CSB Analytik Uwe Neuffer

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1 CSB Analytik Uwe Neuffer

2 Mindestanforderungen Abwasser CSB Für Direkteinleiter in ein Gewässer bestehen je nach Abwasserherkunft unterschiedliche Mindestanforderungen Abwasserverordnung Anhang 1 Kommunales Abwasser Proben nach Größenklassen der Abwasserbehandlungsanlagen.docx 2

3 Kosten CSB Abwasserabgabe Eine Schadeinheit (SE) entspricht 50 Kilogramm Sauerstoff Fällig wird die Abgabe bei einer CSB Konzentration > 20 mg/l O2 Bzw. einer Jahresmenge von 250 Kilogramm Sauerstoff Eine Schadeinheit kostet 35,79 Im Jahr 2012 wurden in Deutschland Millionen Kubikmeter Abwasser biologisch gereinigt und anschliessend in ein Gewässer eingeleitet Der CSB Anteil darin entspricht 8 Millionen SE 3

4 CSB Probenvorbereitung Homogenisierung Ist die gleichmäßige Verteilung von ungelösten Inhaltsstoffen in einer Probe Es gibt verschiedene Homogenisierungstechniken Schütteln (bis 5 l), Magnetrührer, Aufschlaggerät, Ultraschallbad oder -sonde... Die Auswahl richtet sich nach Ausgangsvolumen, Zusammensetzung der Probe, Größe, Art und Menge der Partikel und den zu bestimmenden Parametern Das Homogenisieren von Proben vor der Analyse ist eine entscheidende Voraussetzung für Richtigkeit und Präzision des Ergebnisses 4

5 CSB Probenvorbereitung Proben mit feinen Partikeln, die sich rasch absetzen Einsatz des Magnetrührers Rührfrequenz ist so zu wählen, dass sich ein Trichter bildet, der etwa 10% der Flüssigkeitshöhe beträgt; das Analysevolumen wird unter Rühren abpipettiert Proben mit grobem Feststoffanteil (Fasern, große Flocken...) Einsatz des Aufschlaggerätes Die Probe wird eine dem Volumen angemessenen Zeit homogenisiert, z. B. 500 ml bei min Sekunden Einsatz des Magnetrührers (s.o. Rührfrequenz ist so zu wählen, dass sich ein Trichter bildet, der etwa 10% der Flüssigkeitshöhe beträgt; das Analysevolumen wird unter Rühren abpipettiert) 5

6 Was ist CSB Chemischer Sauerstoffbedarf Organische Verbindungen sollen in ihrer Wirkungsweise erfasst werden (Wieviel Sauerstoff wird benötigt um diese zu CO2 zu oxidieren). Ergebnisangabe deshalb als mg/l O waren 40 Millionen C-Verbindungen bekannt (und die Verhalten sich gegenüber Oxidationsmitteln alle unterschiedlich) D.h. für die Analytik: Die Randbedingungen sind für das Ergebnis entscheidend 6

7 Was ist CSB Randbedingungen laut DIN H 41 (muß für AbWaG und AbWVo gemacht werden) Oxidationmittel Chrom VI (Bestimmte Konzentration) Katalysator Silber (Silbersulfat) Da Chlorid stört: Zugabe von Quecksilbersulfat um Störungen durch Chlorid zu vermeiden Temperatur :148 C +/- 3 C Aufschlusszeit :110 Minuten (+ 10 Minuten Aufheizzeit) 7

8 Was ist CSB DIN H 41 Messbereich mg/l O2 Bei höheren Konzentrationen muß die Probe vor dem Aufschluß verdünnt werden Konzentrationen < 15 mg/l können nach DIN H 41 nicht bestimmt werden Den Anforderungen dieser DIN entspricht am ehesten der LCK 614 Konzentration des Chrom VI fast gleich. Aufschluß im LT200 bei Temperatur :148 C +/- 3 C Aufschlusszeit :110 Minuten (+ 10 Minuten Aufheizzeit) 8

9 Handhabung CSB KüvettentestsTests Küvetten nach dem Aufschluß heiß schwenken Beim Arbeiten mit HT200 S : Ab 80 C Abkühltemperatur kann der HT200S geöffnet werden. Dann die Küvetten 1-2 mal kurz schwenken und zum Abkühlen zurück in denthermostaten stellen. Beim Arbeiten mit dem LT200: Unmittelbar nach dem Ende des Aufschlusses die Küvetten 1 2 mal schwenken und abkühlen lassen. (Ausserhalb des LT 200) Waren die Küvetten nach dem Aufschluß in den Thermostaten nach dem Aufschluß nicht geschwenkt?? Kalte Küvetten vorsichtig hin und her bewegen Keine Schlieren sichtbar.. Alles ok Sichtbare Schlieren durch leichtes bewegen der Küvette beseitigen 9

10 Was ist CSB HT200S vs LT200 CSB Ergebnisse nach dem Aufschluß im LT200/HT200S sind nicht unbedingt identisch. Schwer abbaubare C- Verbindungen werden nach dem Aufschluß im HT evtl. nicht komplett erfasst. In realen Proben von kommunalen Kläranlagen (Zulauf- Ablaufproben) sind diese Verbindungen allerdings nur in sehr kleinen Anteilen enthalten. 10

11 Was ist CSB HT200S vs LT200 Optionen für den Kunden wenn die CSB Ergebnisse nach Kochen im LT200/HT200S nicht vergleichbar sind? Vergrößern der Aufschlußzeit im HT200S auf 30 Minuten. Sollte reichen da eine Erhöhung der Aufschlußtemperatur um 10 C eine Verdoppelung der Reaktiongeschwindigkeit bedeutet. Wenn also statt 148 C (LT200) bei 170 C (HT200S) gekocht wird: 4-fache Reaktionsgeschwindigkeit : Statt 120 Minuten im LT :4 30 Minuten Aufschlußzeit. 11

12 Was ist CSB DIN H 45 Einige wenige Randbedingungen sind definiert (Wellenlänge Meßbereich Temperatur) Die Tests LCI 400/500 entsprechen dieser DIN Keine Akzeptanz wenn Messungen für AbWaG und AbwVo vorgeschrieben sind Vorteil für Kunden : Kleiner Streuungen da Nulllösung angesetzt wird Nachteil für Kunden : Selbst Herstellen einer Nulllösug Geht nur mit CSB freiem Wasser. Hat der Kunde nicht unbedingt verfügbar Aufschluß dauert 120 Minuten Höhere Kosten für den Kunden ( 4,38 /Best vs 3,59 LCK) Die LCI 500/400 entsprechen den LCK 314/114 von der Oxidationsstärke _AD_400_H_Druckf_burgund.pdf 12

13 CSB Ergebnisse LCK im Vergleich zur DIN H 41 Ringversuchsergebnisse (Teilnahme verpflichtend für akkreditierte Labore) luerv40_gesamt.pdf (Teilnehmer akkreditierte Labors) karv2017.pdf (Teilnehmer Anwender mit Betriebsanalytischen Methoden) Für beide Ringversuche identische Designs (Probenart/Zusammensetzung/Probenvorbereitung etc) 13

14 CSB Ergebnisse LCK im Vergleich zur DIN H 41 Zum Bestehen des Ringversuches nötig (Anforderung aus den realen Ergebnissen) DIN Labore (CSB in mg/l O2) 34 mg/l O2 +/- 7 mg/l O2 47 mg/l O2 +/- 7 mg/l O2 Für Teilnehmer mit Küvettentests (CSB in mg/l O2) 26 mg/l O2 +/- 4 mg/l O2 42 mg/l O2 +/-5 mg/l O2 Erfolgreich jeweils ca 90% der Teilnehmer 14

15 Was bedeutet 1 mg/l O2 CSB für die AbWaG Beispiel EGW KA Wassermenge m3/a (200 l/ew) 1mg/l CSB = 800 kg/l CSB/a 50 kg= 1 Schadeinheit 800 kg/a = 16 Schadeinheit 1 Schadeinheit kostet 35,79 1mg/l O2 CSB mehr kosteten dann 573 Abwasserabgabe Im reduzierten Satz dann 287 Abwasserabgebe Für kleiner/größere Anlagen ist der Abgabesatz entsprechend zu rechnen. 15

16 Spektraler Absorptionskoeffizient SAK 254 Messung der Lichtschwächung bei 254 nm (UV Bereich) Kompensation der Trübung bei 550 nm 16

17 SAK 254 nm Was wird erfasst C-C Doppelbindungen C-C Dreifachbindungen C-C konjugierte Doppelbindungen ( Benzolringe ) 17

18 SAK 254 nm Was wird nicht erfasst Kohlenwasserstoffe Alkohole 18

19 Korrelation SAK zu CSB/BSB/TOC Gute Korrelation möglich wenn SAK Wert ausreichend hoch. Abwasserzusammensetzung stabil bleibt. Trübung nicht allzu hoch ist. 19