UVAS plus sc. Die kontinuierliche Bestimmung der organischen Abwasserbelastung. DOC Sep06. Vorteile. Applikation

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1 Applikation DOC Sep06 UVAS plus sc Die kontinuierliche Bestimmung der organischen Abwasserbelastung Vorteile keine Probenahme verzögerungsfreie Messung ohne Reagenzien wartungsarm betriebszuverlässige Selbstreinigung hohe Verfügbarkeit 5 Jahre Garantie auf Blitzlampe Die UV-Prozess-Sonde UVAS plus sc ist eine patentierte Entwicklung der HACH-LANGE GmbH zur kontinuierlichen Messung der UV-Absorption gelöster organischer Wasserinhaltstoffe nach DIN In der Wasseranalytik ist die rein physikalische Extinktionsmessung eine schnelle, preisgünstige sowie umweltschonende Alternative zur kontinuierlichen DOC/TOC-Messung und CSB-Bestimmung. Durch die direkte Messung vor Ort im MediumWasser selbst werden Fehlermöglichkeiten der Probenaufbereitung vermieden. Der Messwert steht verzögerungsfrei zur Verfügung und kann entweder nach DIN als spektraler Absorptions-Koeffizient (SAK) in m -1 oder nach Ermittlung einer Korrelation in mg/l CSB UV oder in mg/l TOC UV /DOC UV ausgegeben werden.

2 Messprinzip Die Prozess-Sonde UVAS plus sc verfügt über ein Blitzlichtphotometer, dessen Küvette durch einen Spalt im Sondengehäuse gebildet wird. Über die Breite dieses Messspalts wird die UV- Extinktion des Mediums gemessen, das die Sonde umspült. Ein Wischer im Messspalt verhindert eine Verschmutzung der Messfenster. Der Einfluss der Trübung auf die UV-Absorption wird durch eine Referenzmessung kompensiert. Summenparameter Die Parameter CSB, BSB, TOC und auch der SAK erfassen als Summenparameter, eine ganz bestimmte Teilmenge der Wasserfracht, die jedoch nicht vollkommen identisch ist. Während der BSB Stoffgruppen erfasst, die einer mikrobiellen Oxidation zugänglich sind, repräsentiert der CSB Substanzen, die einer chemischen Oxidation zugänglich sind. Demgegenüber stehen der TOC, der jegliche organische Belastung registriert, und der SAK, der solche Stoffe berücksichtigt, die UVStrahlung absorbieren (Abb. 1). Der Anwender muss also entscheiden welchen Summenparameter und welches Messverfahren für seine Anwendung geeignet ist, um aus der Messung einen Nutzen für die Überwachung, Steuerung und Regelung der Abwasserableitung bzw. reinigung zu gewinnen. Abb. 1: Typische Summenparameter Vergleiche zwischen SAK und TOC/CSB Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen belegen die Vergleichbarkeit zwischen dem SAK und dem CSB bzw. TOC. Baumann und Krauth erhalten bei Messungen in der Vorklärung zwischen dem CSB und dem SAK einen Korrelationskoeffizienten von 0,94 bzw. 0,98 [1]. Auch Matsché und Stumwöhrer zeigen, dass die UV-Absorption eine sehr gute Korrelation zum CSB in Abwasserreinigungsanlagen hat [2].

3 Exemplarisch zeigen die Abb. 6 und Abb. 7 Ganglinien des CSB bzw. des TOC gemeinsam mit der des SAK für den Zulauf einer kommunalen Kläranlage und für einen Sammler im Kanalnetz einer Stadt mit hohem industriellen Abwasseranteil. Die Abweichung am ersten Tag in Abb. 7 deutet auf eine hohe Feststoffbelastung hin, die durch eine zusätzliche Feststoffmessung erfasst werden sollte. Abb. 2: Ganglinie des SAK im Zulauf einer Kläranlage bei einer Indirekteinleitung Abb. 3: Ganglinie des SAK im Zulauf einer Kläranlage Optimierung der Abflussvorgänge im Kanal Die Prozess-Sonde UVAS plus sc erlaubt eine direkte Messung der organischen Abwasserbelastung innerhalb des Kanalnetzes und schafft damit die Voraussetzung zur: Quantifizierung von Entlastungsfrachten in den Vorfluter belastungsabhängigen Bewirtschaftung von Regenbecken Nutzung von Stauraum im Kanalnetz für einen Frachtausgleich Indirekteinleiterüberwachung Abb. 4: UV-Prozess- und Trübungssonde Eine entsprechende Messanordnung an einem Regenüberlaufbecken zeigt Abb. 5. Zur Erfassung der nicht gelösten Verunreinigung wird hier zusätzlich die Feststoffsonde SOLITAX eingesetzt.

4 Ermittlung der Abwasserbelastung im Kanal Abb. 5 zeigt die kontinuierlich gemessene Abwasserbelastung an einer Wehranlage im Kanalnetz über einen Zeitraum von 4 Tagen. Die Messung erfolgte mit der UV-Prozess- Sonde UVAS plus sc. Als Maß für den Volumenstrom ist zusätzlich die Überfallhöhe über das Wehr aufgetragen. Vom herrscht Trockenwetterabfluss mit entsprechend ausgeprägten Tagesgängen der Abwasserbelastung und Abwassermenge. Aufgrund eines Regenereignisses kommt es am gegen 12:00 nach einer Trockenwetterperiode zu einem Anstieg des Volumenstroms. Dieser ist zunächst mit einem sprunghaften Anstieg der organischen Abwasserbelastung auf Werte um SAK 120 m 1 verbunden (Spülstoß). Abb. 5: Verlauf der Abwasserbelastung und der Überfallhöhe bei Regenwetter Die anschließende Verdünnung des Schmutzwassers mit Regenwasser führt zu geringen Abwasserbelastungen, die selbst im Auslauf einer Kläranlage nur selten anzutreffen sind (SAK 10 m 1 entsprechend CSB 20 mg/l). Ähnliche Verdünnungseffekte treten auch an den darauffolgenden Tagen auf. Aufgrund der vorhergehenden Regenereignisse bleiben Spülstöße jedoch aus. Die hier beobachteten Umstände zeigen, dass es sinnvoll sein kann, stark verdünntes Mischwasser nicht über die Kläranlage zu leiten, sondern es direkt abzuschlagen. Zur Führung des Abwasserreinigungsprozesses ist die Kenntnis der Abwasserbelastung von besonderer Bedeutung. Die UV- Prozess-Sonde UVAS plus sc ermöglicht es. Überwachung des Kläranlagenzulaufs Abb. 6 zeigt einen Belastungsstoß im Zulauf einer Kläranlage, der zu einer Grenzwertüberschreitung des CSB im Kläranlagenablauf führte. Da der Vorgang von einer UV-Prozess-Sonde dokumentiert wurde, war es möglich, die Ursache dieser Überschreitung zu ermitteln. Abb. 6: Ganglinie des SAK im Zulauf einer Kläranlage bei einer Indirekteinleitung

5 Dosierung der Zentratwässer Abb. 7 zeigt den Verlauf der organischen Belastung im Zulauf einer kommunalen Kläranlage. Die Zugabe der Prozesswässer ist an den Belastungsspitzen erkennbar, die künftig dadurch vermieden werden, dass nur während der belastungsschwachen Zeiten gezielt zudosiert wird. Abb. 7: Ganglinie des SAK im Zulauf einer Kläranlage Überwachung des Kläranlagenablaufs Auch im Kläranlagenablauf bietet die UVAS plus sc eine kostengünstige Möglichkeit zur lückenlosen Dokumentation der organischen Abwasserbelastung. Exemplarisch zeigt Abb. 8 die Ganglinie im Auslauf einer Kläranlage. Die UVAS plus sc erlaubt feinste Differenzierungen im Bereich von ca mg/l CSB. Abb. 8: Ganglinie des SAK im Ablauf einer Kläranlage+ Literatur [1] Baumann, P., Krauth, K.: Vergleichende Untersuchung zur Bestimmung der organischen Belastung im Abwasser; Bericht des Inst. für Siedlungswasserbau, Wassergüte und Abfallwirtschaft der Universität Stuttgart (1994) [2] Matsché, N., Sturmwöhrer, K.: CSB-Bestimmung durch UV- Absorption Special I 137 (1996), S

6 HACH LANGE GMBH Willstätterstraße 11 D Düsseldorf Tel. +49 (0) Fax +49 (0) DR. BRUNO LANGE GES. MBH Industriestraße 12 A-3200 Obergrafendorf Tel. +43 (0) Fax +43 (0) DR. BRUNO LANGE AG Juchstrasse 1 CH-8604 Hegnau Tel. +41 (0) Fax +41 (0) info@hach-lange.ch