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Prozessanalytik

TOC-Prozessanalytik zum Schutz von Kläranlagen

| Autor / Redakteur: Sascha Hupach / Dr. Jörg Kempf

Moderne Online-Prozessanalysatoren wie der TOC-4200 von Shimadzu überwachen stetig den Abwasserstrom. Neben dem TOC-Wert lässt sich auch der gesamt gebundene Stickstoff (TNb) bestimmen.
Moderne Online-Prozessanalysatoren wie der TOC-4200 von Shimadzu überwachen stetig den Abwasserstrom. Neben dem TOC-Wert lässt sich auch der gesamt gebundene Stickstoff (TNb) bestimmen. (Bild: Shimadzu)

Zahlreiche Branchen benötigen Unmengen an frischem Wasser und produzieren jede Menge Abwasser. Dieses wird gereinigt und z.B. in Flüsse geleitet, um es dem Wasserkreislauf wieder zuzuführen. Doch wie wird dessen Qualität effizient im Prozess überwacht? Und wie schützt man die Mikroorganismen in der Kläranlage? Hier finden Sie Antworten.

Ganz gleich wie viele unterschiedliche Reinigungsstufen in einer Kläranlage zur Verfügung stehen, eines ist entscheidend: Der Schutz der Anlage vor Funktionsstörungen durch schädigendes Abwasser. Denn gerade die Mikroorganismen der biologischen Reinigungsstufe können empfindlich reagieren, wenn Wasser mit zu hohen Schadstofffrachten in die Kläranlage gelangt. Das gilt für kommunale Kläranlagen genauso wie für industrielle. Für solche Überwachungen stehen verschiedene Parameter zur Verfügung, etwa der CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) oder der BSB5 (biologischer Sauerstoffbedarf nach fünf Tagen).

Um eine Anlage engmaschig zu kontrollieren und vor Schäden zu schützen, muss man aber Untersuchungsparameter nutzen, die einfach und vor allem schnell zu untersuchen sind. Hier eignet sich besonders der Summenparameter TOC (Total Organic Carbon). Die Bestimmung dauert nur wenige Minuten und lässt sich auch online sehr gut umsetzen. Das bedeutet, dass ein autarker Analysator in kurzen Zeitintervallen automatisch Proben entnimmt, vorbereitet und analysiert. Nach der Analyse wird das Ergebnis automatisch an eine Leitwarte weitergeleitet, von der aus die Anlage überwacht wird.

Bei der TOC-Analyse wird ein Aliquot der Probe auf einen heißen Katalysator injiziert. Dabei werden alle organischen Komponenten zu CO2 oxidiert und mittels Trägergas zu einem NDIR-Detektor (Non-Dispersive Infrared) geleitet, der das CO2 detektiert. Um störende anorganische Kohlenstoffverbindungen, wie Carbonate oder Hydrogencarbonate, aus dem Wasser zu eliminieren, wird die Probe zumeist vor der Injektion auf den Katalysator angesäuert und ausgegast. Hierbei werden die Carbonate und Hydrogencarbonate zu CO2 umgesetzt und ausgetrieben.

Der TOC-4200 von Shimadzu ist ein solcher TOC-Prozess-Analysator. Er wird direkt mit einem Abwasserstrom verbunden. Dazu stehen unterschiedliche Probenehmer zur Verfügung, die für die verschiedenen Probenzusammensetzungen geeignet sind. Für die Probenahme von Abwasser ist zu bedenken, dass Feststoffpartikel im Wasser enthalten sind, die vor der Messung entweder herausgefiltert werden oder zur Analyse homogenisiert werden müssen.

Der TOC-Analysator muss sich an den Prozess und an die jeweiligen Gegebenheiten anpassen, nicht umgekehrt. Mehr auf der nächsten Seite ...

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