{"id":157617,"date":"2021-10-26T09:29:18","date_gmt":"2021-10-26T09:29:18","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.hannaservice.eu\/csb-in-der-industriellen-produktion-und-abwasserentsorgung\/"},"modified":"2022-10-10T09:21:09","modified_gmt":"2022-10-10T09:21:09","slug":"csb-in-der-industriellen-produktion-und-abwasserentsorgung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.hannaservice.eu\/de\/csb-in-der-industriellen-produktion-und-abwasserentsorgung\/","title":{"rendered":"CSB in der industriellen Produktion und Abwasserentsorgung"},"content":{"rendered":"\t\t
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„W. H. Auden bemerkte einmal: „Tausende haben ohne Liebe gelebt, nicht einer ohne Wasser.“ Obwohl wir alle wissen, dass Wasser lebenswichtig ist, verschwenden wir es trotzdem. Etwa 80 Prozent der weltweiten Abw\u00e4sser werden – gr\u00f6\u00dftenteils unbehandelt – in die Umwelt entsorgt und verschmutzen Fl\u00fcsse, Seen und Meere.<\/em><\/p>\n

Nach Angaben der Vereinten Nationen flie\u00dfen mehr als 80 Prozent der weltweiten Abw\u00e4sser ohne Behandlung oder Wiederverwendung zur\u00fcck in die Umwelt; in einigen der am wenigsten entwickelten L\u00e4nder sind es sogar 95 Prozent.<\/p>\n

Die EPA sch\u00e4tzt, dass allein in den Vereinigten Staaten jedes Jahr etwa 850 Milliarden Gallonen unbehandeltes Abwasser und Regenwasser als CSO freigesetzt werden.<\/p>\n

Die Entwicklung der Industrie, das exponentielle Bev\u00f6lkerungswachstum und die steigende Produktion haben erhebliche Auswirkungen auf die Zunahme der Abfallmengen, die direkt oder indirekt in die nat\u00fcrlichen Wassersysteme eingeleitet werden. Je nach Gr\u00f6\u00dfe der Aufnahmekapazit\u00e4t der einzelnen Empf\u00e4nger dauert es einige Zeit, bis m\u00f6gliche St\u00f6rungen des nat\u00fcrlichen biologischen Gleichgewichts von Teilen der Wassersysteme beobachtet werden k\u00f6nnen. Stark gest\u00f6rte Teile der nat\u00fcrlichen Umwelt, insbesondere Gew\u00e4sser, werden f\u00fcr viele Zwecke bald unbrauchbar. Um die Qualit\u00e4t nat\u00fcrlicher Wassersysteme zu sch\u00fctzen, m\u00fcssen kommunale Abw\u00e4sser vor der Einleitung in die Umwelt bestimmte Qualit\u00e4tsanforderungen erf\u00fcllen.<\/p>\n

Wie k\u00f6nnen Abw\u00e4sser zufriedenstellend gereinigt und in den Vorfluter eingeleitet werden? Es ist notwendig, die Wirksamkeit der Reinigung zu analysieren und entsprechend zu handeln. Bei der Analyse der Reinigungsleistung werden physikalische, chemische und biologische Indikatoren sowie die Wasserqualit\u00e4t am Zu- und Ablauf der Kl\u00e4ranlage untersucht. Zur \u00dcberwachung werden physikalisch-chemische Indikatoren der Abwasserqualit\u00e4t (chemischer Sauerstoffbedarf (CSB), biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB), Konzentration von Schwebstoffen, Gesamtphosphor und Gesamtstickstoff) analysiert.<\/p>\n

Der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) ist ein wichtiger Messwert f\u00fcr die Abfallbehandlung in allen Bereichen, von kommunalen Systemen bis hin zu Abfallstr\u00f6men der Lebensmittelherstellung.<\/p>\n

Die richtige Durchf\u00fchrung von CSB-Tests ist wichtig f\u00fcr die Bestimmung der Wirksamkeit der Abwasserbehandlung und kann helfen, Probleme bei der Behandlung zu diagnostizieren. Die CSB-Methode wird auch in Kraftwerken, in der chemischen Industrie, in der Papierindustrie, in W\u00e4schereien, in Umweltstudien und in der allgemeinen Bildung eingesetzt. Die Effizienz des Behandlungsprozesses wird normalerweise als Prozentsatz der w\u00e4hrend des Zyklus gereinigten oxidierbaren Stoffe ausgedr\u00fcckt.<\/strong><\/p>\n

In Wasseraufbereitungsanlagen muss der CSB-Wert am Ende des Aufbereitungszyklus weniger als 10 mg\/l O2<\/sub>betragen.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Was ist der chemische Sauerstoffbedarf?<\/strong><\/p>\n

Der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) ist definiert als jede Substanz, sowohl organisch als auch anorganisch, die durch ein starkes Oxidationsmittel oxidiert werden kann. Die Menge des verbrauchten Oxidationsmittels wird durch die Sauerstoff\u00e4quivalenz ausgedr\u00fcckt. Der CSB wird in mg \/ l O2 angegeben. Aufgrund seiner einzigartigen chemischen Eigenschaften ist das Dichromat-Ion (Cr2<\/sub>O7<\/sub>2-<\/sup>) in den meisten F\u00e4llen das angegebene Oxidationsmittel. Bei diesen Tests wird Cr2<\/sub>O7<\/sub>2-<\/sup> zu Chromionen (Cr3 +<\/sup>) reduziert.<\/p>\n

Wie bereits erw\u00e4hnt, sind sowohl die organischen als auch die anorganischen Bestandteile der Probe der Oxidation unterworfen. Die organische Komponente \u00fcberwiegt jedoch und ist von gr\u00f6\u00dferem Interesse. Der CSB ist ein definierter Test, sowohl die Aufschlusszeit als auch die St\u00e4rke des Reagenzes und die CSB-Konzentration der Probe beeinflussen den Grad der Oxidation der Probe.<\/p>\n

Der CSB-Test wird normalerweise mit anderen wichtigen Tests kombiniert, um die Wirksamkeit der Kl\u00e4ranlage zu best\u00e4tigen.<\/p>\n

Es gibt eine allgemein anerkannte Klassifizierung von Abw\u00e4ssern nach ihrem Sauerstoffbedarf, der entweder nach der biologischen Methode (BSB) oder der CSB-Methode gemessen wird.<\/p>\n

Bedeutung: Pr\u00e4vention der Eutrophierung<\/strong><\/p>\n

Als Ma\u00df f\u00fcr die organische Substanz in einer Probe sind BSB und CSB in Abw\u00e4ssern von entscheidender Bedeutung f\u00fcr die Bestimmung der Abfallmenge im Wasser. Abf\u00e4lle mit einem hohen Anteil an organischen Stoffen m\u00fcssen vor der Einleitung in den Vorfluter behandelt werden, um die Menge an organischem Abfall zu reduzieren.<\/p>\n

Wenn Wasseraufbereitungsanlagen den organischen Gehalt des Abwassers nicht reduzieren, bevor es in nat\u00fcrliche Gew\u00e4sser gelangt, werden die Mikroben im aufnehmenden Wasser die organischen Stoffe aufzehren.<\/p>\n

Infolgedessen verbrauchen diese Mikroben im Rahmen des Abbaus der organischen Abf\u00e4lle auch den Sauerstoff im Vorfluter. Diese Sauerstoffverarmung in Verbindung mit n\u00e4hrstoffreichen Bedingungen wird als Eutrophierung<\/strong><\/a>bezeichnet, ein Zustand nat\u00fcrlicher Gew\u00e4sser, der zum Absterben von Tieren f\u00fchren kann.<\/p>\n

Abwasseranlagen reduzieren CSB und BSB, indem sie die gleichen Mikroben unter kontrollierten Bedingungen einsetzen. Diese Anlagen bel\u00fcften Kammern, in die spezielle Bakterien eingespritzt werden, die die organischen Stoffe in einer Umgebung abbauen k\u00f6nnen, die den nat\u00fcrlichen Gew\u00e4ssern nicht schadet.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Der CSB kann mit titrimetrischen und photometrischen Methoden<\/strong> gemessen werden.<\/p>\n

In der Vergangenheit wurde Kaliumpermanganat in gro\u00dfem Umfang als Oxidationsmittel verwendet, aber es erwies sich als uneinheitlich in seiner F\u00e4higkeit, alle organischen Stoffe in einer Vielzahl von Abfallproben zu oxidieren.<\/p>\n

Die meisten der heute verf\u00fcgbaren CSB-Tests verwenden Kaliumdichromat als Oxidationsmittel. Kaliumdichromat ist ein sehr starkes Oxidationsmittel und hat eine Oxidationskraft von 95-100% des organischen Materials.<\/p>\n

Die Proben werden mit einer bestimmten Menge des Oxidationsmittels Schwefels\u00e4ure und Hitze (150 \u00b0C) aufgeschlossen. In der Regel werden Metallsalze beigef\u00fcgt, um eventuelle St\u00f6rungen zu unterdr\u00fccken und den Aufschluss zu katalysieren. Der Aufschluss dauert in der Regel zwei Stunden.<\/p>\n

W\u00e4hrend des Aufschlusses ist ein \u00dcberschuss an Oxidationsmittel erforderlich, um die vollst\u00e4ndige Oxidation der Probe zu gew\u00e4hrleisten. Daher ist es wichtig, die Menge des \u00fcbersch\u00fcssigen Oxidationsmittels zu bestimmen. Die beiden gebr\u00e4uchlichsten Methoden hierf\u00fcr sind die Titration und die Kolorimetrie.<\/p>\n

CSB – gemessen durch Titration<\/strong><\/p>\n

Eine Probe wird in einer stark sauren L\u00f6sung mit einem bekannten \u00dcberschuss an Kaliumdichromat (K2<\/sub>Cr2<\/sub>O7<\/sub>) aufbewahrt. Nach dem Aufschluss wird das verbleibende nicht reduzierte K2<\/sub>Cr2<\/sub>O7<\/sub> mit eisenhaltigem Ammoniumsulfat titriert, um die Menge des verbrauchten K2<\/sub>Cr2<\/sub>O7<\/sub> zu bestimmen, und die oxidierbare Substanz wird in Form von Sauerstoff\u00e4quivalenten berechnet. Dieses Verfahren wird bei CSB-Werten zwischen 40 und 400 mg \/ l angewandt.<\/p>\n

H\u00f6here CSB-Werte k\u00f6nnen durch sorgf\u00e4ltige Verd\u00fcnnung oder durch Verwendung h\u00f6herer Konzentrationen der Dichromat-Aufschlussl\u00f6sung erzielt werden.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Sie k\u00f6nnen die Menge an dreiwertigem Chrom in einer Probe nach dem Aufschluss quantifizieren, indem Sie die Absorption der Probe bei einer Wellenl\u00e4nge von 600 nm in einem Photometer<\/strong> oder Spektralphotometer messen. Alternativ kann die Absorption von sechswertigem Chrom bei 420 nm zur Bestimmung der Menge an \u00fcbersch\u00fcssigem Chrom am Ende des Aufschlusses verwendet werden, um den CSB-Wert zu ermitteln. Wenn eine Probe aufgeschlossen wird, wird das CSB-Material in dieser Probe durch das Dichromat-Ion oxidiert. Infolgedessen wird Chrom von sechswertig (VI) zu dreiwertig (III). Beide Chromarten sind farbig und absorbieren Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums. Im Bereich von 400 nm absorbiert das Dichromat-Ion (Cr2O72-) viel Licht, w\u00e4hrend das Chrom-Ion (Cr3 +) viel weniger Licht absorbiert. Im Bereich von 600 nm absorbiert das Chrom-Ion sehr stark, w\u00e4hrend das Dichromat-Ion praktisch keine Absorption aufweist.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Diese Methode ist einfach und erfordert nur wenige Schritte.<\/p>\n