Laboruntersuchungen in der ARA Untermarch


Betriebslabor 1973 - 2016 ---
Nach 43 Jahren Betriebslabor im 1. Untergeschoss auf der Nordseite.
Beziehen wir das neue Betriebslabor im 1. Obergeschoss auf der Südseite des sanierten Betriebsgebäudes im März 2016.

Laborkorpus Ostseite im Labor Kapelle mit Glühofen, Feuchtebestimmer und Trocknungsofen Sicht Richtung Ostseite Korpus Ost- und Westseite Sicht Richtung Südseite Laborkorpus Westseite im Labor

Laborkorpus Ostseite im Betriebslabor
vor dem Einrichten und Inbetriebnahme
am 10.02.2016

Kapelle mit Glühofen, Feuchtebestimmer
und Trocknungsofen Sicht Richtung Ostseite
am 26.04.2016

Laborkorpus Ost- und Westseite
Gesammtansicht Richtung Südseite
am 10.02.2016

Laborkorpus Westseite im Betriebslabor
vor dem Einrichten und Inbetriebnahme
am 10.02.2016

Wozu ein betriebseigenes Labor

Unsere Aufgabe und unser Ziel ist es, mit genormten Verfahren die gesetzlichen Vorgaben, das Gewässerschutzgesetz einzuhalten. Für die einwandfreie Betreibung der Abwasserreinigung in der ARA Untermarch ist es unerlässlich die Funktionen der Reinigungsleistungen zu kontrollieren. Anhand der im Labor gemessenen Werte ist gewährleistet dass die automatisch ablaufenden Prozesse kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Unser Betrieb verfügt über die nötige Infrastruktur um die nötige Abwasseranalytik selber durchzuführen. Zur Überprüfung der eigenen Daten zwischen der Behörde und unserem Betrieb ist eine Datenerhebung durch ein unabhängiges Labor vorgeschrieben. Im Kanton Schwyz führt diese Kontrollfunktion das Laboratorium der Urkantone (LdU) aus. Viermal im Jahr werden unabhängige Analysen durch das LdU durchgeführt und unseren betriebseigenen Ergebnissen gegenübergestellt.

Die Probenahme

Die Probenahme ist der erste Schritt im Analysenprozess und ihr muss besondere Beachtung geschenkt werden. Eine Grundvoraussetzung für die fachgerechte Probenahme ist neben der erforderlichen Geräteausstattung eine fachlich qualifizierte Ausbildung des mit der Durchführung der Probenahme betrauten Personals. Unter den verschiedenen Probenahmen nimmt die Abwasserprobenahme die wichtigste Stellung ein.

Regelmässig durchgeführte Analysen ergeben ein Bild von der Verschmutzungsstärke und den Belastungsschwankungen des zufliessenden Rohabwassers. Zusammen mit den Analysen des gereinigten Abwassers kann die Reinigungsleistung errechnet werden.

Aus den analysierten Resultaten werden Abweichungen vom Normalzustand sofort sichtbar. So können, durch frühzeitiges Eingreifen in die Regelprozessee, Störfälle vermieden werden.

Mengenproportionale Mischproben haben den grösseren Aussagewert als Stichproben. Bei der Mengenproportionalen Probenahme wird in konstanten Zeitabständen, aber dem Durchfluss proportionales Volumen dem Abwasserstrom entnommen beziehungsweise proportional vom Durchfluss variierenden Zeitabständen ein konstantes Volumen dem Abwasserstrom entnommen.

Während 24 Stunden werden zirka 150 Proben aus dem Zulaufkanal entnommen. Bei jeder einzelnen Auslösung der Probenahmegeräte wird eine Menge von zirka 50ml entnommen. Dies ergibt eine Sammelprobenmenge von zirka 7.5 Liter pro Tag.

Die Anordnung und der Einbau des Ansaugschlauches des Probennahnegerätes beeinflusst massgeblich die Probenahme und somit den Messwert. Der Ansaugschlauch im Ansaugbereich darf die Gerinnewand nicht berühren, um das Ansaugen von Ablagerungen zu vermeiden. Ist der Wasserstand im Kanal nicht ständig ausreichend hoch, muss dieser aufgestaut werden.

Der Innenraum der Probensammler ist klimatisiert. Die Betriebstemperatur beträgt 4°C.

Probensammler Probennahmeabteil Probensammler Gesammtansicht Probensammler Behälterabteil

Probensammler Probennahmeabteil
am 11.03.2016

Probensammler Gesammtansicht
am 11.03.2016

Probensammler Behälterabteil
am 11.03.2016

Betriebsdaten die rund um die Uhr vom Prozessleitsystem registriert werden

Automatische Datenerfassung durch das Prozessleitsystem (PLS)

  • Aussentemperatur   Luft  (ºC)   Min. / Mit. / Max.

  • Niederschlag Menge   (mm pro m2)   oder   (Liter pro m2)

  • Abwasser Zulauf Mengen   (m3)   Rohabwasser   Mengen / Min. / Mittel / Max.

  • pH-Wert   Zulauf Rohabwasser

  • Temperatur Abwasser   (ºC)   Zulauf   Min. / Mittel / Max.

  • Sauerstoff Gehalt Belebtschlamm   (mg/l)   in 6 Biologiebecken   Min. / Mittel / Max.

  • Temperatur Belebtschlamm   (ºC)   in 6 Biologiebecken   Min. / Mittel / Max.

  • Belebtschlamm Menge Interner Kreislauf   Tagesmenge / Fracht

  • Rücklaufschlamm Menge Interner Kreislauf   Tagesmenge / Fracht

  • Überschussschlamm Menge Abzug   Tagesmenge / Fracht

  • Frischschlamm Menge Eintrag Faulraum   (ºC)   Tagesmenge / Fracht

  • Temperatur Schlamm im Faulraum   (ºC)   Min. / Mittel / Max.

  • Abbauleistung Schlamm im Faulraum   (%)   Min. / Mittel / Max.

  • Aufenthaltszeit Faulraum   Tage   Min. / Mittel / Max.

  • Faulschlamm Entwässerung / Entsorgung   Menge / Fracht pro Transportmulde

Analysen die im betriebseigenen Labor durchgeführt werden

Biologischer Sauerstoff Bedarf in 5 Tagen   BSB5 Chemischer Sauerstoff Bedarf   CSB

Zweck der Analyse:

Der Biologischer Sauerstoffbedarf (BSB) gibt die Menge Sauerstoff an die für den biologischen Abbau im Abwasser, vorhandener organischer Stoffe unter bestimmten Bedingungen und innerhalb einer bestimmten Zeit, benötigt wird.
Hauptsächlich dient der Biologische Sauerstoffbedarf als Schmutzstoffparameter zur Beurteilung der Verschmutzung im Abwasser. Dieser Parameter ist geeignet für die Bestimmung der Anlagengrösse. Die Analyse BSB ist nicht geeignet um die Abwasserreinigung zu steuern, weil die Resultate erst nach z.B. 5 Tagen feststeht. Häusliches Abwasser enthält normalerweise keine toxischen oder hemmende Substanzen. Es sind genügend Nährsalze und geeignete Mikroorganismen vorhanden. Unter diesen Voraussetzungen ist die BSB5-Bestimmung in der unverdünnten Probe mit dem OxiTop-Messsystem möglich.

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • OxiTop-Messsystem mit 12 Probeflaschen und Rührsystem

  • Thermostatenschrank (Temperatur 20°C +/-1K)

  • 12 Probeflaschen braun (Nennvolumen 510ml)

  • 12 Magnet-Rührstäbchen

  • 1 Rührstabentferner (magnetischer Stab)

  • Überlaufmesskolben:   Zulauf: 164ml   Ablauf: 432ml

  • Glastrichter für Probenflasche

  • 12 Gummiköcher und 1 Pinzette

  • Natriumhydroxid-Plätzchen;   Nitrifikationshemmstoff NTH 600

Manometrisches Verfahren mit OxiTop:

Die zu untersuchende Abwasserprobe wird in eine Flasche eingebracht, wobei ein Grossteil der Flasche mit Luft gefüllt bleibt. Die Flasche wird luftdicht mit einem speziellen Luftdruck-Messkopf verschlossen. Das entstehende CO2 wird chemisch gebunden. Der Sauerstoffverbrauch bewirkt eine Druckabnahme, woraus der Biologische Sauerstoffbedarf errechnet werden kann. Die Messflaschen werden auf einer speziellen Magnetrührer-Plattform unter ständigem rühren bei einer konstanter Temperatur von 20 ºC gehalten. Der Luftdruck-Messkopf hat den weiteren Vorteil und die Möglichkeit der laufenden elektronischen Aufzeichnung der Entwicklung des Sauerstoffbedarfs.
Der Einwohnergleichwert gibt die Belastung von häuslichen Abwässern mit biologisch oxidierbaren Stoffen, ausgedrückt als BSB5, je Einwohner und Tag an. Er liegt bei etwa 60 g BSB5 je Einwohner und Tag.

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Die zu untersuchende mengenproportionale Mischprobe homogenisieren.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen.
Proben ansonsten temperieren.
Überlaufmesskolben mit der Abwasserprobe spülen.
Nitrifikationshemmstofflösung NTH in den Messkolben geben.

Dosierung NTH:
Zulauf: 3 Tropfen   Ablauf: 9 Tropfen.

Befüllter Überlaufmesskolben mit homogenisierter Abwasserprobe mit Glastrichter in die Probeflasche geben.
Ein Magnetrührstäbchen in die Probeflasche geben.
Gummiköcher in den Flaschenhals setzen.
Zwei Plätzchen Natriumhydroxid mit einer Pinzette in den Gummiköcher geben.
Messkopf auf die Probeflasche dicht aufschrauben.
OxiTop-Messkopf durch gleichzeitiges betätigen beider Bedientasten starten.
Probenflaschen in den Thermostatschrank auf die Rührplattform stellen.
Die Proben 5 Tage, bei 20°C +/-1K inkubieren.

Nach 5 Tagen Messwerte am Messkopf auslesen.
Dieser Messkopf speichert fünf Messwerte, also für jeden Tag ein Messwert.

Auswertung:
Zulaufprobe: 164 ml    Anzeigewert mal Faktor 10
Ablaufprobe: 432 ml    Anzeigewert ohne Faktor

Herstellung der Nitrifikationshemmstoff-Lösung:   (NTH)

Herstellung nach Labor der Urkantone:   (LdU)
50ml destilliertes Wasser mit 0.5g ATH gut vermischen.
ATH = N-Allhylthioharnstoff   ergibt eine Lösung:   1%

Herstellung nach ATV:
500ml destilliertes Wasser mit 0.25g ATH gut vermischen.
ATH = N-Allhylthioharnstoff   ergibt eine Lösung:   0.05%

Zweck der Analyse:

Der CSB-Wert ermittelt die Menge Sauerstoff welche, zur Oxidation der gesamten im Abwasser enthaltenen organischen Stoffen, verbraucht wird. Bei häuslichem Abwasser ist der CSB-Wert zirka doppelt so hoch wie der BSB5-Wert der gleichen untersuchten Abwasserprobe. Entsprechend beträgt der anteilige Wert pro Einwohner für die Kläranlagenbelastung 120g CSB/E*d.

Höhere BSB/CSB-Verhältnisse geben Hinweis auf schwerer abbaubare organische Stoffe im Abwasser. Der CSB kann dazu verwendet werden, die Stoffströme der organischen Kohlenstoffverbindungen auf Abwasserreinigungsanlagen zu beschreiben.

Der CSB ist der Leitparameter für die Beurteilung der organischen Verschmutzungen. Die Bestimmung des CSB ersetzt die Messung des Kaliumpermanganatverbrauch. Die Untersuchungshäufigkeit entspricht der bisherigen Anzahl KMnO4-Bestimmungen in den Untersuchungsprogrammen, diese ist von der ARA-Ausbaugrösse abhängig.

Die Bestimmung des CSB muss nach der DIN ISO 15705 erfolgen. Darin ist der CSB-Aufschluss folgendermassen definiert:
Heizblock vorheizen (148°C), Küvette in den Heizblock stellen und 120 Minuten kochen.

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • Küvetten-Test mit vordosierten Reagenzien: LCK 114   Zulauf   (150 - 1000mg/l O2

  • Küvetten-Test mit vordosierten Reagenzien: LCK 314   Ablauf   (15 - 150mg/l O2

  • Micropipette (0.5 - 5ml)

  • Thermostat Heizgerät LT200-2 programmierbar mit 2 Heizblöcken

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahren mit Küvettentest:

Der Küvettentest ist ein Analyse-Verfahren, mit dem chemische Parameter von Abwasserproben photometrisch gemessen werden können. Die Abwasserprobe wird hierfür, mit den Parameter CSB spezifischen Reagenzien in der Lösung, zur Reaktion gebracht. Durch die Inhaltsstoffe in der Abwasserprobe erfolgt eine Farbänderung der Lösung. Die Farbänderung kann photometrisch gemessen werden. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Konzentration der untersuchten Probe in der Lösung und ermöglicht eine quantitative Aussage. In unserem Labor werden CSB-Küvettentests verwendet, die bereits die notwendigen Reagenzien in der richtigen Menge enthalten. Es wird die definierte Menge der zu untersuchenden Probe, in unserem Falle Abwasser, in die Küvette dosiert und nach Durchmischung beginnt die Reaktion. Beim zu untersuchtem Parameter CSB liegt die Reaktionszeit bei 120 Minuten bei 148°C. Nach Abschluss der Reaktion und abkühlen der Küvette auf 20°C kann die photometrische Messung durchgeführt werden. Für diese Messung ist ein Spectro Photometer mit Mikroprozessor vorhanden, welches die gemessene Probelösung sofort in den gesuchten Konzentrationswert umrechnen und digital anzeigen kann.

Küvettentests werden aufgrund ihrer Schnelligkeit und einfachen Handhabung in der Abwasseranalytik eingesetzt. Beispiel der umwelttechnischer Betrieb wie unsere Abwasserreinigungsanlage.

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Die zu untersuchende mengenproportionale Mischprobe homogenisieren.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen.
Proben ansonsten temperieren.

1. Schritt:
Küvettentest LCK 114 und LCK 314 Bodensatz in Schwebe bringen durch gutes schütteln.

Zulauf:  LCK 114 = 2.0ml Zulauf Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren und sofort verschliessen. (Achtung die Küvette wird sofort heiss)

Ablauf:  LCK 314 = 2.0ml Ablauf Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren und sofort verschliessen. (Achtung die Küvette wird sofort heiss)

Küvetten 2 - 3 mal schwenken und im Thermostaten mit Programm CSB starten.

2. Schritt:
Thermostatprogramm: Aufschlussablaufzeit 120 Minuten bei 148°C.

3. Schritt:
Nach Ablauf des Aufschlussprogammes Küvetten entnehmen 2 - 3 mal schwenken und abkalten lassen.

Danach Küvetten gut reinigen und mit Spectro Photometer auswerten.

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • BSB5   Konzentration (mg/l)   im Zulauf und im Ablauf

  • BSB5   Fracht (kg)   im Zulauf und im Ablauf

  • BSB5   Reinigungsleistung (%)   vom Zulauf zum Ablauf

  • BSB5   Einwohnerwerte (EW)   im Zulauf

  • BSB5   Auslastung (%)    der ARA

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • CSB   Konzentration (mg/l)   im Zulauf und im Ablauf

  • CSB   Fracht (kg)   im Zulauf und im Ablauf

  • CSB   Reinigungsleistung (%)   vom Zulauf zum Ablauf

  • CSB   Einwohnerwerte (EW)   im Zulauf

  • CSB   Auslastung (%)     der ARA

Geräteteile für BSB 5 Bestimmung OxiTop Rührsystemplatte BSB5 im Klimaschrank Küvettentest LCK114 für CSB

Die benötigten Utensilien für BSB5
Bestimmung mit OxiTop Rührsystemplatte
am 22.04.2016

OxiTop Rührsystemplatte für BSB5 Analyse
im Klimaschrank bei 20°C für 5 Tage
am 22.04.2016

Küvettentest LCK114 und LCK314 für CSB
Thermoaufschlussblock und Photometer
am 21.04.2016

Kaliumpermanganatverbrauch   KMnO4 Gesamte ungelöste Stoffe   GUS

Zweck der Analyse:

Die Analyse Kaliumpermanganat-Verbrauch ist ein Summenparameter für den chemischen Sauerstoffbedarf des Abwassers. Diese Analyse ist eines der ältesten Verfahren und geht bis zu den Anfängen der Abwasserforschung zurück. Dabei werden vorwiegend leicht oxidierbare Kohlenstoffverbindungen, nicht jedoch Stickstoffverbindungen erfasst. Es ist daher eine Methode, um geringfügig verschmutzte Abwässer zu untersuchen. Der Kaliumpermanganat-Verbrauch ist im Allgemeinen höher als der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB), da die chemischen Reaktionen auch Substanzen angreift, die biologisch nicht abgebaut werden können.

Geräte:

  • Messzylinders 100ml und Erlenmeyerkolben 500ml

  • Verdünnungswasser nach besonderer Aufbereitung

  • Dosierflasche mit Dosierkolben 5ml für Schwefelsäure 20%

  • Schnellbetriebsbürette (10 ml) nach Dr. Schilling
    für Kaliumpermanganat-Lösung c=0,02 mol/l (0.1N) KMnO4

  • Schnellbetriebsbürette (10 ml) nach Dr. Schilling
    für Oxalsäure-Lösung c=0,05 mol/l (0.1N) C2H2O4

  • Heizplatte regelbar (Glaskeramik); mehrere Siedesteinchen (Glasperlen)

  • Zeituhr (Timer 10 Minuten); Greifzange; Magnetrührerplatte

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Beim Zulauf (Rohabwasser) kann im Allgemeinen 20 - 30ml Probenmenge im Messzylinder abgemessen werden. Diese Probenmenge wird mit Verdünnungswasser bis auf genau 100ml ergänzt.
Beim Ablauf (gereinigtes Abwasser) kann im Allgemeinen 100ml Probenmenge unverdünnt im Messzylinder abgemessen werden.
Die Abwasserproben verdünnt oder unverdünnt werden jeweils in einen Erlenmeyerkolben gegeben. Jede Probe versetzt man mit je 5ml 20%-iger Schwefelsäure. Die Abwasserproben müssen innert 3 Minuten zum Sieden erhitzt werden. Um das gleichmässige Sieden zu kontrollieren werden mehrere Siedesteinchen zugegeben. Die zwei Erlenmeyerkolben werden auf die Heizplatte gestellt und bis zum Sieden erhitzt. Anschliessend werden mit der Schnellbetriebsbürette 10mL der KMnO4-Lösung hinzugegeben. Bei gleichbleibender Siedetemperatur die Lösung 10 Minuten am gerade erkennbaren Sieden halten. Nach Ablauf der Siedezeit werden die Kolben mit der Greifzange vom der Heizplatte genommen. Einen Magnetrührer in die Probe geben und auf einer Magnetrührplatte absetzen.
Sofort mit der Schnellbetriebsbürette 10ml Oxalsäure (c=0,05 mol/l) zudosieren, wobei sich die Proben schnell entfärben sollten.
Jetzt erfolgt die Titrierung mit KMnO4-Lösung (c=0,02 mol/l) bis eine schwache aber bleibende Rosafärbung eintritt. Dabei soll die Abwasserprobe gut durchmischt werden.

Die zur Titration verbrauchte Menge an Kaliumpermanganatlösung darf 6.00ml nicht übersteigen.

Auswertung der Analyse:

Berechnung des Kaliumpermanganat-Verbrauchs:
Bei der Abwasseranalyse wird der Kaliumpermanganatverbrauch in mg/L bezogen auf KMnO4 angegeben. 1ml KMnO4-Lösung (c= 0.02 mol/l)
enthält 158 · 0.02 = 3,16 mg KMnO4.
Für 100ml Wasserprobe und X ml Verbrauch ergibt sich entsprechend folgender Permanganat-Verbrauch pro Liter:

KMnO4-Verbrauch = Titrierte Menge * (1000 * 3,16) / Einmass

Beispiel:
Einmass          = 20ml ergänzt mit Verdünnungswasser auf 100ml
Titrierte Menge = 3.15 ml

KMnO4-Verbrauch = 3.15 * (1000 * 3,16) / 20 = 497.7mg/l = 498mg/l

Zweck der Analyse:

Gemäss Gewässerschutzverordnung (GSchV) muss die Bestimmung der gesamten ungelösten Stoffe mittels Membranfilter, Porengrösse 0.45µm, erfolgen. Dazu verwenden wir in unserem Labor Membranfilter: Pall Corporation GN-6 Grid Steril 50mm / 0.45µm.

Gewichtsmässige Bestimmung der im ARA-Abfluss enthaltenen Schwimm- Schwebe- und absetzbaren Stoffe zur Funktionskontrolle der Abwasserreinigungsanlage.

Das gefilterte Probenmaterial kann für weitere Analysen verwendet werden. Trübungen und Partikel verursachen bei Messungen mit photometrischer Auswertung Fehlmessungen. Deshalb muss das Probenmaterial vorgängig mit einem Membranfilter, Porengrösse 0.45µm, filtriert werden. Diese Porengrösse ist gemäss den aktuellen Vorschriften für die Unterscheidung von gelösten und ungelösten Stoffen standardisiert.

Probenmaterial mit einer Durchsichtigkeit nach Snellen von >60 cm muss gemäss den VSA-Richtlinien für die Bestimmungen von NH4-N, NO2-N und NO3-N nicht filtriert werden.

Geräte:

  • Messzylinder 1 Liter.

  • Filtriergerät nach Witt für Membranfilter, Auffangvolumen grösser 1 Liter.

  • Vacuumpumpe oder Wasserstrahlpumpe mit Vaccumfestem Schlauch.

  • Membranfilterpapier Ø 50mm, Porengrösse 0.45µm.

  • Trockenschrank mit Temperaturregler für 105 - 120°C

  • Exikator mit Silikatgelfüllung

  • Analysenwaage Genauigkeit: 0.1mg

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Das Membranfilterpapier Ø 50mm, Porengrösse 0.45µm wird im Trockenschrank mindestens 1 Stunde bei 120°C getrocknet. Danach im Exikator abkühlen lassen und danach das Gewicht mit der Analysenwaage bestimmen. Die durchmischte Abwasserprobe 0.1 - 1 Liter wird durch das getrocknete Membranfilter filtriert. Jetzt wird das Filter mit dem Rückstand wieder im Trockenschrank mindestens 1 Stunde bei 120°C getrocknet. Danach wieder Exikator abkühlen lassen und danach das Gewicht mit der Analysenwaage bestimmen. Die Gewichtsdifferenz stellt die Menge an ungelösten Stoffen dar. Wenn weniger als 1 Liter Abwasserprobe filtriert wurde ist das Resultat auf 1 Liter zu berechnen.

GUS = Filter mit Rückstand - Filter leer / filtrierte Abwassermenge * 1000

Beispiel:
Filter mit Rückstand = 0.0754g
Filter leer                 = 0.0715g
Filtrierte Menge        = 0.8l

GUS = 0.0754 - 0.0715 / 0.8 * 1000 = 4.875mg/l = 5mg/l

Ergebnis:

Gesamte ungelöste Stoffe in mg/l

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • KMnO4   Konzentration (mg/l)   im Zulauf und im Ablauf

  • KMnO4   Fracht (kg)   im Zulauf und im Ablauf

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • GUS   Konzentration (mg/l)   im Ablauf ARA

  • GUS   Fracht (kg)   im Ablauf ARA

Kaliumpermanganat Versuchsanordnung GUS Filtergerät in Betrieb GUS Filter belegt

Kaliumpermanganat-Verbrauch
Geräte und Verfahrensmaterial
am 21.04.2016

GUS Filtriergerät in Betrieb
am 21.04.2016

Belegtes Filterpapier nach Entfernung der
Vacuum Absaugvorrichtung
am 21.04.2016

Gesamt Phosphor  Ptot  /  Ortho-Phosphat  PO4 Ammonium   NH4-N

Zweck der Analyse:

Für die Berechnung der benötigten Fällmittelmenge für die Phosphatelimination. Zur Kontrolle der genügenden Entfernung von Phosphat aus dem Abwasser.

Grenzwert:    Ablauf ARA   <   0.8mg/l

Die Phosphate werden mit Aluminiumsulfat und oder Eisen(III)Chlorid gefällt. Die Phosphatelimination kann gleichzeitig mit der biologischen Abwasserreinigung in Belebungsanlagen (Simultanfällung), dritte Reinigungsstufe durchgeführt werden. Es wird zwischen der biochemischen und chemischen Phosphatelimination unterschieden, wobei diese oft kombiniert werden.

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 350   Zulauf   (2.0 - 20.0mg/l PO4-P)

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 349   Ablauf   (0.05 - 1.5mg/l PO4-P)

  • Micropipette (100 - 1'000µl) und Micropipette (1 - 10ml)

  • Thermostat Heizgerät LT200-2 programmierbar mit 2 Heizblöcken

  • Zeituhr (Timer 10 Minuten)

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Bestimmung: Gesamt Phosphat   Ptot

Für die Phosphatbestimmung   Ptot mit dem Küvetten-Test müssen die Phosphate als Orthophosphate vorliegen. Polyphosphate und Organophosphate werden bestimmt, nachdem sie mit Peroxodisulfat aufgeschlossen und dadurch zu Orthophosphaten umgesetzt werden. Nach der Oxidation spricht man auch von Gesamtphosphat oder   Ptot.

Die zu untersuchende mengenproportionale Mischprobe homogenisieren.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen.
Proben ansonsten temperieren.

Schritt 1:
Küvettentest LCK 350 mit transparentem und LCK 349 mit grünem Reagenzien-DosiCap Zip (Siegelfolie vorsichtig abziehen) bereitstellen.

Schritt 2:
Zulauf:  LCK 350 = 400µl Zulauf Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren.
Ablauf:  LCK 349 = 2.0ml Ablauf Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren.

Schritt 3:
Beide Küvetten sofort mit dem transparentem Reagenzien-DosiCap Zip mit Riffelung nach oben verschliessen.
Küvetten gut schütteln und anschliessend im Thermostat Heizgerät LT200-2 platzieren.

Schritt 4:
Thermostatprogramm: Aufschlusszeit 60 Minuten bei 100°C.
Heizgerät oder Thermostat mit Programm Ptot. starten.

Schritt 5:
Nach Ablauf des Aufschlussprogammes Küvetten entnehmen 2 - 3 mal schwenken und abkühlen lassen auf ca. 20°C.

Schritt 6:
Zulauf:  Graues DosiCap (LCK 350C) bereitlegen, Küvette öffnen und Reagenzie (LCK 350B = 500µl) mit Micropipette in die Küvette dosieren.
Ablauf:  Graues DosiCap (LCK 349C) bereitlegen, Küvette öffnen und Reagenzie (LCK 349B = 200µl) mit Micropipette in die Küvette dosieren.

Schritt 7:
Beide Küvetten sofort mit grauem DosiCap verschliessen.

Schritt 8:
Mit kräftigem schütteln gut mischen und Timer mit 10 Minuten Reaktionszeit ablaufen lassen. Danach Küvetten gut reinigen und mit Spectro Photometer auswerten.

Bestimmung: Ortho-Phosphat   PO43-

In der Abwasseranalytik unterscheidet man Ortho-Phosphat = im Wasser frei lösliches Phosphat.
Gesamt-Phosphat = die Summe von Ortho-Phosphat und organischen Phosphat-Verbindungen zusammen.
Wobei der Ortho-Phosphatanteil die grössere Menge ausmacht.
Begründung: Schritte 3, 4 und 5 Die Oxidation wird weggelassen bei der Bestimmung Ortho-Phosphat.

Chemische Formel: PO4-P (Gesamt-Phosphor)

Chemische Formel: PO43- (Ortho-Phosphat) Für jedes Phosphatatom werden vier Sauerstoffatome dazugegeben

1mg P = 3.066 mg PO43-

1mg PO43- = 0.33 mg P

In der Abwasseranalytik wird die PO4-Konzentration immer auf den P-Gehalt im Phosphat umgerechnet!

Berechnung von: Gesamt-Phosphor  PO4P  nach  Ortho-Phosphat  PO43-

PO4 3-  =  PO4-P  *  F

F  =  3.066

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Beginne bei Schritt 2   mache sofort weiter bei Schritte 6, 7 und 8

Jetzt folgt noch die Berechnung: PO4-P * 3,066 = PO4

Zweck der Analyse:

Zur Kontrolle der Entfernung von Ammonium aus dem Abwasser. Bei Kläranlagen ohne Nitrifikation enthält, das die Anlage verlassende gereinigte Abasser, in der Regel zu hohe Befrachtung an Ammonium im Vergleich zu den gesetzlich zugelassenen Werten. Besonders hoch befrachtet ist dabei das Zentratwasser, welches beim Entwässern des Klärschlammes anfällt. Dieses Zentratwasser wird dem Zulauf der Kläranlage zugegeben und damit die Ammonium-, Stickstofffracht im Kreis geführt. Auf diese Art und Weise trägt die Rückführung des Zentratwassers in den Zulauf der Kläranlage bei der Ammoniumfracht 15-20% und bei der Phosphatfracht 7-10% ständig zur Befrachtung der Kläranlage bei.

Grenzwert:    Ablauf ARA   <   2.0mg/l

Gelangt zuviel Ammonium aus Abwasserreinigungsanlagen in die Gewässer, wird es dort unter Sauerstoffverbrauch durch Mikroorganismen zu Nitrit oder Nitrat umgewandelt. Das in Kläranlagen gebildete Ammonium kann durch Nitrifikation und Denitrifikation weitgehend eliminiert werden. Stickstoffverbindungen fördern das Algenwachstum (Eutrophierung).

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • Zentrifuge XC 2000 für trübe Abwasserproben

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 303   Zulauf   (2.0 - 47.0mg/l NH4-N

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 304   Ablauf   (0,015 - 2.0mg/l NH4-N

  • Micropipette (100 - 1'000µl) und Micropipette (1 - 10ml)

  • Zeituhr (Timer 15 Minuten)

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Die zu untersuchende mengenproportionale Mischprobe homogenisieren.
Trübe Abwasserprobe zentrifugieren oder filtern.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen. Proben ansonsten temperieren.
Küvettentest LCK 303 mit rosa und LCK 304 mit grünem Reagenzien-DosiCap Zip (Siegelfolie vorsichtig abziehen) bereitstellen.

Zulauf:  LCK 303 = 200µl Zulauf Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren und sofort mit dem zugehörigen rosa Reagenzien-DosiCap Zip mit Riffelung nach oben verschliessen.

Ablauf:  LCK 304 = 5.0ml Ablauf Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren und sofort mit dem zugehörigen grünem Reagenzien-DosiCap Zip mit Riffelung nach oben verschliessen.

oder

Ablauf:  LCK 303 = 200µl Ablauf Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren und sofort mit dem zugehörigen rosa Reagenzien-DosiCap Zip mit Riffelung nach oben verschliessen.

Mit kräftigem schütteln gut mischen und 15 Minuten Reaktionszeit ablaufen lassen. Danach Küvetten sofort gut reinigen und mit Spectro Photometer auswerten.

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • Ptot   Konzentration (mg/l)   im Zulauf und im Ablauf

  • Ptot   Fracht (kg)   im Zulauf und im Ablauf

  • Ptot   Reinigungsleistung (%)   vom Zulauf zum Ablauf

  • Ptot   Einwohnerwerte (EW)   im Zulauf

  • Ptot   Auslastung (%)   der ARA

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • NH4-N   Konzentration (mg/l)   im Zulauf und im Ablauf ARA

  • NH4-N   Fracht (kg)   im Zulauf und im Ablauf ARA

  • NH4-N   Reinigungsleistung (%)   vom Zulauf zum Ablauf

Nitrit   NO2-N Nitrat   NO3-N

Zweck der Analyse:

Zur Kontrolle der Funktion Nitrifikation unserer Kläranlage. Nitrit entsteht im Bereich Abwasser beim 1. Schritt der Nitrifikation. Im 2. Schritt wandelt sich Nitrit zum Nitrat um. Nitrit entsteht als Zwischenprodukt bei der Nitrifikation. Die Nitrit-Konzentration im Ablauf der Kläranlage soll im Normalfall sehr tief (um 0.1 mg/l) sein.
Erhöhte Nitrit-Konzentrationen sind meist ein Hinweis auf eine Störung der mikrobiologischen Prozesse, einer Überlastung der Anlage oder ungenügende Belüftung in der Belebtschlammbecken.

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 341   Ablauf   (0,015 - 0.6mg/l NO2-N

  • Micropipette (0.5 - 5.0ml)

  • Zeituhr (Timer 10 Minuten)

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Die zu untersuchende mengenproportionale Mischprobe homogenisieren.
Trübe Abwasserprobe zentrifugieren oder filtern.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen. Proben ansonsten temperieren.
Küvettentest LCK 341 mit hellblauem Reagenzien-DosiCap Zip (Siegelfolie vorsichtig abziehen) bereitstellen.

LCK 341 = 2.0ml Abwasserprobe mit Micropipette in die Küvette dosieren und sofort mit dem zugehörigen hellblauen Reagenzien-DosiCap Zip mit Riffelung nach oben verschliessen.
Mit kräftigem schütteln gut mischen und 10 Minuten Reaktionszeit ablaufen lassen. Danach Küvetten sofort gut reinigen und mit Spectro Photometer auswerten.

Zweck der Analyse:

Zur Kontrolle der zwei Funktionen Nitrifikation und Denitrifikation unserer Kläranlage. Nitrat entsteht im Bereich Abwasser bei der Nitrifikation und kann bis zum elementaren Stickstoff abgebaut werden. Die Nitrat-Konzentration im Ablauf der Kläranlage ist im Normalfall tief (um 10 - 25 mg/l).
Erhöhte Nitrat-Konzentrationen sind meist ein Hinweis auf einen nicht vollständigen mikrobiologischen Prozess, einer Überlastung der Anlage oder ungenügende Denitrifikation. Für die Elimination von Stickstoff-Verbindungen, mit Nitrifikation und Denitrifikation, sind die bei uns üblichen Abwassertemperaturen 12 - 23°C und ein Schlammalter von 14 bis 25 Tagen erforderlich.
In den Wintermonaten November bis März ist oft die Abwassertemperatur zwischen 8 - 12°C und somit zu tief für die vollständige Nitrifikation.

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 339   Ablauf   mit grünem Schraubdeckel (0.23 - 13.5mg/l NO3-N

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 340   Ablauf   mit rotem Schraubdeckel (5.0 - 35.0mg/l NO3-N

  • Micropipette (0.5 - 5.0ml) und Micropipette (100 - 1'000µl)

  • Zeituhr (Timer 15 Minuten)

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Die zu untersuchende mengenproportionale Mischprobe homogenisieren.
Trübe Abwasserprobe zentrifugieren oder filtern.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen. Proben ansonsten temperieren.
Küvettentest LCK 339 mit grünem Deckel oder LCK 340 mit rotem Deckel bereitstellen.

LCK 339 = 0.2ml Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren. Reagenzie A: = 1.0ml mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren und sofort mit dem zugehörigen Schraubdeckel verschliessen.

LCK 340 = 1.0ml Abwasserprobe mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren. Reagenzie A: = 0.2ml mit Micropipette langsam in die Küvette dosieren und sofort mit dem zugehörigen Schraubdeckel verschliessen.

Mit kräftigem schütteln gut mischen und 15 Minuten Reaktionszeit ablaufen lassen. Danach Küvetten sofort gut reinigen und mit Spectro Photometer auswerten.

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • NO2-N   Konzentration (mg/l)   im Ablauf ARA

  • NO2-N   Fracht (kg)   im Ablauf ARA

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • NO3-N   Konzentration (mg/l)   im Ablauf ARA

  • NO3-N   Fracht (kg)   im Ablauf ARA

Phosphat Fotometer Thermoblock Küvettentest Nitrit und Nitrat Küvettentest und Mikroliter-Pipetten Ammonium LCK303 und LCK304 Küvettentest

Phosphat LCK350 (ZU) und LCK349 (AB)
Thermoblock und Fotometer für Auswertung
am 21.04.2016

Nitrit LCK341 und Nitrat LCK340 (Ablauf)
Mikroliter-Pipetten für Befüllung
am 21.04.2016

Ammonium LCK303 (ZU) und LCK304 (AB)
für die Befüllung der Küvetten
am 21.04.2016

TOC   im Zulauf TOC / DOC   im Ablauf

Zweck der Analyse:

Nach den Ausführungsvorschriften zum Gewässerschutzgesetz ist für die Beurteilung der organischen Stoffe im Rohabwasser von komunalen Abwasserreinigungsanlagen der gesamte organische Kohlenstoff (TOC) eine wichtige Kenngrösse.

Ausgangslage

Die analytische Bestimmung dieses Parameters konnte bis vor kurzem nur von Laboratorien, die mit kostspieligen TOC-Analysen-Messgeräten ausgerüstet sind, vorgenommen werden.
Dem Betriebspersonal von Kläranlagen war es mangels dieser kostspieligen Geräte nicht möglich, selbst TOC-Messungen auf der Anlage durchzuführen.
Anstelle der TOC-Analysen wurde auf vielen Kläranlagen der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB) im Rohabwasser bestimmt.

Genaue Analysen des CSB erfordern Reagenzien, die Quecksilber zur Maskierung von Chlorid enthalten. Nach den Vorschriften der Stoffverordnung ist die Verwendung von Quecksilberverbindungen jedoch verboten.

Einfache TOC-Bestimmungsmethode

Zur Bestimmung des organischen Kohlenstoffs ist ein einfacher Küvettentest entwickelt und auf den Markt gebracht worden.
Mit diesem Test ist es möglich, TOC-Messungen im Rohabwasser mit grosser Genauigkeit kostengünstig durchzuführen.

Das Prinzip des Küvettentest beruht auf der Oxidation der organischen Stoffe mit Hilfe eines chemischen Oxidationsmittels bei 100°C. Das bei der Oxidation gebildete CO2 wird über eine gasdurchlässige Membrane in einem Indikator aufgefangen und photometrisch gemessen. Der anorganische Kohlenstoff wird vorgängig ausgetrieben.

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 386   Zulauf   (30 - 300mg/l TOC

  • Micropipette (0.5 - 5.0ml)

  • Rüttler X-5

  • Thermostat Heizgerät LT200-2 programmierbar mit 2 Heizblöcken

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahrens- und Ausführungsablauf TOC:   Zulauf

Die zu untersuchende mengenproportionale Zulauf Mischprobe während mind. 1 Minute homogenisieren.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen. Probe ansonsten temperieren.

1. Probe ( 1.0ml ) in die Aufschlussküvette LCK386 (30 - 300mg/l TOC) pipettieren.

2. Offene Aufschlussküvette fünf Minuten im TOC-X5 rütteln.

3. Doppeldeckel mit gasdurchlässiger Membrane nach Vorgabe aufschrauben.

4. Indikatorküvette und Aufschlussküvette miteinander verbinden.

5. Zwei Stunden im Thermostat Heizgerät LT200-2 bei 100°C aufschliessen.
(blauer Indikator nach oben)

6. Küvette entnehmen und abkühlen lassen.

7. Mit Spectro Photometer DR 3900 auswerten.
(blauer Indikator nach unten)

Zweck der Analyse:

Nach den Ausführungsvorschriften zum Gewässerschutzgesetz sind für die Beurteilung der organischen Stoffe im gereinigten Abwasser von komunalen Abwasserreinigungsanlagen der gelöste organische Kohlenstoff (DOC) und der gesamte organische Kohlenstoff (TOC) zwei wichtige Kenngrössen.

Der DOC Grenzwert im gereinigten Abwasser beträgt 10mg C/l.

Geräte:

  • Homogenisierungsgerät für die Abwasserproben

  • Filtriergerät nach Witt für Membranfilter, Auffangvolumen grösser 1 Liter.

  • Membranfilterpapier Ø 50mm, Porengrösse 0.45µm.

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 385   Ablauf   (3 - 30mg/l TOC

  • Micropipette (0.5 - 5.0ml)

  • Rüttler X-5

  • Thermostat Heizgerät LT200-2 programmierbar mit 2 Heizblöcken

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahrens- und Ausführungsablauf TOC:   Ablauf

Die zu untersuchende mengenproportionale Ablauf Mischprobe homogenisieren.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen. Proben ansonsten temperieren.

1. Probe ( 2.0ml ) in die Aufschlussküvette LCK385 (3 - 30mg/l TOC) pipettieren.

2. Offene Aufschlussküvette fünf Minuten im TOC-X5 rütteln.

3. Doppeldeckel mit gasdurchlässiger Membrane nach Vorgabe aufschrauben.

4. Indikatorküvette und Aufschlussküvette miteinander verbinden.

5. Zwei Stunden im Thermostat Heizgerät LT200-2 bei 100°C aufschliessen.
(blauer Indikator nach oben)

6. Küvette entnehmen und abkühlen lassen.

7. Mit Spectro Photometer DR 3900 auswerten.
(blauer Indikator nach unten)

Verfahrens- und Ausführungsablauf DOC:   Ablauf

Die zu untersuchende mengenproportionale Ablauf Mischprobe filtrieren mit C-freien Membranfilter Ø 50mm, Porengrösse 0.45µm.
Die Temperatur der Abwasserprobe soll 15 - 20°C betragen. Proben ansonsten temperieren.

1. Probe ( 2.0ml ) in die Aufschlussküvette LCK385 (3 - 30mg/l TOC) pipettieren.

2. Offene Aufschlussküvette fünf Minuten im TOC-X5 rütteln.

3. Doppeldeckel mit gasdurchlässiger Membrane nach Vorgabe aufschrauben.

4. Indikatorküvette und Aufschlussküvette miteinander verbinden.

5. Zwei Stunden im Thermostat Heizgerät LT200-2 bei 100°C aufschliessen.
(blauer Indikator nach oben)

6. Küvette entnehmen und abkühlen lassen.

7. Mit Spectro Photometer DR 3900 auswerten.
(blauer Indikator nach unten)

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • TOC   Konzentration (mg/l)   im Zulauf ARA

  • TOC   Fracht (kg)   im Zulauf ARA

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • TOC   Konzentration (mg/l)   im Ablauf ARA

  • TOC   Fracht (kg)   im Ablauf ARA

  • DOC   Konzentration (mg/l)   im Ablauf ARA

  • DOC   Fracht (kg)   im Ablauf ARA

TOC Kuevettentest LCK385 und LCK386 TOC Rüttler X5 TOC Küvettentest LCK385 Anleitung

TOC / DOC Küvettentest
am 25.11.2014

TOC Rüttler X5
am 27.04.2016

TOC Küvettentest LCK385 Anleitung
am 24.11.2014

Absetzprobe, Trockensubstanz Belebtschlamm
und Schlamm-Volumen-Index (SVI)
Trockenrückstand Schlammbehandlung

Zweck der Analyse:

Mit der Belebtschlammprobe werden zwei Analysen durchgeführt. Der dritte Wert wird aus den zwei zuvor bestimmten Analysenwerten berechnet. Diese drei Belebtschlamm Parameter bilden die Grundlage, um die Belebtschlammanlage überwachen und steuern zu können.

Bei der Absetzprobe wird das Schlammvolumen (VS) gemessen. Es wird ermittelt wieviele Schwebstoffe in der Belebtschlammprobe sich innerhalb 30 Minuten im Imhoff-Trichter absetzen.

Bei der Bestimmung des Belebtschlamms aus der biologischen Reinigungsstufe wird der Anteil der wasserlöslichen Inhaltsstoffe nicht berücksichtigt, weil diese ja den Papierfilter in gelöster Form passieren.
Diese Bestimmung ist die Trockensubstanz.

Der Trockensubstanz des Belebtschlammes (TS) in g/l Beckeninhalt gibt die Konzentration der biologisch wirksamen Biomasse an.

Trockensubstanz  (in %)  +  Wassergehalt  (in %)  =  100 %

Der Schlammvolumenindex ist das Mass für die Absetzbarkeit des Belebtschlamms. Der SVI gibt an, welches Volumen 1g Schlamm bezogen auf die Trockensubstanz nach 30 Minuten Absetzdauer pro Liter Belebtschlamm einnimmt.
Zur Berechnung des SVI wird das Schlammvolumen durch die Schlamm-Trockensubstanz dividiert. Je geringer der Wert für SVI ist, um so besser ist die Absetzbarkeit des Belebtschlamms.
Im Normalfall liegen die SVI Werte bei kommunalem Abwasser zwischen 90 und 120 ml/g. Bei Werten über 150 ml/g Schlammvolumenindex kann es zu Problemen in den Nachklärbecken kommen.

Geräte:

  • Abwasserprobenschöpfer 1.5 Liter

  • Imhoff-Trichter Inhalt: 1 Liter

  • Absaugnutsche mit Filterpapier Ø = 120mm

  • Messzylinder 100ml

  • Trocknungsofen 120°C

  • Exsikkator für die getrockneten Filterpapiere

  • Präzision Analysenwaage: 0.0001 g

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Mit dem Probenschöpfer aus dem belüfteten Belebtschlammbecken die Imhoff-Trichter bis zur 1 Liter Markierung befüllen. Jetzt für 30 Minuten ruhig stehen lassen.

Bei der Absetzprobe wird gemessen, wieviele Schwebstoffe in der Belebtschlammprobe sich innerhalb einer bestimmten Zeit im Imhoff-Trichter absetzen. Das Volumen des abgesetzten Belebtschlammes (VS) wird nach 30 Minuten an der Skala ml/l am Imhoff-Trichter abgelesen und festgehalten.

Jetzt erfolgt die Bestimmung der Trockensubstanz (TS).
Hierfür werden die getrockneten Filterpapiere Ø = 120mm (FP) mit der Präzision Analysenwaage: auf 0.0001g gewogen und notiert.

Danach wird die abgesetzte Belebtschlammprobe aus dem Imhoff-Trichter in einer Probenflasche gut durchmischt und sofort in den Messzylinder 100ml gefüllt. Diese 100ml Belebtschlamm werden nun durch die Absaugnutsche mit Filterpapier Ø = 120mm filtriert.

Jetzt werden die mit Belebtschlamm belegten Filterpapiere, für 2 Stunden in den mit 120°C beheizten Trocknungsofen zum trocknen gelegt.
Zum abkühlen werden die getrockneten Belebtschlammproben im Filterpapier (MTS) in den Exsikkator gelegt und anschliessend mit der Präzision Analysenwaage: auf 0.0001g gewogen und notiert.

Jetzt kann mit den beiden notierten Gewichten die Trockensubstanz errechnet werden.

Auswertung der Analyse:   Trockensubstanz

TS in g/l = MTS - FP * 10

Auswertung der Analyse:   Schlammvolumenindex

SVI in ml/g = VS / TS

Zweck der Analyse:

Die Schlammparameter der Schlammbehandlung (Faulung) bilden die Grundlage, um die Klärschlamm-Faulung zu steuern und die Schlammbehandlungsanlagen überwachen zu können.

Es gibt zwei Bestimmungen die beim Schlamm durchgeführt werden.
Es sind dies die Trockensubstanz und der Trockenrückstand.

Die Bestimmung Trockenrückstand wird vorallem beim Frisch- und Faulschlamm durchgeführt.

Bei dieser Bestimmung wird die Schlammprobe nicht gefiltert und getrocknet, sondern flüssig in einer Porzellan-Schale abgedampft. Somit sind die gelösten Inhaltstoffe, vor allem Salze, in der getrockneten Schlammprobe immer noch vorhanden.

In der Schlammbehandlung fallen 4 Schlammarten an:

- ÜSS Überschussschlamm eingedickt

- FS flüssig (Primärschlamm und eingedickter Überschussschlamm)

- FR flüssig aus dem Faulraum

- FAS flüssig aus Zulauf Schlammentwässerung

Bei jeder diesen 4 Schlammarten wird der Trockenrückstand und im Anschluss der Glührückstand ermittelt. Der Trockenrückstand ist der Anteil der Trockenmasse an der gesamten Masse eines Schlammes in Prozenten.

Wassergehalt  (in %)  =  100 %  minus  Trockenrückstand  (in %)

Geräte:

  • 4 Probenflaschen 2 Liter

  • 4 Abdampfschalen aus Porzellan (Tigel)

  • Trocknungsofen 120°C

  • Tigelzange

  • Exsikkator für die 4 Abdampfschalen aus Porzellan

  • Präzision Analysenwaage: 0.0001 g

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Zuerst wird das Gewicht der 4 beschrifteten leeren Porzellan-Abdampfschalen bestimmt und notiert.

Jetzt werden die flüssigen gut durchmischten Schlammproben, zur Bestimmung des Gewichtes der Schlammproben-Menge 20 bis 40 g, in der Porzellanschale gewogen und notiert.

Die Differenz der befüllten Porzellan-Abdampfschale minus der leeren Schale ergibt die flüssige Schlammprobenmenge (E)  (in 0.0000g)  .

Nach einer Trocknungszeit von mindestens 3 bis 4 Stunden im Trockenschrank bei 120°C werden die 4 Porzellanschale mit den eingetrockneten Schlammproben zum Abkühlen im Exsikkator aufbewahrt und nach dem Abkühlen erneut gewogen.

Beim eindampfen der Schlammproben der Schlammbehandlung werden nicht nur die ungelösten Inhaltstoffe, sondern auch die im Schlammwasser gelösten Stoffe, vor allem Salze, miterfasst.

Gewicht Schlammprobenmenge trocken (MTR)  (in 0.0001g)  =  Gewicht der Schale mit Schlammprobe trocken  -  Leergewicht der Schale

Der Trockenrückstand (TR) der Schlammproben wird in Prozenten angegeben.

Auswertung der Analyse:   Trockenrückstand

TR in %TR = MTR / E * 100

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • TS   Konzentration (mg/l)   Belebtschlamm

  • TS   Konzentration (mg/l)   Rücklaufschlamm

  • TS   Konzentration (mg/l)   Überschussschlamm

  • TS   Fracht (kg)   Belebtschlamm

  • TS   Fracht (kg)   Rücklaufschlamm

  • TS   Fracht (kg)   Überschussschlamm

  • Schlammvolumen   (ml/l)   Belebtschlamm

  • Schlamm-Volumen-Index   (ml/g)   Belebtschlamm

  • Schlammalter   (Tage)   Belebtschlamm

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Frischschlamm

  • TS   Konz. (% TS)  und  Fracht (t TS)   Überschussschlamm Zulauf Eindickung

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Überschussschlamm Austrag Eindickung

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Primärschlamm

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Faulraum

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Nacheindicker

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Zulauf Faulschlamm Entwässerung

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Austrag Faulschlamm Entwässerung

  • TR   Konz. (% TR)  und  Fracht (t TR)   Zentrat Faulschlamm Entwässerung

Absetzproben Belebschlamm Absaugnutsche mit neuem Filterpapier Absaugnutsche mit Filterpapier und Rücklaufschlamm

Absetzproben Biologiebecken 5 und 6
in zwei Imhoftrichter 230 Mililiter pro Liter
am 21.04.2016

Absaugnutsche mit Filterpapier ø 125mm
für Belebtschlamm Trockensubstanz
am 21.04.2016

belegtes Filterpapier ø 125mm
Trockensubstanz 5.94 Gramm pro Liter
am 21.04.2016

Glührückstand Schlammbehandlung (anorganischer Anteil) Glühverlust Schlammbehandlung (organischer Anteil)

Zweck der Analyse:

Der Glührückstand (in %) ist der anorganische Teil der Schlammprobe. Die Schlammprobe wird nach der Bestimmung Trockenrückstand bei einer Temperatur von grösser 530 °C so lange geglüht, bis keine Gewichtsabnahme mehr festzustellen ist. Die Differenz der aufgegebenen Gesamtmasse und der Masse des Glühverlustes, bildet den Glührückstand.
Die Bestimmung des Glührückstand ist oft der erste Schritt der Probevorbereitung für die Analyse organischer Substanzen. Als Beispiel für die Ermittlung der Schwermetallgehalte im Klärschlamm.

Geräte:

  • 4 Schlammproben von der Analyse Trockenrückstand

  • Tigelzange

  • Glühofen 600°C

  • Exsikkator für die 4 Tigel aus Porzellan

  • Präzision Analysenwaage: 0.0001 g

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

---

Auswertung der Analyse:

Der Glührückstand (in %) ist der anorganische Teil der Schlammprobe. Ein hoher Glührückstand deutet auf hohe Anteile mineralischer Stoffe in der Schlammprobe hin.

Zweck der Analyse:

Der Glühverlust (in %) ist der organische Anteil der Schlammprobe. Um ihn zu bestimmen, wird die Schlammprobe bei einer Temperatur von über 530 °C in einem Glühofen so lange geglüht, bis keine Gewichtsabnahme mehr festzustellen ist. Abkühlen lässt man die Proben im Exsikkator. Die Differenz zwischen der aufgegebenen Gesamtmasse und dem Glührückstand bildet den Glühverlust. Ein hoher Glühverlust deutet auf einen hohen Anteil an organischem Material in der Schlammprobe hin.

Geräte:

  • Berechnung aus Resultat Glührückstand

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

---

Auswertung der Analyse:

Der Glühverlust (in %) ist der organische Anteil der Schlammprobe. Ein tiefer Wert zeigt an dass der organische Anteil im Klärschlamm gut abgebaut wird. Er zeigt wie effizient die Schlammfaulung abläuft.

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • GR   Konzentration (% GR)   Frischschlamm

  • GR   Konzentration (% GR)   Überschussschlamm Austrag Eindickung

  • GR   Konzentration (% GR)   Primärschlamm

  • GR   Konzentration (% GR)   Faulraum

  • GR   Konzentration (% GR)   Faulschlamm Zulauf Entwässerung

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • GV   Konzentration (% GV)   Frischschlamm

  • GV   Konzentration (% GV)   Überschussschlamm Austrag Eindickung

  • GV   Konzentration (% GV)   Primärschlamm

  • GV   Konzentration (% GV)   Faulraum

  • GV   Konzentration (% GV)   Faulschlamm Zulauf Entwässerung

Schlammproben im Trocknungsofen Halogentrockner mit Waage Präzision Analysenwaage

Schlammproben im Trocknungsofen
Betriebstemperatur: 120 - 125°C
am 26.04.2016

Halogentrockner mit Waage
Betriebstemperatur: 120 - 125°C
am 21.04.2016

Präzisions Analysenwaage
Genauigkeit: 0.0001g
am 26.04.2016

pH-Werte Rohabwasser und Biologie pH-Werte Schlammbehandlung

Zweck der Analyse:

Viele Lebewesen tolerieren nur Lebensbedingungen in engen pH-Wert Grenzen. Abwasser das in die Kanalisation eingeleitet wird, muss bestimmte pH-Wert Grenzwerte zwischen 5 und 9 einhalten. Die biologische Abwasserreinigung mit dem Belebtschlammverfahren muss im Bereich pH 6-8 erfolgen. Ausserhalb dieses Toleranzbereichs werden die meisten Mikroorganismen geschädigt oder sind nicht aktiv. Daher wird vor dem Zulauf zur biologischen Stufe eine pH-Wert-Onlinemessung eingesetzt. Da viele Abbauprozesse selbst eine Wirkung auf den pH-Wert haben, ist eine Stichprobenmessung sinnvoll. Für einige Abbauprozesse (Nitrifikation) gibt es einen optimalen pH-Wert-Bereich der vom Neutralen pH-7 nicht stark abweichen soll. Bei der Nitrifikation entstehen Säuren. Der pH-Wert ist das Mass für die Wasserstoff-Ionenkonzentration und gibt die Stärke einer Säure oder Lauge an.

Geräte:

  • Indikator pH-Papierstreifen

  • Elektrisches pH-Messgerät

  • Pufferlösungen: pH-4;  pH-7  und  pH-10   für die Eichung

  • Elektrolytlösung für die Aufbewahrung

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Stichproben-Messungen:

Der pH-Wert im Rohabwasser oder Belebtschlamm kann auf einfache Weise mit pH-Papier mit beschränkter Genauigkeit bestimmt werden. Die Bestimmung beruht auf Farbreaktionen.
Für die genauere pH-Bestimmung werden elektrische Messgeräte verwendet.
Die Messeinrichtung zur elektrischen Messung des pH-Wertes in wässrigen Lösungen besteht aus der pH-Messsonde und dem pH-Messverstärker mit eingebauter Anzeige. Die pH-Messsonde besteht aus einer Einstabmesskette. Die Einstabmesskette ist eine pH-Elektrode, bei der die Glaselektrode und die Bezugselektrode zu einer Einheit verschmolzen sind.
Bei Verwendung von elektrischen pH-Messgeräten muss regelmässig die gesamte Messeinrichtung auf ihre Messgenauigkeit überprüft werden. Für die tägliche Stichprobenmessung im Belebtschlamm Messelektrode aus dem Aufbewahrungsgefäss entfernen und mit Leitungswasser abspülen. Messgerät einschalten. Messelektrode in den zu messenden Rohabwasser- oder Belebtschlamm-Probe eintauchen. Am pH-Messgerät Funktionstaste "Messen" betätigen. Warten bis die Messung abgeschlossen ist. Danach kann der angezeigte Wert ins Protokoll eingetragen werden.
Für die Überwachung des pH-Wertes im Rohabwasser ist eine Onlinemessung im Einsatz.

Zweck der Analyse:

Viele Mikroorganismen tolerieren nur Lebensbedingungen in engen pH-Wert Grenzen. Schlamm der zur Schlammbehandlung eingeleitet wird, muss bestimmte pH-Werte zwischen 6.5 und 7.5 einhalten. Die anaerobe Schlammfaulung muss im Bereich pH 6-8 erfolgen. Ausserhalb dieses Toleranzbereichs werden die viele Mikroorganismen geschädigt oder sind nicht aktiv. Da viele Abbauprozesse selbst eine Wirkung auf den pH-Wert haben, ist eine Stichprobenmessung sinnvoll. Bei der Schlammfaulung entstehen organische Säuren. Der pH-Wert ist das Mass für die Wasserstoff-Ionenkonzentration und gibt die Stärke einer Säure oder Lauge an.

Geräte:

  • Elektrisches pH-Messgerät

  • Pufferlösungen: pH-4;  pH-7  und  pH-10   für die Eichung

  • Elektrolytlösung für die Aufbewahrung

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Für die wöchentliche Stichprobenmessung im Faulschlamm Messelektrode aus dem Aufbewahrungsgefäss entfernen und mit Leitungswasser abspülen. Messgerät einschalten. Messelektrode in den zu messenden Schlamm eintauchen. Am pH-Messgerät Funktionstaste "Messen" betätigen. Warten bis die Messung abgeschlossen ist. Danach kann der angezeigte Wert ins Protokoll eingetragen werden.

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • pH-Wert   Rohabwasser nach der Rechenanlage

  • pH-Wert   Belebtschlamm im Nitrifikationsbecken

  • pH-Wert   Austrag Überschussschlamm Entwässerung

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • pH-Wert   Frischschlamm

  • pH-Wert   Schlamm im Faulraum

  • pH-Wert   Schlamm im Nacheindicker

Organische Säure Faulraum CH3COOH Sichttiefe oder Durchsichtigkeit des gereinigten Abwassers

Zweck der Analyse:

Kontrolle der Schlammfaulung: Die Schlammfaulung ist ein komplexer und empfindlicher Prozess. Dieser Verlauf ist am leichtesten über den pH-Wert des Faulschlammes, dessen Konzentration an organischen Säuren sowie dem Aussehen und Geruch zu kontrollieren.

Geräte:

  • Probenflasche 1.5 Liter

  • Küvetten-Test mit Reagenzien: LCK 365 (50 - 2'500mg/l CH3COOH

  • Thermostat Heizgerät LT200-2 programmierbar mit 2 Heizblöcken

  • Zentrifuge für trübe Schlammproben

  • Micropipette (100 - 1'000µl) und Micropipette (0.5 - 5ml)

  • Zeituhr (Timer 3 Minuten)

  • Spectro Photometer DR 3900 für Küvettentest

Verfahrens- und Ausführungsablauf:

Schlammprobe dem Faulaum mit Probenflasche 1.5 Liter bei der Umwälzpumpe entnehmen.

Der gesunde Faulschlamm ist schwarz, feinstrukturiert und von leicht erdig-teerigem Geruch. Er weist einen pH-Wert von zirka 7.1 bis 7.4 auf.

Schlammprobe gut schütteln und innerhalb 10 Minuten in 2 Röhrchen der Laborzentrifuge füllen. Achtung immer zwei gegenüberliegende Röhrchen benutzen! Sonst gibt es eine Unwucht.

Zentrifugen Parameter einstellen: 4'000 Umdrehungen und 10 Minuten danach die Zentrifuge starten. Achtung die Faulschlammprobe ist, bevor sie zentrifugiert wird, immer noch aktiv. Nach 15 Minuten ist die Probe nicht mehr repräsentativ und muss durch eine neue ersetzt werden.

Die Probenküvette LCK 365 im Thermostat Heizgerät LT200-2 10 in Minuten auf 100°C vorheizen. Danach Reagenzie A: 400µl und zentrigugierter Probe: 400µl mit der Micropipette befüllen. Küvette verschliessen danach 1 bis 2 mal schwenken und unverzüglich im Thermostat Heizgerät LT200-2 10 für Minuten bei 100°C heizen.

Küvette aus Thermostat Heizgerät LT200-2 entnehmen und auf 18 - 20°C abkühlen lassen.

Abgekühlte Küvette mit Reagenzie B: 400µl mit der Micropipette befüllen. Küvette verschliessen danach 1 bis 2 mal schwenken.

Küvette mit Reagenzie C: 400µl mit der Micropipette befüllen. Küvette verschliessen danach 1 bis 2 mal schwenken.

Küvette mit Reagenzie D: 2ml mit der Micropipette befüllen. Küvette verschliessen danach 1 bis 2 mal schwenken. Reaktionszeit: 3 Minuten abwarten.

Danach Küvetten gut reinigen und mit Spectro Photometer auswerten.

Auswertung der Analyse:

Sein Gehalt an flüchtigen organischen Säuren (als Essigsäure berechnet)
liegt bei weniger als 500mg/l.

Zweck der Analyse:

In einem Nachklärbecken wird der belebte Schlamm vom gereinigten Abwasser getrennt. Der Belebschlamm wird als Rücklaufschlamm wieder in das Belebungsbecken zurückgeführt. Die Trennleistung des Nachklärbeckens bestimmt den Umfang, in dem der Belebtschlammgehalt in Biologiebecken verändert werden kann. Der Belebtschlamm befindet sich also in einem ständigen Kreislauf zwischen Biologiebecken und Nachklärbecken im Verfahren. Auf diese Weise bilden Biologiebecken und Nachklärbecken verfahrenstechnisch gesehen eine Einheit. Die Reinigungsleistung des einen hängt von der Trennleistung des anderen ab.

Die Sichttiefe ist ein Mass für die Trübung des Wassers. Die Trübung wird durch ungelöste Stoffe verursacht. Die Messung der Sichttiefe wird an Ort und Stelle des zu untersuchenden Wassers mit der Sichtscheibe (Secchischeibe) oder im Labor mit dem Durchsichtigkeitszylinder (Snellen) gemessen.

Geräte:

  • Secchi Scheibe

  • Durchsichtigkeitszylinder

Verfahrens- und Ausführungsablauf:   mit der Secchi Scheibe

Zur Messung der Sichttiefe, des gereinigten Abwassers, im Nachklärbecken verwendet man die Secchischeibe. Darunter versteht man eine weisse Scheibe aus Blech oder Kunststoff von 20 - 30 cm Durchmesser, auf die ein schwarzes Kreuz (Strichbreite 3 - 6 cm Balken) angebracht ist. Diese Scheibe wird an einem Seil befestigt, auf dem eine 10cm Einteilung angebracht wird. Für die Messung wird die Scheibe langsam ins Nachklärbecken getaucht. In dem Augenblick, in dem das Kreuz gerade noch zu erkennen ist, wird die Eintauchtiefe abgelesen und aufgeschrieben.

Verfahrens- und Ausführungsablauf:   mit dem Durchsichtigkeitszylinder

Für die Messung der Durchsichtigkeit, des gereinigten Abwassers, im Nachklärbecken verwendet man den Durchsichtigkeitszylinder. Der Durchsichtigkeitszylinder ist ein Zylinder aus Glas mit eng anliegender Abdeckhülse, die seitlich einfallendes Licht abschirmen soll. Unten am Zylinder ist ein Ablasshahn angebracht. Die gut durchmischte Sammelprobe, des gereinigten Abwasser aus den Nachklärbecken, wird in diesen Zylinder eingefüllt. Nach kurzer Beruhigungszeit, wenn keine Luftbläschen mehr aufsteigen, wird der Wasserspiegel langsam so weit abgesenkt, bis die unter dem Zylinder angeordnete Schriftprobe gelesen werden kann. Das Niveau der verbleibenden Wassersäule wird an der Markierungen des Zylinders abgelesen und als Sichttiefe in cm abgelesen. Die verwendete Schriftprobe: schwarze Schrift auf weissem Untergrund und einer Schrifthöhe von 3.5mm und 0.35mm Lienenbreite.

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • Organische Säure   Faulraum

Verwendung der Analyse-Werte für:

  • Trennleistung   in der Nachklärung

Küvettentest LCK365 Anleitung Labor Zentrifuge, Thermostat und Photometer Organische Säure LCK365 Küvettentest

Organische Säure LCK365 Küvettentest
am 25.11.2014

Labor Zentrifuge, Thermostat und Photometer
am 27.04.2016

Küvettentest LCK365 Anleitung
am 27.05.2013

Allgemeines und Biologie

  • Wetter   Code: Trocken / Regen / Schneefall / Schneeschmelze

  • AV   Absetzvolumen   (ml/l)   Belebtschlammbecken

  • SVI   Schlammvolumenindex   (ml/g)   Belebtschlammbecken

  • Aufenthaltszeit   (h)   in der Biologie

  • TR   Trockenrückstand   (% TR)Belebtschlammbecken Nitrifikation

  • Sichttiefe   (cm)   in allen Nachklärbecken

  • Oberflächenbelastung   (m/h)   in der Nachklärung

  • Aufenthaltszeit   (h)   in der Nachklärung

Die Untersuchungen mit dem Mikroskop

Das Mikroskopische Bild

Das Mikroskopische Bild wird in der Schweiz seit Jahren auf allen grösseren Abwasserreinigungsanlagen im Rahmen der Eigenkontrolle regelmässig angeschaut. Diese bildliche Darstellung unterstützt und ergänzt die zahlreichen biologischen, chemischen und physikalischen Analysen, die wir in unserem Labor feststellen.

All diese Messungen und Analysen ergeben einen indirekten Einblick in die Lebenswelt der Mikroorganismen.

Mikroorganismen sind auf unserer Erde allgegenwärtig. Sie bilden Lebensgemeinschaften in der Luft, im Wasser und im Abwasser mit der Fähigkeit organische und anorganische Verbindungen abzubauen oder umzubauen. Damit sind die Mikroorganismen ein wesentlicher Teil der natürlichen Selbstreinigungsprozesse welche wir bei der Abwasserreinigung zu Hilfe nehmen.

Herkunft der Mikroorganismen

Die meisten Mikroorganismen, die einer Abwasserreinigungsanlage zufliessen, sind Bakterien. In das kommunale Abwasser gelangen sie hauptsächlich durch die menschlichen Ausscheidungen (Kot und Urin) und abgelöste Teile des Bewuchses (Sielhaut), der sich an den Abwasser-Kanälwänden bildet.

Reinigungsverfahren mit Mikroorganismen

In biologischen Abwasserreinigungsanlagen werden die natürlichen Selbstreinigungsprozesse der Gewässer für die Abwasserreinigung nachvollzogen. Mit Hilfe von technischen Massnahmen werden den Mikroorganismen optimale Lebensbedingungen auf engstem Raum bereitgestellt.

Dies sind insbesondere genügend (mindestens 2.5mg/Liter) Luft-Sauerstoff. Nach einer gewissen "Einarbeitungszeit" bilden sich in den Biologiebecken Schlammflocken oder Beläge (Biofilme) Lebensgemeinschaften von Mikroorganismen.

Die Mikroorganismen verarbeiten die energiereichen und hochmolekularen Abwasserinhaltsstoffe in energiearme Zwischenprodukte (Kohlendioxid (CO2) ) und Endprodukte (Wasser (H2O) ) um.

Die durch den Sauerstoff gewonnene Energie nutzen die Mikroorganismen für ihren Stoffwechsel und ihre starke Vermehrung aus. In den sich bildenden Schlammflocken oder Biofilmen reichern sich gelöste und ungelöste Stoffe an. Diese Nährstoffe beziehungsweise schwer abbaubaren organische Stoffe werden mit dem Übeschussschlamm aus dem Abwasser entfernt.

Mikroskop Untersuchung Mikroorganismen im Belebtschlamm Mikroskop Wimpertierchen Mikroskop Glockentierchen

Mikroskop für Untersuchungen
Mikroorganismen im Belebtschlamm
am 21.04.2016

Mikroskop Untersuchung Belebtschlamm
einzelnes Wimpertierchen
am 03.01.2004

Mikroskop Untersuchung Belebtschlamm
eine Kolonie Glockentierchen
am 12.01.2003

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Seite erstellt:  15.05.2013

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letztes Update:  11.11.2017

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