FH Düsseldorf Maschinenbau und Verfahrenstechnik Abwasser- und Bodenbehandlung Abwasser- und Bodenbehandlung Teil 2 Charakterisierung von Abwasser (Abwasserparameter) Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Abwasser- und Bodenbehandlung Abwasserparameter Einzelstoffe und Summenparameter Allgemein gilt, dass im (Misch)Abwasser eine großen Zahl von Inhaltsstoffen enthalten ist, deren analytische Bestimmung einen sehr großen Aufwand erfordern würde. Neben einigen ausgewählten Einzelstoffen, wird in der Abwassertechnik mit sogenannten Summenparametern gearbeitet, die eine ganze Gruppe von Stoffen mit einer spezifischen Eigenschaft erfasst. Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Abwasser- und Bodenbehandlung Abwasserparameter Summenparameter zur Erfassung der organischen Belastung Bedeutsame Summenparameter mit ihren spezifischen Eigenschaften sind: CSB (Chemischer Sauerstoffoxidiert bedarf) Erfassung aller anorganischen und organischen und Stoffe, die zu CO2 und Wasser chemisch werden können. Es somit werden nicht die organischen Verbindungen selbst erfasst, sondern die erforderliche Sauerstoffmenge, um diese zu oxidieren. TOC (Total Organic Carbon) Die organische Belastung wird bestimmt durch Verbrennung oder Oxidation aller Kohlenstoffverbindungen zu CO2 und Wasser mit anschließender CO2-Bestimmung. Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Abwasser- und Bodenbehandlung Abwasserparameter Einzelstoffe und Summenparameter BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf) Erfassung aller organischen Stoffe, die zu CO2 und Wasser biologisch nach 5 Tagen oxidiert werden können. Auch hier wird nur die erforderliche Sauerstoffmenge für den Abbau der org. Stoffe bestimmt. AOX Erfassung aller halogenierten organischen Stoffe, die an Aktivekohle adsorbierbar sind. Bestimmt wird der Halogengehalt (meist Chlorid oder Bromid) der A-Kohle Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Vergleich: CSB, TOC und BSB5 CSB: erfasst die chemisch oxidierbare anorganische und organische Stoffe BSB5: erfasst die biochemisch leicht abbaubaren organischen Stoffe TOC: erfasst die gelösten und ungelösten organisch gebundenen Kohlenwasserstoffe Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Vergleich: CSB und BSB5 • Der CSB erfasst praktisch alle organischen Stoffe. • Der BSB5 erfasst nur die biologisch abbaubaren organischen Stoffe. • Das Verhältnis zwischen CSB und BSB5 liefert somit eine erste Aussage über die Abbaubarkeit der biologischen Inhaltsstoffe - CSB:BSB5 < 2 leicht abbaubar, z.B. kommunales Abwasser - CSB:BSB5 > 5 schwerer abbaubar, z.B. zahlreiche industrielle Abwässer Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Erfassung der eutrophierenden N- und P-Verbindungen Nges Bestimmung des Gesamtstickstoffgehaltes aus anorganisch und organisch gebundenem Stickstoff. TNb Erfassung des Stickstoffgehaltes, der an organischen Verbindungen gebunden ist. Es wird kein NH4 erfasst. NH4-N Erfassung des Stickstoffgehaltes, der als Ammonium vorliegt. Pges Erfassung des Gesamtphosphorgehaltes Kaspisches Meer Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Einzelstoffe, z.T. als Summenparameter dargestellt Schwermetalle Cu, Ni, Hg, Cd, Cr, Zi, Zn BTEX Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylol (leicht flüchtige Verbindungen) PAK polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe z.B. Naphthalin Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Summenparameter zur Erfassung bestimmter Eigenschaften Absetzbare Stoffe mit diesem Parameter werden alle Stoffe erfasst, die sich in einem Imhofftrichter nach 2 Stunden abgesetzt haben. Bestimmung der Absetzbarkeit von Stoffen. Die Abwasserprobe (1 Liter) wird in den Imhofftrichter gegeben, nach einer 2-stündigen Absetzzeit wird das Volumen der abgesetzten Stoffe bestimmt. Üblicherweise liegt der Volumenanteil bei 1 bis 20 ml/l im Zulauf ein komm. Kläranlage. Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Summenparameter zur Erfassung bestimmter Eigenschaften FLOX oder LHKW Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke Erfassung aller leichtflüchtigen halogenierten organischen Stoffe durch Strippung und Bestimmung des Halogengehaltes der Stippluft. Bestimmung der Flüchtigkeit von halogenierter Stoffen. SS 2015 Wirkparameter Erfassung der Wirkung auf ausgewählte Organismen (Toxikologische Wirkparameter). GF GEi GD GA GL GM Giftigkeit gegenüber Fischen (abgelöst durch GEi) Giftigkeit gegenüber Fischeiern Giftigkeit gegenüber Daphnien Giftigkeit gegenüber Algen Giftigkeit gegenüber Leuchtbakterien erbgutveränderndes Potenzial (Mutagenitätstest) Die biologische Abbaubarkeit ist bis heute kein Abwasserparameter ! Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015 Zahn-Wellens-Test (Bestimmung der biologischen Eliminierbarkeit von Stoffen) In einem mehrere Liter fassenden Glasgefäß wird Belebtschlamm zusammen mit der zu untersuchenden Substanz und Nährsalzen homogenisiert und gut belüftet, idealerweise bei 20°C - 25°C ohne Lichteinfluss über einen Zeitraum von 28 Tagen. Der Erfolg des Zahn-Wellens-Tests hängt sehr stark von der richtigen Wahl des Klärschlamms ab (Adaptation der Mikroorganismen an das jeweilige Abwasser). Die biologische Elimination setzt sich aus 2 Effekten zusammen: - biologischer Abbau der Verbindungen - Adsorption an den Belebtschlamm (Mikroorganismen) Prof. Dr. rer. nat. K.-E. Köppke SS 2015