe Technology (vendor web page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Anbieterseite, die den Ansatz von In-Pipe beschreibt, sporenbildende Bacillus-Bakterien in das Kanalnetz zu dosieren, damit die organische Fracht bereits auf dem Fließweg abgebaut wird, mit einer Fallstudie, die einen um etwa 14 % geringeren Biomasseertrag innerhalb von vier Monaten und einen verringerten Belüftungsbedarf behauptet. Anbietermarketing, kein unabhängiger Beleg.

NCH Asia Pacific (n.d.). BioAmp & FreeFlow Water Treatment Systems. NCH Asia Pacific (product page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Produktseite des Herstellers für das BioAmp/FreeFlow-System von NCH, die die Dosierung lebender Bakterien vor Ort vermarktet – angegeben mit 30 Billionen täglich, mit Reduktionen von 15–50 % bei BSB/CSB und 30–60 % bei FOG sowie geringeren Gebühren für Industrieabwasser. Vom Anbieter veröffentlichtes Marketing, Organismen nicht auf Artebene offengelegt; kein unabhängiger Beleg.

NCH Europe (n.d.). BioAmp 600. NCH Europe (product page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Produktseite des Herstellers für BioAmp 600 von NCH Europe, eine automatisierte Einheit, die Bakterien vor Ort vermehrt und dosiert (beworben mit 30 Billionen täglich), um suspendierte Feststoffe und FOG abzubauen und CSB sowie Gebühren für Industrieabwasser zu senken. Anbietermarketing, Organismen nicht auf Artebene offengelegt; kein unabhängiger Beleg.

Probiotic Solutions (n.d.). Zap. Probiotic Solutions (Bio Huma Netics).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Produktseite (inzwischen mit Fehler 404) für Zap, eines der Bioaugmentationsprodukte für Abwasser von Probiotic Solutions, einer Marke von Bio Huma Netics. In der Literaturauswertung nur als Beispiel für kommerziell vermarktete Bioaugmentationsangebote für kommunale und industrielle Anwendungen genannt; Herstellermarketing, kein unabhängiger Beleg.

ProBiotics Polska (n.d.). ProBio SANIT. ProBiotics Polska (product page).Vom Hersteller veröffentlicht

Eine Herstellerseite für ProBio SANIT, ein Präparat aus effektiven Mikroorganismen (EM), das für Kläranlagen, Sickergruben, Schlammlagunen und Kompostierung vermarktet wird, um den Abbau organischer Substanz zu beschleunigen. Anbietermarketing im typischen Duktus der EM-Zusatzmittel, kein unabhängiger Beleg – die Aussagen sind die des Unternehmens selbst.

US Environmental Protection Agency (n.d.). Bioremediation - overview. US EPA CLU-IN.Peer-reviewed

Eine Referenzseite von US EPA CLU-IN, die in die biologische Sanierung einführt und die Grenze zwischen Bioaugmentation – der Zugabe lebender Organismen – und Biostimulation zieht, die die vorhandene Gemeinschaft mit Nährstoffen versorgt. Hier als Standardquelle für diese Definitionen zitiert, nicht als Beleg für ein bestimmtes Produkt.

Liu, Y. & Tay, J.-H. (2001). Strategy for minimization of excess sludge production from the activated sludge process. Biotechnology Advances 19(2): 97–107. DOI: 10.1016/s0734-9750(00)00066-5Peer-reviewed

Legte die Strategien zur Verringerung der Überschussschlammproduktion einer Belebtschlammanlage dar, ausgehend von den Stoffwechselprinzipien. Eine frühe, ordnende Übersichtsarbeit zum Gebiet der Schlammminimierung.

Wei, Y., van Houten, R. T., Borger, A. R., Eikelboom, D. H. & Fan, Y. (2003). Minimization of excess sludge production for biological wastewater treatment. Water Research 37(18): 4453–4467. DOI: 10.1016/s0043-1354(03)00441-xPeer-reviewed

Die maßgebliche Übersichtsarbeit zu Technologien der Überschussschlammminimierung, über siebenhundertmal zitiert, die die Ansätze nach dem jeweils genutzten biologischen Prinzip einteilt – darunter Lyse, Entkopplung und Prädation. Die Landkarte des gesamten Fachgebiets.

Chen, G.-H., An, A. K., Saby, S. et al. (2003). Possible cause of excess sludge reduction in an oxic-settling-anaerobic activated sludge process (OSA process). Water Research 37(16): 3855–3866. DOI: 10.1016/s0043-1354(03)00331-2Peer-reviewed

Führte den geringeren Schlammertrag der Oxic-Settling-Anaerobic-Konfiguration auf Energieentkopplung zurück, während die Biomasse zwischen anaeroben und aeroben Zonen zirkuliert. Einer der mechanistischen Ankerpunkte der prozessintegrierten Schlammreduktion.

Mahmood, T. & Elliott, A. (2006). A review of secondary sludge reduction technologies for the pulp and paper industry. Water Research 40(11): 2093–2112. DOI: 10.1016/j.watres.2006.04.001Peer-reviewed

Gab einen Überblick über Technologien zur Reduktion von Sekundärschlamm bei Abwasser der Zellstoff- und Papierindustrie und verglich biologische, chemische und physikalische Wege nach Leistung und Kosten. Eine Branchenstudie, die sich sinnvoll auf andere feststoffreiche Abwässer übertragen lässt.

Foladori, P., Andreottola, G. & Ziglio, G. (2010). Sludge Reduction Technologies in Wastewater Treatment Plants. IWA Publishing (book). DOI: 10.2166/9781780401706Peer-reviewed

Ein Referenzband der IWA – ein Buch –, der die Techniken der Schlammreduktion an einem Ort zusammenführt: Prinzipien, Konfigurationen, erreichbare Leistung, Nachteile und Kosten. Die Behandlung des Themas in Buchlänge.

Khursheed, A. & Kazmi, A. A. (2011). Retrospective of ecological approaches to excess sludge reduction. Water Research 45(15): 4287–4310. DOI: 10.1016/j.watres.2011.05.018Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit zu ökologischen Ansätzen der Schlammreduktion – der Verlängerung der Nahrungskette, sodass Prädation und kryptisches Wachstum die Biomasse verbrauchen. Sie erklärt den Mechanismus, durch den eine langlebigere Gemeinschaft weniger Überschussschlamm erzeugt.

Guo, W.-Q., Yang, S.-S., Xiang, W.-S. et al. (2013). Minimization of excess sludge production by in-situ activated sludge treatment processes — A comprehensive review. Biotechnology Advances 31(8): 1386–1396. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2013.06.003Peer-reviewed

Eine umfassende Übersichtsarbeit zu In-situ-Methoden der Überschussschlammminimierung – der Behandlung des Schlamms innerhalb des Prozesses, statt ihn abzutransportieren –, die jede Methode nach Kosten und Nebenwirkungen bewertet. Ein praxisnaher aktueller Stand des Instrumentariums zur Minimierung.

Hao, X.-D., Wang, Q.-L., Zhu, J.-Y. & Van Loosdrecht, M. C. M. (2010). Microbiological Endogenous Processes in Biological Wastewater Treatment Systems. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 40(3): 239–265. DOI: 10.1080/10643380802278901Peer-reviewed

Eine Übersichtsarbeit zum endogenen Zerfall – dem Selbstverbrauch von Biomasse, der einem Großteil dessen zugrunde liegt, was Schlammreduktion mikrobiologisch bedeutet. Der Mechanismus dahinter, warum eine längere Verweilzeit weniger Schlamm ergibt.

Ferrentino, R., Langone, M., Fiori, L. & Andreottola, G. (2023). Full-Scale Sewage Sludge Reduction Technologies: A Review with a Focus on Energy Consumption. Water 15(4): 615. DOI: 10.3390/w15040615Peer-reviewed

Gibt einen Überblick über großtechnische Technologien zur Verringerung der Schlammproduktion und deren Energiekosten. Nützlich, um die biologische Reduktion unter den Alternativen einzuordnen, die ein Betreiber tatsächlich abwägt.

Liu, S., Wu, J., Hu, Z. & Jiang, M. (2023). Changes in microbial community during hydrolyzed sludge reduction. Frontiers in Microbiology 14: 1239218. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1239218Peer-reviewed

Verfolgt, wie sich die Gemeinschaft verschiebt, während Hydrolyse den Schlamm reduziert, und verknüpft die Reduktion mit spezifischen mikrobiellen Veränderungen. Belege zum Mechanismus, nicht nur zum Ergebnis.

Chen, Y., Jiang, X., Yang, M. & Wang, Z. (2025). Biotechnology revival: in situ sludge minimization in wastewater. Frontiers in Microbiology 16: 1603215. DOI: 10.3389/fmicb.2025.1603215Peer-reviewed

Eine neuere Übersichtsarbeit zu In-situ-Ansätzen, um von vornherein weniger Schlamm zu erzeugen, einschließlich der biologischen Wege. Ein aktueller Einstieg in die Literatur zur Schlammminimierung.

Pirt, S. J. (1982). Maintenance energy: a general model for energy-limited and energy-sufficient growth. Archives of Microbiology 133(4): 300–302. DOI: 10.1007/bf00521294Peer-reviewed

Pirts spätere Arbeit, die seine Untersuchungen zur Erhaltungsenergie zu einem allgemeinen Modell für energielimitiertes wie auch energiegesättigtes Wachstum erweitert. Zusammen mit der Arbeit von 1965 bildet sie die Grundlage der Theorie, mit der Verringerungen der Nettoschlammproduktion erklärt und vorhergesagt werden.

Wei, Y., van Houten, R. T., Borger, A. R. & Eikelboom, D. H. et al. (2003). Comparison Performances of Membrane Bioreactor and Conventional Activated Sludge Processes on Sludge Reduction Induced by Oligochaete. Environmental Science & Technology 37(14): 3171–3180. DOI: 10.1021/es026176dPeer-reviewed

Ein Vergleich von Membranbioreaktor- und konventionellen Belebtschlammkonfigurationen für die Schlammreduktion durch aquatische Würmer (Oligochaeten). Die Würmer weiden die biologischen Feststoffe ab; die Studie misst, wie stark jede Konfiguration die Schlammproduktion senkt – Teil der uneinheitlichen Beleglage zu wurmbasierten Ansätzen.

Wei, Y. & Liu, J. (2005). The discharged excess sludge treated by Oligochaeta. Water science and technology : a journal of the International Association on Water Pollution Research 52(10-11): 265–72.Peer-reviewed

Eine frühe Studie zur Behandlung von abgezogenem Überschussschlamm mit aquatischen Würmern (Oligochaeta), die die biologischen Feststoffe verzehren und die zu entsorgende Masse verringern. Einer der grundlegenden Berichte in der Literatur zur Schlammreduktion durch Wurmfraß.

Ratsak, C. H. & Verkuijlen, J. (2006). Sludge Reduction by Predatory Activity of Aquatic Oligochaetes in Wastewater Treatment Plants: Science or Fiction? A Review. Hydrobiologia 564(1): 197–211. DOI: 10.1007/s10750-005-1719-7Peer-reviewed

Eine pointiert skeptische Übersichtsarbeit – ihr Untertitel fragt „Science or Fiction?“ –, die die Belege für die Schlammreduktion durch aquatische Würmer in Kläranlagen hinterfragt. Vielfach als kritischer Maßstab zitiert; die hier vorliegende Literaturauswertung vermerkt, dass ihr Volltext nicht beschafft werden konnte.

An, K. J. & Chen, G. H. (2008). Chemical Oxygen Demand and the Mechanism of Excess Sludge Reduction in an Oxic-Settling-Anaerobic Activated Sludge Process. Journal of Environmental Engineering 134(6): 469–477. DOI: 10.1061/(asce)0733-9372(2008)134:6(469)Peer-reviewed

Eine Untersuchung des Oxic-Settling-Anaerobic-Verfahrens und des Mechanismus hinter seiner verringerten Überschussschlammproduktion anhand von CSB-Bilanzen. Der entscheidende Punkt: Es bildet sich weniger Schlamm, weil der Biomasseertrag künftig sinkt, nicht weil vorhandene Feststoffe zerstört werden – eine wichtige Unterscheidung bei der Beurteilung jeder Aussage zur Schlammreduktion.

Tamis, J., van Schouwenburg, G., Kleerebezem, R. & van Loosdrecht, M. C. M. (2011). A full scale worm reactor for efficient sludge reduction by predation in a wastewater treatment plant. Water Research 45(18): 5916–5924. DOI: 10.1016/j.watres.2011.08.046Peer-reviewed

Der glaubwürdigste großtechnische Beleg für wurmbasierte Schlammreduktion: ein 125-m³-Reaktor, der vier Jahre lang in einer niederländischen Anlage betrieben wurde und in dem aquatische Würmer, die Sekundärschlamm abweideten, die erzeugten Feststoffe verringerten. Berichtet wurden Reduktionen von 30–40 %, in Kombination mit nachgeschalteter Faulung noch höhere.

Zheng, T., Li, P., Wang, Q. & Li, X. et al. (2014). Pilot-scale experiments on brewery wastewater treatment and sludge reduction based on food chain predation. Desalination and Water Treatment: 1–10. DOI: 10.1080/19443994.2014.923334Peer-reviewed

Eine Pilotstudie an Brauereiabwasser mit einem Ansatz der Prädation entlang der Nahrungskette zur Schlammreduktion, bei dem höhere Organismen die biologischen Feststoffe verzehren und die erzeugte Masse verringern. Einer der Versuche im Pilotmaßstab, auf die sich die Argumente für prädationsbasierte Schlammreduktion stützen.

Khursheed, A., Sharma, M. K., Tyagi, V. K. & Khan, A. A. et al. (2015). Specific oxygen uptake rate gradient – Another possible cause of excess sludge reduction in oxic-settling-anaerobic (OSA) process. Chemical Engineering Journal 281: 613–622. DOI: 10.1016/j.cej.2015.06.105Peer-reviewed

Schlägt einen Gradienten der spezifischen Sauerstoffaufnahmerate als weiteren Mechanismus hinter der geringeren Überschussschlammproduktion im Oxic-Settling-Anaerobic-Verfahren (OSA) vor. Ein mechanistischer Beitrag für Betreiber, die OSA-artige Konfigurationen als Möglichkeit zur Verringerung der erzeugten Feststoffmenge abwägen.

Li, L., Tian, Y., Zhang, J. & Zuo, W. et al. (2017). Insight into the roles of worm reactor on wastewater treatment and sludge reduction in anaerobic-anoxic-oxic membrane bioreactor (A2O-MBR): Performance and mechanism. Chemical Engineering Journal 330: 718–726. DOI: 10.1016/j.cej.2017.08.010Peer-reviewed

Eine Pilotstudie zu einem Wurmreaktor, der in einen anaerob-anoxisch-oxischen Membranbioreaktor integriert ist, mit Untersuchung der Reinigungsleistung, der Schlammreduktion und des zugrunde liegenden Mechanismus. Die Würmer verzehren die organischen Feststoffe und senken so die Nettoschlammproduktion – einer von mehreren Wurmreaktorversuchen mit uneinheitlichen Ergebnissen in der Praxis.

Li, Y., Hu, Y., Lan, W. & Yan, J. et al. (2017). Investigation of the accumulation of ash, heavy metals, and polycyclic aromatic hydrocarbons to assess the stability of lysis–cryptic growth sludge reduction in sequencing batch reactor. Environmental Science and Pollution Research 24(31): 24147–24155. DOI: 10.1007/s11356-017-0042-yPeer-reviewed

Eine Studie mit einem Sequencing-Batch-Reaktor zu Lyse und kryptischem Wachstum für die Schlammreduktion, die verfolgt, wie sich Asche, Schwermetalle und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe anreichern, während der organische Anteil abgebaut und zurückgeführt wird. Eine nützliche Prüfung, ob der Ansatz inerte und toxische Rückstände im Laufe der Zeit aufkonzentriert.

Fang, F., Wang, S. N., Li, K. Y. & Dong, J. Y. et al. (2020). Formation of microbial products by activated sludge in the presence of a metabolic uncoupler o-chlorophenol in long-term operated sequencing batch reactors. Journal of Hazardous Materials 384: 121311. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121311Peer-reviewed

Eine Langzeit-Reaktorstudie zur metabolischen Entkopplung – der Dosierung von o-Chlorphenol, sodass die Biomasse Energie verschwenderisch verbraucht und weniger Schlamm erzeugt –, die die dabei entstehenden löslichen mikrobiellen Produkte verfolgt. Sie dokumentiert auch den bekannten Zielkonflikt: Der Schlammertrag sinkt, doch die Stickstoff- und Phosphorentfernung leiden gleichzeitig darunter.

Jiang, C., Peces, M., Andersen, M. H. & Kucheryavskiy, S. et al. (2021). Characterizing the growing microorganisms at species level in 46 anaerobic digesters at Danish wastewater treatment plants: A six-year survey on microbial community structure and key drivers. Water Research 193: 116871. DOI: 10.1016/j.watres.2021.116871Peer-reviewed

Eine sechsjährige Erhebung, die auf Artebene die Organismen charakterisiert, die in 46 dänischen anaeroben Faulbehältern aktiv wachsen, sowie die Bedingungen, die die Gemeinschaft prägen. Nützlich, um zu verstehen, welche Populationen den Abbau organischer Feststoffe antreiben und wie stark diese Gemeinschaft zwischen Anlagen variiert.

Zhang, J., Xu, D., Zhang, G. & Ren, Z. et al. (2021). Critical review on ultrasound lysis-cryptic growth for sludge reduction. Journal of Environmental Chemical Engineering 9(5): 106263. DOI: 10.1016/j.jece.2021.106263Peer-reviewed

Eine kritische Übersichtsarbeit zu ultraschallgestützter Lyse mit kryptischem Wachstum als Weg zur Schlammreduktion, die darlegt, wie Frequenz, Intensität und der pro Zyklus behandelte Anteil das Gleichgewicht zwischen der Desintegration von Feststoffen und dem Netto-Wiederaufwuchs von Biomasse bestimmen. Ein nützlicher Überblick über Mechanismus und Grenzen der Methode.

Zhang, J., Dong, Y., Wang, Q. & Xu, D. et al. (2023). Effects of ultrasonic lysis frequency on sludge lysis-cryptic growth: Sludge reduction, microbial community, and metabolism. Chemical Engineering Journal 469: 144000. DOI: 10.1016/j.cej.2023.144000Peer-reviewed

Eine Studie dazu, wie die Ultraschallfrequenz Lyse und kryptisches Wachstum steuert, wobei ein Teil der Biomasse desintegriert und das freigesetzte Material als Substrat zurückgeführt wird. Sie misst das Gleichgewicht zwischen Feststoffabbau und Wiederaufwuchs sowie die Auswirkungen auf die mikrobielle Gemeinschaft und den Stoffwechsel.

Mannina, G., Cosenza, A., Di Trapani, D. & Gulhan, H. et al. (2024). Reduction of sewage sludge and N2O emissions by an Oxic Settling Anaerobic (OSA) process: The case study of Corleone (Italy) wastewater treatment plant. Science of the Total Environment 906: 167793. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.167793Peer-reviewed

Eine Oxic-Settling-Anaerobic-Studie (OSA) an der Kläranlage Corleone (Italien), die berichtet, dass eine längere Verweilzeit im anaeroben Seitenstrom den beobachteten Schlammertrag senkte, jedoch die Nitrifikation stark verringerte und die Lachgasemissionen erhöhte – ein deutliches Beispiel dafür, dass eine Verringerung des Schlammertrags auf Kosten der Nährstoffentfernung gehen kann.

Mannina, G., Cosenza, A., Di Trapani, D. & Mofatto, P. M. B. (2024). Sludge reduction, nitrous oxide emissions, and phosphorus removal by oxic-settling-anaerobic (OSA) process: the effect of hydraulic retention time. Environmental Science and Pollution Research 31(35): 48484–48496. DOI: 10.1007/s11356-024-34393-5Peer-reviewed

Eine OSA-Pilotanlage mit variierter anaerober Verweilzeit, die berichtet, dass der beobachtete Schlammertrag von 0,58 auf 0,31 g TSS/g CSB sank – die Nitrifikationseffizienz jedoch von 79 % auf 27 % fiel und die Lachgasemissionen stiegen. Eine offene Demonstration dafür, dass eine forcierte Schlammreduktion zulasten der Stickstoffentfernung gehen kann.

Ren, Z., Zhang, J., Zhang, G. & Gao, W. et al. (2024). Comprehensive assessment of the ultrasound lysis–cryptic growth technology for in situ sludge reduction: Mass balance and environmental and economic analyses. Applied Energy 360: 122787. DOI: 10.1016/j.apenergy.2024.122787Peer-reviewed

Eine Massenbilanz-, Umwelt- und Wirtschaftlichkeitsbewertung der Ultraschall-Lyse mit kryptischem Wachstum für die Schlammreduktion vor Ort: Ultraschall bricht einen Teil der Biomasse auf und führt das freigesetzte organische Material als Substrat in den Reaktor zurück, wodurch Feststoffe in Gas und eine kleinere Masse neuer Zellen umgewandelt werden; dabei werden die Zielkonflikte bei Energie und Kosten abgewogen.