Was ware die biologische Abwasserreinigung ohne Mikroorganismen? Die Ant­ wort auf diese Frage ist zweifellos trivial. Nicht trivial ist aber die Antwort auf die Ab­ Frage nach den Mikroorganismen selbst, die in Anlagen zur biologischen wasserreinigung tatig werden und uns helfen, die Qualitat unserer Grund- und Oberflachengewasser zu verbessern und langfristig auf einem hohen Niveau zu halten. Ober ein Jahrhundert hinweg haben sich Wissenschaftler und Praktiker bemiiht, die Artenzusammensetzung mikrobieller Lebensgemeinschaften in ihrer Abhangigkeit von den vorherrschenden Milieufaktoren erkennen und ver­ stehen zu lernen. Erst in jiingster Zeit gelingt uns aber ein vertiefter Einblick in die Welt der Belebtschlammflocken und BiofIlme. Neue Analysentechniken und neue Auswertemethoden haben dazu beigetragen, daB heute mehr Licht in das Dunkel der "black box" eindringen kann. Die Entwicklung der biologischen Abwasserreinigung befindet sich an einer Erkenntnisschwelle. Die Belebtschlammflocke hat ihren Namen deshalb erhalten, weil beim Blick durch das Mikroskop sich auch dem ungeiibten Betrachter ein vielfaltiges und bewegtes Treiben eroffnet. Belebtschlamm lebt. Ober Jahrzehnte hinweg standen die Protozoen und niederen Metazoen im Belebtschlamm und Tropfkorper­ rasen denn auch im Zentrum des Interesses. Verteilung und Haufigkeit des Vorkommens einzelner Leitorganismen wurden gem essen und in Beziehung zu den ProzeBbedingungen gebracht, unter denen die biologische Abwasser­ reinigungsanlage betrieben wurde. Daraus entwickelten sich die Empfehlungen und Vorschriften, die bis heute fur den Bau und Betrieb biologischer Klaran­ lagen maBgebend sind.

InhaltsangabeI Abwasserreinigungsanlagen als aquatisches Biotop.- 1 Mikrobiologie und Ökologie - Was haben sie der Abwassertechnik zu bieten?.- 1.1 Mikrobielle Lebensgemeinschaften in Abwasser.- 1.2 Abwasserreinigung früher und heute.- 1.3 Aktuelle Probleme in der biologischen Abwasserreinigung.- 1.3.1 Nitrifikation.- 1.3.2 Denitrifikation.- 1.3.3 Biologische Phosphorelimination.- 1.3.4 Absetzverhalten des Schlammes.- 1.4 Aktuelle mikrobiologische und ökologische Fragestellungen in der biologischen Abwasserreinigung.- Literatur.- 2 Wechselbeziehungen Bakterien-Protozoen. Ein Beitrag zur ökosystemaren Betrachtungsweise der biologischen Abwasserreinigung.- 2.1 Biologische Abwasserreinigung auf vorwiegend empirischen Grundlagen.- 2.2 Die reduktionistische "black box"-Betrachtungsweise.- 2.3 Die ökosystemare Betrachtungsweise der biologischen Abwasserreinigung.- 2.4 Vorkommen der Protozoen.- 2.5 Der direkte Beitrag der Protozoen zur biologischen Abwasserreinigung.- 2.6 Wechselbeziehungen innerhalb der Lebensgemeinschaft.- 2.7 Einfluß des Bakterienfraßes auf bakterielle Stoffumsetzungen.- 2.8 Einfluß der Protozoen auf die Zusammensetzung der bakteriellen Lebensgemeinschaften.- 2.9 Beteiligung der Protozoen bei der Flockenbildung.- 2.10 Zusammenfassung und Ausblick.- Literatur.- 3 Ökologie mikrobieller Biofilme.- 3.1 Einführung.- 3.2 Relevanz mikrobieller Biofilme.- 3.3 Mikrobielle Besiedlung von Partikeln.- 3.4 Schlüsselfunktionen extrazellulärer polymerer Substanzen.- 3.5 Mikrobielle Populationen und Prozesse in Biofilmen.- 3.5.1 Struktur mikrobieller Biofilme.- 3.5.2 Community-Metabolismus.- 3.5.3 Stratifikation mikrobieller Substratumsätze.- 3.6 Ausblick.- Literatur.- II Den Organismen und Populationsstrukturen abwasserbürtiger Biozönosen auf der Spur.- 4 Klassische Methoden zur Charakterisierung von Abwasserbakterien - Grenzen und Möglichkeiten.- 4.1 Ökologische Aspekte der Abwasserreinigung.- 4.2 Die Rolle der Taxonomie bei der Bestimmung von Struktur und Funktion mikrobieller Lebensgemeinschaften im Abwasser.- 4.3 Isolation und Kultivierung aerober und fakultativ anaerober Abwasserbakterien.- 4.4 Klassische Methoden zur Charakterisierung und Identifizierung von Abwasserbakterien.- 4.4.1 Grundlegende Vorgehensweisen und Verfahren.- 4.4.2 Numerische Verfahren, kommerziell erhältliche Identifizierungssysteme.- 4.4.3 Automatisierte Identifizierung aerober und fakultativ anaerober Abwasserbakterien mittels physiologisch-biochemischer Tests.- 4.4.4 Zusammensetzung der isolierbaren Biozönose einer Kläranlage mit biologischer Phosphorelimination.- 4.4.4.1 Struktur der isolierbaren aeroben und fakultativ anaeroben Lebensgemeinschaft.- 4.4.4.2 Funktion der isolierbaren aeroben und fakultativ anaeroben Lebensgemeinschaft mit Bezug auf die biologische Phosphorelimination.- 4.5 Zusammenfassung und Ausblick.- Literatur.- 5 Hyphomicrobium spp; im Klärwerk und im abwasserbelasteten Gewässer.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Taxonomie.- 5.3 Die Bakteriengattung Hyphomicrobium.- 5.4 Vorkommen und Häufigkeit von Hyphomicrobium spp. im Klärwerk und im Gewässer.- 5.5 Schlußfolgerungen für die Praxis.- Literatur.- 6 Durchflußzytometrische Untersuchung von Belebtschlamm mit rRNA-gerichteten Oligonucleotidsonden.- 6.1 Einleitung.- 6.1.1 Identifizierung von Mikroorganismen durch rRNA-gerichtete Hybridisierungssonden.- 6.1.2 Durchflußzytometrie.- 6.2 Methodik.- 6.2.1 Probenaufbereitung.- 6.2.2 Fluoreszente, in-situ-Hybridisierung und DNA-Färbung.- 6.2.3 Durchflußzytometrische Analyse.- 6.3 Anwendungsbeispiel.- 6.3.1 Relative Häufigkeit phylogenetischer Gruppen.- 6.3.2 Abschätzung von Zellgröße, Ribosomen-und DNA-Gehalt.- 6.4 Möglichkeiten und Grenzen der Methode.- Literatur.- 7 Die Anwendung von in-situ-Hybridisierungssonden zur Aufklärung von Struktur und Dynamik der mikrobiellen Biozönosen in der Abwasserreinigung.- 7.1 Einleitung.- 7.2 In-situ-Hybridisierung von Belebtschlamm mit rRNA-gerichteten Oligonucleotidsonden.- 7.2.1 Gruppenspezifische Oligonucleotidsonden.- 7.2.2