CSB - Chemischer Sauerstoffbedarf

Der CSB-Wert kennzeichnet die Menge an Sauerstoff, welche zur Oxidation der gesamten im Wasser enthaltenen organischen Stoffe verbraucht wird in mg/l oder g/m3.

Der CSB steht in enger Beziehung zur normierten Dichromat-Methode, einem Verfahren für Laboranalysen. Mit dieser Methode wird der chemische Sauerstoffbedarf des Wassers während der Warmoxidation mit Kaliumdichromat bestimmt. So wurde der CSB zu einem weit verbreiteten Summenparameter in der Abwasseranalyse. Er wird in deren Planung, Steuerung und Reinigungseffizienz betrachtet und ist Grundlage für Kalkulationen der Abwasserentgelte.

Übliche Bestimmungsmethoden

Dichromat-Methode (Nass-chemisches Verfahren)

Da die Dichromat-Methode etwa 2 Stunden für die Oxidation benötigt und gefährliche Chemikalien wie Chromsäure, Quecksilbersulfat, Schwefelsäure und Reagenzien zur Titration Verwendung finden, eignet sich dieses Verfahren nicht zur Online-Analyse in automatischen Instrumenten.

Aufgrund des enormen Einsatzes giftiger Chemikalien ist diese Methode ebenfalls inakzeptabel für das Laborpersonal. Hohe Anforderungen hinsichtlich des Arbeitsschutzes sowie umweltfreundliche Entsorgungsmaßnahmen müssen berücksichtigt werden. Hohe Betriebs- und Folgekosten sind die Konsequenzen.

Unter Betrachtung all dieser o. g. Argumente suchen Industrien und Anwender nach Online-Summenparametern und "sauberen" Verfahren, ohne eine zusätzliche Belastung aufgrund des Einsatzes von Chemikalien.

Saubere Methoden zur Bestimmung des Sauerstoffbedarfs

In den Vereinigten Staaten ist der TSB (totaler Sauerstoffbedarf) längst normiert und als Referenzparameter für den Sauerstoffbedarf organischer Substanzen in Abwasser Gang und Gebe. Eine weitere saubere Methode zur Erfassung des chemischen Sauerstoffbedarfs ist die elektrochemische Oxidation mittels OH-Radikalen.

Definition des TSB - Totaler Sauerstoffbedarf

Balkendigramm mit TSB- und CSB-Messwerten ausgewählter Stoffe

Mit diesem Parameter kann der gesamte Sauerstoffbedarf von Wasser gemessen werden. Bis in die 1970er waren Online-Analysatoren zur Bestimming des TSB auf dem Markt. Während sich die CSB-Dichromat-Methode in der Abwasseranalyse durchsetzte, geriet der TSB in Vergessenheit. Der TSB jedoch ist ein gut reproduzierbarer und verlässlicher Parameter, um den Bedarf an Sauerstoff einer Wasserprobe zu bestimmen. In den USA ist er unter ASTM D6238 normiert und findet sehr häufig Verwendung in Kläranlagen.

Der TSB kann leicht mit dem CSB korreliert werden. Folglich ist dieser Parameter eine bevorzugte Alternative gegenüber der "Dichromat"-CSB-Bestimmung. Außerdem eignet sich der Parameter sehr gut zur Online-Analyse, vor allem mit dem thermischen Verfahren bei 1.200°C.

Online Messung des CSB und TSB

Thermische Oxidation

Der QuickCODultra der LAR AG bedient sich einer speziellen Hochtemperaturmethode, die bei 1.200°C katalysatorfrei die gesamte Wasserprobe einschließlich aller Partikel verbrennt. Nachfolgend wird mit einem Sauerstoffdetektor der hierfür verbrauchte Sauerstoff ermittelt.

Korrelationsverfahren

Bei diesem Verfahren wird zuerst der TOC ermittelt und anschließend mittels eines in der Software festgelegten Faktors zum CSB korreliert. Der Korrelationsfaktor wird entsprechend der zu messenden Wasserprobe bestimmt. Diese Methode eignet sich gut bei Applikationen, deren Abwasserzusammensetzungen in der Regel konstant sind.

Das CSB-Messgerät QuickCODultra der LAR AG bestimmt den TOC ebenfalls mit der patentierten HT-Methode bei 1.200 °C,die die vollständige Oxidation der Wasserprobe garantiert. Anschließend wird dieser automatisch korreliert.

Elektrochemisches Messprinzip

Durch die von der LAR AG patentierte Blei-Dioxid-Elekrode werden OH-Radikale erzeugt. Im Vergleich zu anderen Oxidationsmitteln, haben OH-Radikale ein deutlich höheres Oxidations-Potential als Ozone oder Wasserstoffperoxid (H2O2), so können auch schwer oxidierbare Substanzen ohne Zusatz von gefährlichen Chemikalien schnell und einfach oxidiert werden.

Dieses elektrochemische Messprinzip wird von der Elox-Serie angewandt. Während der Reaktion wird der Verbrauch an OH-Radikalen gemessen, der wiederum in direktem Verhältnis zum CSB steht.

Dieses Verfahren bietet eine saubere, schnelle und wartungsarme Alternative zum gängigen Dichromat-Verfahren.

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