Methoden der Sauerstoff­eintrags­messung

Es werden drei Methoden der Sauerstoff­eintrags­messung unterschieden: die Absorptions­methode, die Desorptions­methode sowie die Abluft­methode. Sämtliche Methoden sind im DWA-Merkblatt M 209 beschrieben. Wir sind in der Lage, jede dieser Messungen entsprechend dem Stand der Technik durchzuführen. Mit allen Methoden lassen sich die üblichen Kenngrößen (α)SOTR (Sauerstoff­eintrag), (α)SSOTR (spezifischer Sauerstoff­eintrag) und (α)SAE (Sauerstoffertrag) bestimmen. Vor- und Nachteile sowie Einsatzbereiche der verschiedenen Methoden werden im Folgenden kurz erläutert.


Absorptionsmethode

Absorptionsmessungen werden in Reinwasser ebenso wie in Belebtschlamm angewandt. Bei der Messung in Reinwasser wird der vorhandene Sauerstoff durch Zugabe pulverförmigen oder gelösten Natriumsulfits gezehrt. Als Katalysator ist dabei die Zugabe von Kobaltsulfat erforderlich. Auch wenn die Konzentrationen der verwendeten Chemikalien im Allgemeinen unbedenklich ist, sollte die Entsorgung des Reinwassers im Anschluss an die Versuche mit der zuständigen Umweltbehörde abgestimmt werden.

Ohne Entsorgungsprobleme können Absorptions­messungen in Reinwasser durchgeführt werden, wenn der gelöste Sauerstoff durch die Dosierung reinen Stickstoffs gestrippt wird. Leider scheidet diese Methode jedoch üblicherweise auf Grund der benötigten Menge an Stickstoff aus. Unter den sauberen Methoden der Sauerstoff­eintrags­messung in Reinwasser stellen Desorptionsmessungen die günstigere Alternative dar.

Absorptionsmessungen in Belebtschlamm sind eine kostengünstige Alternative zu Reinwassermessungen, da hierbei die Sauerstoffzehrung durch die vorhandenen Mikroorganismen stattfindet, und somit weder Chemikalien noch reine Gase erforderlich sind. Allerdings ist bei dieser Art der Messung eine vollständige Unterbrechung des Zulaufs zum Belebungsbecken erforderlich, da die Methode eine konstante Sauerstoffzehrung des Belebtschlammes erfordert.

Ein Streudiagramm welches den Verlauf der Sauerstoffsättigung bei einer Absorptionsmessung dargestellt. Auf der y-Achse ist der Sauerstoffgehalt in Milligramm pro Liter abgetragen und reicht von 1 bis 14. Die x-Achse enthält die Zeit in Stunden und Minuten und reicht von 0 bis 1 Stunde. Die Punktwerte folgen einem logartithmisch steigendem Verlauf. Eine Linie verläuft durch die Mitte der Punktwolke und visualisiert die aus den Daten abgeleitete Funktion.

Desorptionsmethode

Desorptionsmessungen stellen zur Überprüfung der Garantiewerte die eleganteste Methode dar. Obwohl auch in Belebtschlamm möglich, werden sie nahezu ausschließlich in Reinwasser angewandt. Bei dieser Art der Messung wird die Sauerstoffkonzentration im Belebungsbecken zunächst unter Zugabe von Reinsauerstoff auf bis zu 30 mg/L angehoben. Durch die anschließende Belüftung sinkt die Sauerstoffkonzentration auf den unter atmosphärischen Bedingungen gültigen Sättigungswert. Aus physikalischer Sicht sind die Vorgänge bei Desorptions- und Absorptionsversuchen dieselben, weshalb auch auf diese Weise zuverlässig der Sauerstoff­eintrag bestimmt werden kann.

Ein Streudiagramm welches den Verlauf der Sauerstoffsättigung bei einer Desorptionsmessung dargestellt. Auf der y-Achse ist der Sauerstoffgehalt in Milligramm pro Liter abgetragen und reicht von 12 bis 25. Die x-Achse enthält die Zeit in Stunden und Minuten und reicht von 0 bis 1 Stunde 10 Minuten. Die Punktwerte folgen einem logartithmisch fallenden Verlauf. Eine Linie verläuft durch die Mitte der Punktwolke und visualisiert die aus den Daten abgeleitete Funktion.

Abluftmethode

Die Abluftmethode kommt vorzugsweise zur Bestimmung der Sauerstoff­eintrags­leistung unter Betriebsbedingungen oder bei für die Messung ungünstigen Beckengeometrien bzw. Belüfterkonfigurationen zum Einsatz. Sie wird stets in Belebtschlamm durchgeführt. Bei dieser Methode wird die aus dem Belebungsbecken austretende Luft mit Hilfe einer schwimmenden Haube aufgefangen und analysiert. Dank unserer neu entwickelten mobilen Ablufthaube entfällt dabei die früher übliche komplizierte Schlauchführung bis an den Beckenrand. Die Messung der aufgefangen Gasmenge und -zusammensetzung findet unmittelbar auf der Haube statt. Durch die Auswertung des Sauerstoffanteils in der Abluft wird der spezifische Sauerstoff­eintrag im Beckenabschnitt unter der Haube ermittelt.

Eine Fotografie unserer Ablufthaube. Es ist ein Becken einer Kläranlage von oben abgebildet. Das Becken ist mit braunem Abwasser gefüllt. Auf dem Wasser schwimmt eine pyramidenförmige Konstruktion, die unsere Messtechnik zur Abluftuntersuchung enthält.