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Online-Analytik Online-Analytik überwacht Prozesswässer im Chempark Krefeld-Uerdingen

Autor / Redakteur: Sascha Hupach / Jörg Kempf

Die chemische Industrie benötigt große Mengen an Wasser – als Kühlmittel, Edukt oder Reinigungsmittel. Dementsprechend fallen auch große Mengen an Abwässern an. In den jeweiligen Kläranlagen gewinnt Online-Analytik immer mehr an Bedeutung.

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Eines der rund 40 Online-TOC-Analysengeräte, die rund um die Uhr die Abwässer des Chempark Krefeld-Uerdingen überwachen.
Eines der rund 40 Online-TOC-Analysengeräte, die rund um die Uhr die Abwässer des Chempark Krefeld-Uerdingen überwachen.
( Bild: Shimadzu )

In einem Chemiepark laufen Kläranlagen in der Regel rund um die Uhr. Das stellt hohe Anforderungen an die Überwachung der Abwässer und somit auch an den Schutz der Anlagen. Zum einen ist es wichtig, die ankommenden Wässer zu analysieren, um die Kläranlage zu steuern und die Funktion nicht zu gefährden. Zu hohe Frachten könnten der biologischen Behandlungsstufe Schaden zufügen. Zum anderen lassen sich über die ankommenden Frachten Gebühren für die einzelnen Abwassererzeuger berechnen. Auch das behandelte Abwasser muss stetig kontrolliert werden. Denn erst wenn die zulässigen Einleiterwerte erreicht sind, darf das Abwasser zurückfließen.

In der modernen prozessbegleitenden Analytik gewinnen daher Online-Messverfahren gegenüber der klassischen Laboranalytik zunehmend an Bedeutung. Die Laboranalytik ermöglicht zwar eine vollständige Analyse aller gewünschten Parameter, doch ist diese umfassende Analytik oft sehr zeitintensiv und die Produktion muss unter Umständen auf die Ergebnisse des Labors warten. Bei der Überwachung von Prozesswässern in der chemischen Industrie bedient man sich daher mehr und mehr der Online-Analytik. Die Messgeräte sind direkt im Prozessstrom eingebunden und messen kontinuierlich.

TOC-Bestimmung in kurzer Zeit

Einer der zentralen chemischen summarischen Kenngrößen für Online-Überwachungen ist der TOC (total organic carbon / Gesamter organischer Kohlenstoff). Er ist das Maß an organischer Verunreinigung bzw. organischen Bestandteilen in seiner Matrix.

Gerade in der Prozessüberwachung ist es wichtig, schnelle, kontinuierliche und aussagekräftige Informationen über die organische Belastung von Wässern zu erhalten. Je nach Fragestellung wird hier der TOC (inklusvie aller Partikel), der DOC (gelöster Kohlenstoff) oder der ausblasbare oder nichtausblasbare Kohlenstoff (POC oder NPOC) bestimmt. Neben der großen Aussagekraft des TOC bringt der Summenparameter noch weitere Vorteile mit sich. Die Bestimmung des TOC gelingt in kurzer Zeit, sodass die Betreiber schnell und zeitnah auf etwaige Veränderungen reagieren können.

Im Chempark Krefeld-Uerdingen obliegt diese Aufgabe Currenta, dem Manager und Betreiber des Chemieparks. Currenta wiederum beauftragt die Abteilung für Prozessanalysentechnik (PAT) der Bayer Technology Services (BTS) mit der analytischen Prozesskontrolle. Gemeinsam betreuen Currenta und BTS 1400 Messstellen an wichtigen Knotenpunkten des Chemparks. Darüber hinaus bietet die PAT für Fremdfirmen komplette Lösungen für die Anlagen- und Abwasserüberwachung an. Dazu werden beispielsweise Analysencontainer individuell nach Anforderung des Kunden ausgerüstet und appliziert.

Der Weg zum richtigen Gerät

Für die Online-Überwachung werden robuste und zuverlässige Analysengeräte benötigt. Bereits Ende der 80er Jahre hat der Hersteller von Analysegeräten Shimadzu gemeinsam mit der PAT einen Online-TOC entwickelt. Dafür wurden die ersten Geräte im Abwasserbereich getestet. 1995 entstanden hieraus die ersten TOC-4000-Modelle für den Prozesseinsatz. Eine besondere Herausforderung in der Online-TOC-Messung ist die Probennahme. Obwohl in den 80er Jahren noch der DOC routinemäßig gemessen wurde, musste für die Bestimmung des TOC (also inklusive aller auch ungelösten Partikel) die Probennahmetechnik verändert werden.

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