Banner

Anwendungen

pH-Wert und gelöster Sauerstoff im Abwasser-Belebungsbecken

Veröffentlicht von Sabrina Mesters-Wöll am 20.01.2021 09:20:00

137531061_mEines der Hauptziele in der Behandlung von kommunalen, landwirtschaftlichen und industriellen Abwässern ist der Abbau von organischen Stoffen und Stickstoffverbindungen. Dies wird durch eine Kombination von mechanischen, biologischen und chemischen Reinigungsstufen erreicht. 

Der größte Teil der Stickstoffumwandlung findet im Belebungsbecken statt, wo stickstoffreiches Abwasser einer Reihe von oxidativ-reduktiven Prozessen unterzogen wird. Diese Prozesse nutzen Mikroben zum Abbau und zur Umwandlung von organischem Stickstoff. Bei der sogenannten Nitrifikation werden die Stickstoffverbindungen in Ammonium, dann in Nitrit und schließlich in Nitrat umgewandelt. Bei der späteren Denitrifikation wird Nitrat unter anaeroben Bedingungen zu gasförmigem Stickstoff abgebaut, der in die Luft abgegeben wird. Da Nitrifikation und Denitrifikation mikrobiell getriebene Prozesse sind, ist die Überwachung der Bedingungen im Belebungsbecken entscheidend für die Aufrechterhaltung einer gesunden Mikrobenpopulation und die Beurteilung der Behandlungseffizienz. Um sicherzustellen, dass optimale Sauerstoffwerte für die Nitrifikation gegeben sind, wird dem Belebungsbecken Sauerstoff durch Belüftung zugeführt. Um die anoxischen Verhältnisse zu erhalten, die für die Denitrifikation notwendig sind, wird die Belüftung in den meisten Anlagen für einen gesteuerten Zeitraum ausgesetzt. Betrieb und Steuerung der Belüftungspumpen sind kostspielig, so dass der Reinigungsstufe im Belebungsbecken den teuersten Schritt im Abwasserreinigungsprozess darstellt.

Die beiden wichtigsten Parameter für ideale Bedingungen im Belebungsbecken sind der pH-Wert und der gelöste Sauerstoff. Der pH-Wert des Belebungsbeckens sollte zwischen 6,5-8,5 liegen, um Stress für die Mikroorganismen zu vermeiden und deren optimale biologische Aktivität zu gewährleisten. Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Belebungsbecken sollte für eine effektive Behandlung bei 1-3 mg/L gehalten werden. Niedrigere Sauerstoffwerte führen zum Absterben der mikrobiellen Biomasse, deren Wiederherstellung zeit- und kostenintensiv ist. Sauerstoffwerte über 3 mg/L sind durch die hohen Kosten der Belüftung als ineffizient anzusehen. Außerdem fördern zu hohe Sauerstoffwerte das Wachstum unerwünschter Konkurrenzkeime, was die nützlichen Bakterien verdrängen und deren Entwicklung hemmen könnte.

HI98494_angle-lay-720x720-7d94bd5c-478c-4e4e-a5e3-4f20fe4078a2In vielen Kläranlagen werden der pH-Wert und der gelöste Sauerstoff während des Betriebs kontinuierlich mit Prozessreglern kontrolliert, welche die Belüftungspumpen steuern. Es sind jedoch auch Stichprobenmessungen direkt im Becken notwendig, um die Messungen der Prozessgeräte zu validieren. Für diese Messung von pH-Wert und gelöstem Sauerstoff vor Ort im Belebungsbecken ist ein mobiles Messgerät empfehlenswert. Das HI98494 von Hanna Instruments ist für diesen Anwendungszweck geradezu prädestiniert. Das HI98494 ist ein wasserdichtes, tragbares Multiparameter-Messgerät mit der Multisensorsonde für pH-Wert, Redoxpotential, Leitfähigkeit und gelösten Sauerstoff HI7698449. Dabei verfügt die Sonde über den wartungsarmen optischen Sauerstoffsensor opdo™ zur physikalischen Lumineszenz-Sauerstoffmessung.

 

HI7698494-probe_extremeangleopdo™ steht für „optical dissolved oxygen“. Der Sensor misst den gelösten Sauerstoffbedarf in einem Bereich von 0,00 bis 50 mg/L und 0,0 bis 500,0% Sättigung, den barometrischen Luftdruck von 420 bis 850 mmHg und die Temperatur in einem Bereich zwischen -5,0 und 50,0°C. Grundlage der Sauerstoffmessung ist bei diesem Sensor die Detektion der Fluoreszenzabnahme eines speziellen Leuchtmittels in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration nach Anregung durch einen blauen LED-Lichtstrahl. Der Luminophor ist in der Sensorkappe auf einer transparenten Trägeroberfläche verbaut. Gemessen wird das zeitliche Abklingverhalten nach Anregung in Bezug auf eine Referenz-LED. Dieses steht im direkten Zusammenhang mit der Sauerstoffkonzentration an der Trägeroberfläche. Diese innovative Technologie hat klare Vorteile gegenüber dem klassischen, potentiometrischen Messverfahren mit Clark-Sensoren. Die Sauerstoffmessung ist mit diesem Gerät besonders schnell und effektiv. Es ist keinerlei Sensorvorbereitung (wie z.B. Polarisation) und kein Mindestdurchfluss nötig.

Aus den gemeHI98494-LCD-12Parassenen Werten werden Widerstand, Salinität und Seewasser-σ, berechnet. Das hintergrundbeleuchtete Display kann 1 bis 12 Parameter gleichzeitig anzeigen. Bei pH-, EC- und Sauerstoffmessungen werden Temperaturschwankungen automatisch kompensiert. Bei Messungen des gelösten Sauerstoffs werden zusätzlich barometrischer Druck und Salzgehalt kompensiert. Die Messdaten können selbstverständlich gespeichert, mit Anmerkungen versehen und auf einen PC übertragen werden.

HI98494_Probe-Connection-720x720-ce21ab1b-d058-49b3-aed5-c83d62fab3e4Die Multiparametersonde wird über einen Quick-Connect-Anschluss unkompliziert mit dem Gerät verbunden. Die Sonden-Edelstahlkappe schützt die Sensoren, besonders in verschmutztem Wasser. Sie ist gewichtet und stellt so ein unproblematisches Versenken im Becken sicher. Die Sonde ist mit verschiedenen Kabellängen (bis zu 40 m) erhältlich, so dass Messungen in verschiedenen Tiefen vorgenommen werden können.

HI98494-samplingAls besonderes Highlight ist das Gerät mit der Bluetooth®-Technologie ausgestattet. Mit Hilfe der kostenfrei erhältlichen Hanna Lab App können Daten auf einem Smartgerät angesehen, heruntergeladen oder per E-Mail versendet werden. So können Werte schnell an das Labor oder die Steuerungszentrale weitergeleitet und Prozesse rechtzeitig auf die Messwerte eingestellt werden.

All diese Eigenschaften machen das HI98494 zu einem Messgerät, das sich für die Stichprobennahme in der Kläranlage optimal eignet – nicht nur im Belebungsbecken, sondern auf der gesamten Abwasserstrecke, sei es im Bypass, in den Klärungsstufen oder während der Faulung.

Mehr zum HI98494 erfahren Sie in unserem Shop!

Das HI98494 im WebShop ansehen!

Themen: Lab App, pH-Wert, Multiparametrie, Wasser, Umwelt, pH-Meter, Redoxpotential, Bluetooth, Temperatur, Ammonium, Sauerstoff, Salzgehalt, Nitrat, Abwasser, Nitrit, Stickstoffverbindungen

Abonnieren Sie E-Mail-Updates zu diesem Blog