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03| 2016

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Special Trink-,

Special Trink-, Messtechnik Prozess- & Analyse & Abwasser Wartungsarme und zuverlässige Online-TOC-Messungen im Ablauf Der Summenparameter TOC (Total Organic Carbon) genießt in der Wasser- und Abwasseranalytik einen hohen Stellenwert. Er gibt die Summe des gesamten organischen Kohlenstoffs in einer Wasserprobe an und ist das Maß für die organische Verunreinigung derselben. Die zuverlässige und genaue TOC-Überwachung macht es Anlagenbetreibern möglich, rechtzeitige Entscheidungen zum Schutz ihrer Anlage zu treffen, Grenzwerte sicher einzuhalten und Ausfallzeiten zu vermeiden. Im Verbandsklärwerk Erdinger Moos wird hierzu eine Online-TOC-Messung gemäß ISO-CEN EN 1484 der Hach Lange GmbH, Düsseldorf, erfolgreich eingesetzt. Das Verbandsklärwerk Erdinger Moos (Bild 1) wurde im Jahr 1982 erbaut und 1992 durch eine dritte Reinigungsstufe erweitert. Die Anlage ist insgesamt für 320 000 Einwohnerwerte (EW) ausgelegt, wobei die tatsächliche Belastung an kommunalem Abwasser im Mittel bei 150 000 EW liegt. Neben kommunalen Abwässern behandelt sie kohlenstoffreiches Abwasser aus der Flugzeugenteisung des Flughafens München, bei welcher glykolhaltige Enteisungsmittel zum Einsatz kommen. Um der hierdurch bedingten saisonalen Veränderung der Abwasserzusammensetzung Rechnung zu tragen, werden je nach Witterung bereits im Oktober oder November verschiedene Parameter in der biologischen Reinigungsstufe der Anla- ge angepasst – zum Beispiel die Erhöhung des Trockensubstanz-Gehaltes oder die Erweiterung der belüfteten Zone. Aufbau der Kläranlage Insgesamt klärt die Anlage im bayerischen Eitting rund 11 Mio. m 3 Abwasser pro Jahr, das Abwasser des Flughafens eingeschlossen. Nach Rechen, Sandfang, Fettabscheider und einer zweistraßigen Vorklärung durchläuft es die Belebung, welche aus insgesamt acht Becken besteht, die in drei Gruppen betrieben werden. Am Übergang zur Nachklärung erfolgt die chemische Phosphateliminierung durch Dosierung eines Fällmittels aus Eisen- und Aluminiumsalzen. Das behandelte Abwasser wird vor der Einleitung in den Vorfluter durch einen aus zwölf Zellen bestehenden Sandfilter geleitet. Dabei werden Schwebstoffe, die in den Nachklärbecken nicht zurückgehalten wurden, ausgefiltert. Nach der Sandfiltration durchfließt das Wasser zur Endkontrolle eine Messstation (Bild 2) und wird abschließend in den Mittleren Isarkanal eingeleitet. In der Messstation wird neben Phosphat (Phosphax Sigma), Ammonium (Amtax inter2), Nitrat (Nitratax clear sc) und anderen Parametern, kontinuierlich der TOC-Wert des geklärten Abwassers gemessen. Der anfallende Überschussschlamm wird nach maschineller Eindickung auf einem Bandeindicker in zwei Faulbehältern anaerob stabilisiert, anschließend durch zwei Zentrifugen entwässert und in der Verbrennung entsorgt. Online-TOC-Messung Gemäß der bayerischen Eigenüberwachungsverordnung muss im Ablauf von Kläranlagen ≥100 000 EW kontinuierlich der TOC-Gehalt überwacht werden. Da ein Teil des organisch gebundenen Kohlenstoffs in ungelöster Form vorliegt, erfordert die Messung der TOC-Konzentration die Einbeziehung eines repräsentativen Feststoffanteils, Bild 1: Klärwerk Erdinger Moos. 16 UmweltMagazin März 2016

RessourceneffizMesstechnik & AnalysenSpecial wobei die Homogenisierung der Probe gemäß ISO-CEN EN 1484 durch einen Ultraschall-Aufschluss erfolgen muss. Die Analyse einer filtrierten oder sedimentierten Probe würde zu falschen Messergebnissen führen. Bis zum Jahr 2013 wurde der TOC-Gehalt des Wassers im Ablauf der Anlage Erdinger Moos mit dem Toctax TOC- Analysator von Hach Lange in Verbindung mit dem Ultraschall-Homogenisierer Sigmatax gemessen. Diese robuste und pflegeleichte, aber in die Jahre gekommene Gerätekombination wurde Ende 2013 durch den Online-TOC-Analysator Biotector B3500s und den Homogenisierer Sigmatax 2 des Düsseldorfer Unternehmens für Wasseranalytik ersetzt. Nach einer Probeinstallation, bei der die Messdaten des Biotector B3500s (Bild 3) über einen Zeitraum von vier Wochen mit Labormesswerten und den Messwerten des Vorläufergerätes verglichen wurden, ging das System nahtlos in den Dauerbetrieb über. Abbildung 3 zeigt die Ergebnisse der stündlich durchgeführten Online-Messung im Zeitraum 6. November bis zum 23. Dezember 2015 im Vergleich zu den Labormessungen an einer Zwei-Stunden- Mischprobe. Hierbei ist eine relativ konstante Differenz von etwa 2 mg/l TOC zwischen Labor- und Onlinemesswerten zu erkennen. Grundursache hierfür ist das harte Wasser im Einzugsbereich der Verbandskläranlage Erdinger Moos – Wasser, welches eine hohe Konzentration an anorganischem Kohlenstoff (TIC, Total Inorganic Carbon = gesamter anorganischer Kohlenstoff) aufweist. Das Trinkwasser im Einzugsbereich hat einen Härtegrad von 18°dH, was etwa 38 mg/l TIC entspricht. Bei jeder TOC-Bestimmung muss vor der eigentlichen Messung der anorganische Kohlenstoff durch eine Säurebehandlung und ein Austreiben des entstehenden Kohlendioxids entfernt werden. Bei dem eingesetzten Labortest ist entweder die verwendete Menge an Säure beziehungsweise die Einwirkzeit nicht ausreichend, um den anorganischem Kohlenstoff vollständig zu entfernen. Hierdurch ergibt sich ein gegenüber dem Online-Messwert erhöhter Wert, der darauf beruht, dass im Labor neben dem vorhandenen TOC auch noch ein Anteil des TIC mitgemessen wird, während der TIC bei der Online-Messung vollständig entfernt wird. Bild 2: Ansicht Messraum (v.l.n.r.): Sigmatax 2, Biotector B3500s, Phosphax Sigma, Sigmatax und Amtax inter2. TOC [mg / L] 14 12 10 8 6 4 2 0 02.11.2015 12.11.2015 22.11.2015 02.12.2015 12.12.2015 22.12.2015 01.01.2016 Der Biotector B3500s arbeitet mit einer Zwei-Stufen-Oxidationstechnologie (Two-Stage Advanced Oxidation – TSAO) für maximale Zuverlässigkeit, Laufzeit und Genauigkeit. Diese wurde ursprünglich für den für TOC-Messungen im Rohabwasser entwickelten Biotector B7000 entwickelt und hat sich hier unter härtesten Bedingungen bewährt. Am Gerät sind nur halbjährlich vorbeugende Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen notwendig, welche auf Wunsch durch den technischen Support von Hach sichergestellt werden. Die Reagenzien müssen nur einmal im Jahr aufgefüllt werden, was den Wartungsaufwand und die Betriebskos- TOC Datum Labor Online Bild 3: Online TOC-Messwerte des B3500s mit Labor-Vergleichsmessungen. Die Differenz ergibt sich durch das unvollständige Entfernen des anorganischen Kohlenstoffs beim Labortest. Bilder: Verbandsklärwerk Erdinger Moos ten auf ein Minimum reduziert. Die Kombination aus dem bewährten Homogenisierer, welcher eine repräsentative Probennahme garantiert, und dem B3500s mit seiner hohen Verlässlichkeit und Genauigkeit, liefert DIN-konforme TOC-Messwerte für die Kläranlage und die überwachende Behörde. Auch die hohe Genauigkeit durch großes Probenvolumen, der minimaler Wartungsaufwand sowie die geringe Reagenzienkosten machen die Kombination zum idealen Toctax-Nachfolger. Frank Hayn, Laborleiter Verbandsklärwerk Erdinger Moos, Hayn@azv-em.de und Andreas Schroers, Marketing Manager, Hach Lange, andreas.schroers@hach.com UmweltMagazin März 2016 17

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