Eine saubere Sache

TOC-Bestimmung im Abwasser

In Deutschland erlaubt die Abwasserverordnung, dass der CSB, der noch immer als entscheidender Abwasserrichtwert für die organische Belastung eingesetzt wird, auch dann als eingehalten gilt, wenn der TOC nicht mehr als ein Viertel des CSB beträgt. Das heißt, der CSB kann nach Absprache mit der zuständigen Aufsichtsbehörde durch den TOC ersetzt werden.
Im Feld werden viele Messmethoden eingesetzt, die einen CSB-Wert ausgeben, der nicht DIN-konform ist. Bei diesen CSB-Sonden wird komplett auf Reagenzien verzichtet. Die Messung erfolgt direkt im Abwasserstrang über ein UV/VIS-Spektrum. Matrixveränderungen und zu hohe Konzentrationsveränderungen werden deshalb nur unzureichend erfasst.

Verbrennung ist nicht immer die Lösung
Der TOC kann mit verschiedenen Methoden bestimmt werden. Im Prinzip sind jedoch alle TOC-Analysatoren gleich aufgebaut: Eine flüssige Probe wird entnommen und der anorganische Kohlenstoff durch Ansäuern der Probe entfernt. Anschließend werden die organischen Kohlenstoffbestandteile zu Kohlenstoffdioxid (CO2) aufgeschlossen. Das CO2 wird nun zu einem Detektor geleitet und vermessen. Dabei wird der Kohlenstoff C in mg/l ausgegeben. Als Detektion hat sich der nicht dispersive Infrarot-Detektor (NDIR) etabliert, der ausschließlich CO2 bei einer spezifischen Wellenlänge detektiert.

Der Aufschluss der organischen Bestandteile kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Die wohl gängigste Methode ist der Hochtemperaturaufschluss, der ab 650 °C katalysatorunterstützt oder bei 1.200 °C alle Organik in der Probe verbrennt. Die Analysen erfolgen dabei diskontinuierlich, da der Ofen mit einer Injektionsnadel bei jeder Analyse neu befüllt werden muss. Eine andere effektive und kostengünstige Methode ist der nasschemische Aufschluss mit UV-Licht unter Verwendung eines starken Oxidationsmittels, meist Persulfat. Diese Methode läuft kontinuierlich ab. In der Tabelle sind weitere Vor- und Nachteile der beiden Aufschlussmethoden dargestellt.

Der Online-Analyzer ADI 7010 verwendet diese nasschemische Aufschlussmethode. Das System mit seinem einfachen Geräteaufbau und einem geringen Wartungsaufwand ist aufgrund jahrelanger Erfahrung mit TOC-Analysatoren für den Online-Betrieb entwickelt worden. Wie andere Online-Analysatoren des Herstellers zeichnet er sich darüber hinaus durch eine hohe Robustheit aus, so dass das System bis zu mehreren Wochen ohne manuelle Eingriffe durchlaufen kann und die kontinuierliche Prozesskontrolle damit stets gewährleistet ist.

Die Aufschlussmethode eignet sich besonders für gereinigte Abwässer, um beispielsweise den Kläranlagenauslauf in Oberflächengewässer oder Indirekteinleitungen in städtische Kläranlagen zu überwachen. Ein weiterer Anwendungsbereich umfasst Kühlwässer für Kraftwerke und Produktionen, die meist aus umgebenen Flüssen herangezogen werden und anschließend wieder dorthin zurückgeführt werden.

Mit einer TOC-Überwachung können zeitnah Leckagen im Kühlprozess aufgedeckt werden und notwendige Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Die Methode eignet sich außerdem zur Überwachung von Prozesswasser, zum Beispiel bei der Getränkeherstellung, um die Flüssigproben dauerhaft entweder auf einen bestimmten Inhaltsstoff wie Zucker zu überprüfen oder um das Spülwasser von Flaschenreinigungsmitteln auf Verschmutzungen zu kontrollieren und es effektiver einzusetzen und auszutauschen.

Heftausgabe: Februar 2015
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Über den Autor

Manja Lukesch, TOC-Produktspezialistin, Gerhard Kirner, Vertriebsunterstützung und Marketing Prozessanalytik Deutsche Metrohm
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