Die Kläranlage der Stadt Kalamazoo, USA, leitet ihr Abwasser in den gleichnamigen Fluss ein. Die Durchflussmenge liegt bei ca. 100 000 m3 pro Tag. Die Hälfte der organischen Fracht stammt aus einem Pharmazieunternehmen. Dazu kommt ein 50-%-Anteil an löslichem Phosphor aus zwei ansässigen Industrieunternehmen. Um eine effektive Vorhersage der Phosphorfracht machen zu können, testete das Unternehmen eine Helios-Phosphat-Sonde.
Zur Phosphoreliminierung wird in der Anlage ein kombiniertes biologisch-chemisches Verfahren eingesetzt, das Eisenchlorid zur Fällung des löslichen Phosphors einsetzt. Bislang wurde die Chemikaliendosierung anhand der Labordaten und deren Auswirkung auf die Qualität des gereinigten Abwassers durchgeführt. Um hier eine schnellere und wirtschaftlichere Kontrolle zu ermöglichen, wurde für die Kläranlage in Kalamazoo die Installation eines kontinuierlichen Online-Überwachungssystems in Erwägung gezogen. Im Herbst 2003 entschloss sich die Stadt, eine Teststellung mit der Helios-Phosphat-Sonde von Stip Isco durchzuführen, um die ortho-Phosphatkonzentration in situ, d. h. direkt im Ablauf, zu messen.
Alle 6 bis 8 Minuten
Die Helios-Phosphat-Sonde führt eine kontinuierliche Phosphatmessung im Abwasser durch. Typische Anwendungen für die Sonde finden sich normalerweise im Belebungsbecken und am Ablauf einer Kläranlage. Die fotometrische Messung findet in Intervallen von 6 bis 8 Minuten statt. Die automatische Kalibrierung mit zwei Standards und die automatische Reinigung ermöglicht einen kontinuierlichen und wartungsfreien Betrieb für 4 bis 6 Wochen. Die Probe wird durch einen im Analysator integrierten Filter gezogen, um Feststoffe von der Messzelle fern zu halten. Die zu Grunde liegende Methode ist die Ascorbinsäuremethode (EPA 365.1 und Standardmethode 4500-P E). In der optischen Messzelle wird die Lichtabsorption der Probe mit einer Doppeldiodenlichtquelle gemessen. Die Phosphatkonzentration wird bei einer Wellenlänge von 525 nm mit einem polynomen Algorithmus kalibriert und gemessen. Niedrigere Konzentrationen können ebenso gemessen werden, allerdings bei der empfindlicheren Wellenlänge von 723 nm. Dies erfolgt auf Basis einer linearen Kalibrierung.
Direkt am Auslauf
Zusätzlich zur Kontrolle der chemischen Analyse steuert der Rechner der Sonde mit seinem grafischen Benutzerinterface die Betriebskontrolle aller Wartungs- und Test-routinen. Die Multitaskingfunktion erlaubt eine parallele Durchführung von Spezial- und Routineoperationen während der laufenden Messungen. So kann der Bediener zum Beispiel die gespeicherten Parametercharts aufrufen, ansehen oder zusammen mit den Wartungsdaten der letzten 14 Tage ausdrucken, ohne eine Unterbrechung der andauernden Analyse und Datensammlung. Das eingebaute Diskettenlaufwerk ermöglicht die Speicherung von Messdaten von bis zu 90 Tagen auf einer einzigen Diskette. Die Daten können leicht in ein Tabellenkalkulationsprogramm wie zum Beispiel Excel übertragen und/oder über Telefonmodem abgerufen werden.
Jahrelange Erfahrung mit Online-Messungen haben gezeigt, dass 30 bis 40 % der Anschaffungskosten eines konventionellen Online-Schrankgerätes für die Infrastruktur wie Verrohrung und Pumpeninstallation aufgebracht werden. Durch das Design der Helios-Phosphat-Sonde werden weder Pumpen noch eine externe Filtration, teure Verrohrung oder ein Gehäuse mit Klimatisierung benötigt. Dadurch werden die Investitionskosten erheblich gesenkt.
Die Sonde und der Sondenkontroller sind für die Außeninstallation geeignet und können innerhalb weniger Stunden installiert werden. Hierdurch ist dieses Gerät hervorragend für bereits bestehende Kläranlagen und Industrieapplikationen geeignet.
Ron Janssen, der Leiter der Pilotanlage der Kläranlage Kalamazoo erklärt: „Der Vergleich zwischen den im Labor untersuchten Proben und den Konzentrationen, die von der Helios-Phosphat-Sonde gemessen wurden, war ausgezeichnet. Der Analysator funktionierte über einen Zeitraum von vier Wochen tadellos, ohne jeglichen manuellen Eingriff. Das Gerät wurde von uns aufgrund dieses positiv verlaufenen Tests gekauft und wir planen nun, die Helios-Ammonium-Sonde ebenso zu testen. Der vorhandene Rechner kann sowohl die Messdaten für Phosphat als auch die Messdaten für Ammonium gleichzeitig bearbeiten.“
cav 462
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