Im Chemiepark Bitterfeld-Wolfen wurde in den letzten Jahren eine großflächige Abwasserüberwachung geplant und realisiert. Die hierzu erforderliche Überwachungstechnik umfasst ca. 120 Probenehmerstationen sowie sechs komplette Containermessstationen. Auf diese Weise lässt sich der tatsächliche Verursacher bei Überschreitung von Überwachungswerten am Reinablauf feststellen.
Dipl.-Ing. (FH) Stephan Schaum, Horst Heilemann
Der im mitteldeutschen Chemiedreieck zwischen Magdeburg, Halle und Leipzig gelegene Chemiepark Bitterfeld-Wolfen ist mit einer zusammenhängenden Fläche von 1200 ha einer der größten Chemiestandorte Europas und kann auf eine über 100-jährige Chemiegeschichte zurückblicken. Die P-D ChemiePark Bitterfeld Wolfen GmbH hat die Aufgabe, am Standort Altlasten zu beseitigen, Flächen für Neuansiedlungen zu schaffen und die Wasserver- und -entsorgung zu organisieren. Sie betreut ein ca. 130 km langes Reinabwassernetz, sieben Regenrückhaltebecken und einen Abwassersammelbehälter, die zusammen ein Gesamtspeichervolumen von 35 000 m³ haben. So können der Bemessungsregen beherrscht werden und im Havariefall verunreinigte Reinabwässer, zu denen auch Kühlwasser und nicht belastetes Grundwasser gehören, gespeichert werden.
Darüber hinaus steht noch ein ca. 40 km langes Schmutzabwassernetz zur Verfügung, um Produktionsabwässer, Sanitärabwässer und kontaminiertes Grundwasser vom Chemiepark zu sammeln und zu der am Standort gelegenen Gemeinschaftskläranlage zu leiten.
Die Abwasserüberwachung am Standort verfolgt zwei Hauptziele: Zum einen muss die Abwasserqualität die genehmigungsrechtlichen Anforderungen und die vom Klärwerk vertraglich geforderte Abwasserqualität erfüllen, damit die störungsfreie Behandlung im Klärwerk zu jedem Zeitpunkt möglich ist. Zum anderen soll durch die Abwasserüberwachung eine Überschreitung von Einleitgrenzwerten dem Verursacher zugeordnet werden können. Die Entnahme und Analyse von Abwasserproben schafft so die Grundlage für eine verursachergerechte Kostenumlage.
Zur Erreichung dieser beiden Hauptziele, wurde Anfang der 90er Jahre damit begonnen, jeweils an den Schmutz- und Reinabwasserschächten der Gewerbeansiedlungen stationäre Probenehmer zur Indirekteinleiterüberwachung zu installieren (Bild 1). Zur Überwachung von abwasserrelevanten Parametern wie Temperatur, pH-Wert und Leitfähigkeit sind rund die Hälfte der Probenehmer zusätzlich mit einer YSI-Sonde ausgestattet. Im Bedarfsfall können die ermittelten Daten via Modem übertragen werden. Die hiermit gesammelten Erfahrungen führten zur Entscheidung, Produkte von Stip generell zur Abwasserüberwachung einzusetzen. So kamen 1996 zunächst am Reinabwasserablauf in die Vorflut (Mulde) die ersten Online-Analysegeräte zum Einsatz. Der Stip-toc diente hier zur Online-Bestimmung des TOC-Gehaltes, zur kontinuierlichen Toxizitätsüberwachung wurde ein Stiptox-norm eingesetzt. Somit war zu diesem Zeitpunkt der Grundstein für ein dichtes und effektives Überwachungsnetz gelegt.
Da sichergestellt werden musste, dass kein chemisch belastetes Wasser in den Vorfluter gelangt, war es notwendig, u. a. die kontinuierliche Abwasserüberwachung weiter auszubauen. Aus diesem Grund wurden fünf weitere Überwachungsmessstationen an Netzknotenpunkten im Chemiepark definiert. Hierfür wurden insgesamt sechs Containermessstationen geplant. Die sechste Containermessstation wurde als Doppelcontainer ausgelegt und ersetzte die bisherige bereits erwähnte Ablaufüberwachung am Gesamtreinabwasserablauf des Chemieparks (Bild 2). Mit der Planung und Durchführung wurde Stip-Isco beauftragt.
Messen im Container
Im Gegensatz zu den restlichen Schrank-analysegeräten sind die Ammoniummesssonde PBS1 sowie die Multiparameter Stip-scan-Sonde in-situ-Analysesysteme, die normalerweise direkt im Becken messen. Aus diesem Grund sind in den Containern die beiden in-situ-Systeme in einem Vorlagegefäß installiert. Die zu überwachenden Wässer werden kontinuierlich über Tauchpumpen in die Messstationen gefördert und hier über verschiedene Bypasssysteme direkt zu den Geräten bzw. den Vorlagegefäßen der in-situ-Messungen geleitet. Die Durchflussmenge ist mit ca. 5 m³/h bewusst hoch angesetzt, um zum einen eine zeitnahe Messung zu gewährleisten und zum anderen Verschmutzungen im Leitungssystem vorzubeugen. Falls doch Ablagerungen im Leitungssystem auftreten, ist dieses zur Reinigung durch Schraubverbindungen komplett zerlegbar. Zur Analyse wird nur ein kleiner Teil des Abwassers automatisch aus den Bypässen entnommen, der größte Anteil wird wieder in den Kanal zurückgeleitet. Da die verwendeten Online-Messgeräte speziell für den Abwasserbereich konzipiert wurden, kann auf eine zusätzliche Filtration zur Probenaufbereitung (z. B. UF-Filtration) verzichtet werden.
Somit werden alle relevanten Nährstoff- und Summenparameter permanent und zeitnah überwacht und gemeinsam mit etwaigen Fehler- und Warnmeldungen über die festinstallierten analogen Stromausgänge und digitalen Relais an das Leitsystem des Chemieparks weitergegeben. Sofern anwenderseitig gefordert, kann auch die Datenübertragung an ein bestehendes Bussystem angebunden werden.
In Kombination mit den Online-Analysegeräten ziehen bei Grenzwertüberschreitungen die Probenehmer ereignisgesteuert vollautomatisch Proben, die dann zur weiteren Untersuchung, Dokumentation und Beweisführung verwendet werden. Zusätzlich zu der ereignisgesteuerten Probenahme können auch durchfluss- und zeitproportionale Probenahmen stattfinden.
Besonders geeignet für die hier geforderte ereignisgesteuerte Überwachung ist die Multiparametermesstechnik der Stip-scan-Sonde, die viele Parameter wie CSB, TOC, NO3-N, SAK und die Schlammparameter Trockensubstanz (TS), Schlammvolumen (SV) und Schlammindex (SI) bestimmen kann. Das Gerät ist eine spektralmessende Sonde, die das Abwasser im Lichtspektrum von 190 bis 720 nm vermisst. Der anschließende Absetzvorgang ermöglicht es, die Sonde für Zu- und Ablaufmessungen sowie zur Messung in der Belebungsstufe einzusetzen. Die Sonde saugt die Abwasserprobe unbehandelt über einen Kolben in eine zylindrische Quarzglasküvette (Bild 3). Bei Einsatz im Belebungsbecken ermittelt die Sonde im ersten Schritt die Trockensubstanz des Belebtschlammes und gibt diese als TS in g/l aus. Im zweiten Schritt wird der zeitliche Verlauf des Absetzvorganges aufgezeichnet und als Schlammvolumen SV in ml/l berechnet. Aus der Trockensubstanz und dem Schlammvolumen kalkuliert der Rechner den Schlammindex SI und gibt ihn in ml/g aus.
Kurze Messzeiten
Parallel zum Absetzvorgang werden die direkt messbaren Parameter Nitrat (NO3-N), Spektraler Absorptionskoeffizient (SAK) sowie CSB und TOC vermessen. Mit Erreichen der Klarwasserzone im Lichtstrahl der Messzelle liegen NO3-N, SAK, CSB und TOC sowie die Trübung als vielfach bestätigte Messwerte vor (Bild 4).
Der gesamte Messvorgang dauert abhängig vom Schlammindex 1 bis 10 Minuten. Die Spektralsonde arbeitet nahezu wartungsfrei und ohne Chemikalien. Am Standort Bitterfeld-Wolfen wird das Gerät zur Messung von CSB, Nitrat und SAK eingesetzt.
Das nunmehr umgesetzte Konzept der Abwasserüberwachung im Chemiepark Bitterfeld-Wolfen zeigt, wie durch den Einsatz der richtigen Messtechnik am richtigen Ort das richtige Ergebnis – die lückenlose Überwachung und die Einhaltung der Einleitgrenzwerte erreicht werden kann.
Halle A4, Stand 635
cav 464
Chemiepark Bitterfeld-Wolfen im Überblick
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