Schnell, sicher, effektiv

CHEMIE UMWELT TECHNIK
SPECIAL
Schnell, sicher, effektiv
Produktfokus: Neue Lösungen für die
Umweltmesstechnik
Wasser- und Abwasserwirtschaft sind nach wie vor
ein wichtiger – und teurer
– Teilbereich der Umwelttechnik. Grund genug, große Aufmerksamkeit der
Untersuchung und Behandlung dieses Mediums
zu schenken. Untersuchungen mit modernen Geräten
und neuen Verfahren können helfen, die Kosten im
Rahmen zu halten. Unser
Beitrag stellt Neuheiten in
diesem Bereich vor.
In der Wasser- und Abwasserwirtschaft werden Fragen zu Kosten und Gebühren und
zur Finanzierung immer wichtiger. Bestandteil von Qualitäts- und Umweltmanagementsystemen zur Senkung der Kosten sind
neue Messgeräte und -verfahren.
Online-Messung vor Ort
Mit dem Nitrat-Sensor Evita Insitu 5100 von
Danfoss (Bild 1) ist nach Herstellerangabe
erstmals eine direkte Nitratmessung im Abwasser möglich. Sie wird durch einen UVSensor mit einer antibakteriellen Ionenmembran zur sicheren und interferenzfreien Messung von Nitrat realisiert. Der Sensor kombiniert die UV-Nitratmessung mit der Membrantechnologie. Dadurch werden nahezu
alle Möglichkeiten einer Interferenz ausgeschlossen. In einer Membran, die mit Abwasser in Kontakt ist, belädt sich das entionisierte Wasser als Trägerflüssigkeit so lange
mit Nitrationen, bis der Konzentrationsausgleich mit dem Abwasser stattgefunden hat.
Alle anderen im UV-Bereich absorbierenden
Stoffe verbleiben im Abwasser. Interferenzen durch Huminstoffe und optische Aufheller unterbleiben – ebenso wie Störungen
durch hohe Feststoffgehalte. Lediglich die zu
untersuchenden Nitrat- und, falls vorhanden, Nitritionen erreichen über die Träger-
1: Der Nitrat-Sensor
basiert auf einem
UV-Sensor mit antibakterieller Ionenmembran
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flüssigkeit den UV-Sensor (weitere Infos unter CT 618).
Gerade für kleinere Kläranlagen sind große
zusätzliche Investitionen für Online-Messtechnik, Messhäuser und Ultrafiltration oft
nicht oder nur schwer zu realisieren. Jetzt
steht eine wirtschaftliche Lösung für das
Messen von Ammonium und Phosphat, entwickelt von Dr. Lange, zur Verfügung. Das
Messgerät befindet sich hierbei in einem geschützten Messschrank, der direkt am Beckenrand installiert wird. Die In-situ-Membran-Probenaufbereitung Filtrax liefert dem
jeweiligen Analyser – Phosphat oder Ammonium – ein ultraklares Permeat. Sowohl die
Probenaufbereitung als auch das Messgerät
verfügen über eine automatische Selbstreinigung, so dass minimaler Wartungsaufwand entsteht. Der Verzicht auf teure Tauchmotorpumpen reduziert die Betriebskosten
auf ein Minimum. In das Edelstahlgehäuse
des Messschrankes sind ein Prozess-Photometer vom Typ Amtax compact oder Phosphax compact einschließlich aller Anschlüsse, Heizung und Lüfter eingebaut. Die Steuerungseinheit der Probenaufbereitung ist in
einem separaten Edelstahl-Gehäuse untergebracht (weitere Infos unter CT 619).
In der Wasserbehandlung wird der Grad der
Ausflockung durch den Wechsel des pHWertes, der Zugabe chemischer Flockungsmittel wie geladener Polymere und der Zugabe von Aluminiumchlorid oder anderer Salze
mit hoher Ladung beeinflusst. Die Messung
des Zetapotenzials in Abhängigkeit dieser
Parameter ist von grundlegender Bedeutung, um Vorschriften zur Wasserbehandlung erstellen zu können.
Die Serie Zetasizer von Malvern (Bild 2)
nutzt zur Bestimmung des Zetapotenzials die
Mikroelektrophorese. Das Zetapotenzial
hängt vom Partikel selbst und von den umgebenden Bedingungen ab. Zielgerichtet
veränderte äußere Bedingungen führen zu
Änderungen des Zetapotenzials, die häufig
interpretierbar sind und wesentliche Eigenschaften der Partikeloberfläche offenbaren
können. Zetapotential-Messungen sind vielfach Messungen von Potentialverläufen in
Abhängigkeit von potenzialbestimmenden
Einflussparametern, wie etwa dem pH-Wert
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des Dispergiermediums oder der Anwesenheit von Additiven. Mit dem Zeta-Autotitrator ist der Hersteller einen Schritt in Richtung
automatischer Erfassung von Mobilitätsabhängigkeiten gegangen. Der wichtigste
Vorteil besteht insbesondere in der Flexibilität der Möglichkeiten. Die Autotitrator-Software gestattet wahlweise pH- oder konzentrations- oder leitfähigkeitsgesteuerte Messabläufe. Die Software bietet beispielsweise
Speichermöglichkeiten der Methoden und
die grafische Anzeige des zu erwartenden
Volumens bis zum Ende der Titration (weitere Infos unter CT 620).
Membrantechnologie auf
dem Vormarsch
Membranfiltrationsverfahren, in der Wassertechnologie schon seit längerer Zeit eingesetzt, gewinnen zunehmend an Bedeutung,
denn mit Membranen können Einzelstoffe –
insbesondere problematische Stoffe wie
Bakterien oder Viren – erheblich besser eliminiert werden. Sie verbessern den Abbau organischer Schmutzstoffe und damit die Qualität des Wassers.
Die mechanische Membran-Trennverfahrenstechnik, genauer die Mikro-, Ultra- und
Nanofiltration sowie Umkehrosmose, ist ein
umweltschonendes Verfahren zur Entlastung von kolloidal verteilten und ional gelösten flüssigen Schadstoffen. Hierzu wurde ein
universelles und tragbares Membranprüfgerät für umweltrelevante Stoffe konzipiert,
das im Gegensatz zu den vorhandenen
Membrantesteinrichtungen nicht flache,
sondern Flachmembranen zylindrischer
Form einsetzt. Die feedseitige Überströmung
ist annähernd identisch zur Strömung in einem Wickelmodul. Der von Uwatech entwickelte 3-dimensionale Testapparat ermöglicht einen direkten Einsatz für Feldversuche.
Dadurch wird die Schnellanalytik für mem-
2: Beispiel einer
Titrationskurve
gegen den pHWert
brantechnische Trennung von Belastungsstoffen in wässrigen Lösungen erheblich verbessert. Grundlegende Idee hierbei ist, dass
auf die Membranhalterung der Testzelle die
Membran zylindrisch, also dreidimensional,
aufgebracht wird und hydrodynamisch abdichtet. Der dazugehörige Spacer wird mit
einem hydraulischen System automatisch
auf der Membranfläche aufgespannt. Das
SERVICE
Über die angegebenen Kennziffern erhalten Sie weitere Informationen zu den
im Beitrag genannten Produkten.
Nitratsensor Evita Insitu 5000
(Danfoss)
CT 618
Ammonium-/Phosphat-Messung
(Dr. Lange)
CT 619
Zetasizer (Malvern Instruments) CT 620
Membranprüfgerät (Uwatech) CT 622
Analysekits Vit (Vermicon)
CT 623
3: Mikroskopische Aufnahme einer Probe vor der Analyse (links) und nach der Analyse mit Vit-Microthrix (rechts). Microthrix parvicella leuchtet nun deutlich in Rot
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Permeat lässt sich durch ein getrenntes Kanalsystem ableiten. Die Durchströmung über
die Membranoberfläche sichert eine Zirkulationspumpe, die unter Druck arbeitet. Diese
Pumpe wird durch eine Permanent-MagnetKupplung angetrieben. Der Arbeitsdruck
wird bei Kurzzeit-Testversuchen über Gasflaschen oder bei Langzeitversuchen durch eine
Druckerhöhungs-Dosierpumpe
gesichert
(weitere Infos unter CT 622).
Bakterien eindeutig
identifizieren
Aber nicht nur Nitrat, Phosphat und Konsorten belasten Abwässer, auch Bakterien sind
ein Problem und müssen im Auge behalten
werden. Die Vit-Produktlinie von Vermicon
umfasst Schnelltests, mit denen zahlreiche
Bakterien in Wasser und Abwasser problemlos analysiert werden können. Im Bereich des
Abwassers sind dies drei Analysekits zum
Monitoring von belebten Schlämmen in Kläranlagen. Nitri-Vit weist nitrifizierende Bakterien nach, die Kits Vit Microthrix (Bild 3) und
Vit Nocardioforme Actinomyceten detektieren fädige Bakterien, die Hauptverursacher
von Schwimm- und Blähschlamm. Die Bakterien werden mit den Schnelltests direkt vor
Ort in der Belebtschlammprobe bestimmt.
Für die Trinkwasserhygiene gibt es die Analyse-Kits Vit-Legionella, Vit-Pseudomonas aeruginosa und Vit-E. coli/coliforme. Im Vergleich zu konventionellen Analysemethoden
bieten die Kits problemloses Handling,
Schnelligkeit, Sicherheit und Spezifität des
Bakteriennachweises. Mit einer Gensondentechnologie werden die Bakterien erstmals
spezifisch sichtbar gemacht. Diese Gensonden werden vorher für die verschiedensten
Bakterien programmiert. Sie dringen dann in
die Zellen ein und bringen sie spezifisch zum
Leuchten. So werden Bakterien unverwechselbar nachgewiesen (weitere Infos unter
CT 623).
[Li.]
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