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Sensoren vereinfachen die Wasseraufbereitung

Sauerstoffgehalt, pH-Wert und Leitfähigkeit messen
Robuste Helfer in derWasseraufbereitung

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Entlang der Abwasseraufbereitung in einer Kläranlage werden zahlreiche Messstellen benötigt. Vor allem der Sauerstoffgehalt, der pH-Wert und die Leitfähigkeit liefern wichtige Informationen rund um den Reinigungsprozess. Aufgrund der harten Einsatzbedingungen kann hier allerdings nicht jedes Messgerät eingesetzt werden. Daher hat Hamilton Bonaduz einige robuste Helfer entwickelt.

Obwohl das Wasser in einem ersten Schritt mechanisch gereinigt wird, bleiben Verunreinigungen, die mit Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen biologisch abgebaut werden. In der Regel findet der Vorgang mithilfe aerober Mikroorganismen in einem oder mehreren Belebtschlammbecken sowie Nachklärbecken statt. Bei dem sogenannten Belebtschlammverfahren lagert entsprechender Schlamm im Belebungsbecken. Nachdem das Abwasser hinzukommt, erfolgt eine Belüftung desselben, um den Sauerstoffgehalt zu erhöhen und infolge dessen die Bakterienaktivität zu fördern. Für Betreiber sollte sich daher nicht die Frage stellen, ob die Sauerstoffkonzentration gemessen werden sollte, sondern wie. Exakt an dieser Stelle kommen die Inline-Sauerstoffsensoren von Hamilton Bonaduz zum Einsatz. Speziell für den Einsatz im Wasser entwickelte das Unternehmen die Visiwater DO, ein Sensor zur Messung des gelösten Sauerstoffs. Während er in der Edelstahlausführung in Armaturen oder Rohren eingesetzt wird, ist die Kunststoffversion hingegen für die Verwendung in Becken und Teichen konzipiert. „Wir haben speziell für den Einsatz in Wasser unterschiedlichster Zusammensetzungen eine Visiwater DO P entwickelt. Das P steht für Plastik, was bedeutet, dass der Sensor einen Kunststoffschaft hat“, erklärt Dr. Knut Georgy. Der Senior Market Segment Manager Process Analytics bei Hamilton Bonaduz ergänzt, dass ein Sensor ohne Kunststoffummantelung bei einem dauerhaften Einsatz in aggressiven Abwässern nach einer gewissen Zeit erfahrungsgemäß korrodieren kann. Unter technischen Aspekten steht die P-Version der Edelstahlvariante jedoch in nichts nach. Dank des Mikrotransmitters stellt der optische Sensor eine direkte Kommunikation mit dem Prozessleitsystem via 4…20 mA oder Modbus sicher. Dabei speichert der Transmitter im Sensorkopf nicht nur alle relevanten Daten einschließlich der Kalibrierungs- und Diagnoseinformationen, zugleich kann die Konfigurierung und Kalibrierung im Labor mithilfe von Arcair vorgenommen werden. In der Arc-Version können Anwender von verschiedenen mobilen Endgeräten auf die relevanten Messdaten zugreifen und diese in Echtzeit ablesen. Dank der robusten Signale sind auch lange Übertragungswege bis zum Leitsystem möglich.

pH-Wert-Bestimmung

Parallel zur Sauerstoffmessung stellt der pH-Wert einen wichtigen Parameter dar, erst dieser sorgt für eine Kultivierung der Mikroorganismen im Belebtschlammbecken und schafft die Voraussetzung für eine erfolgreiche biologische Abwasserbehandlung. Erfasst wird dieser Basisparameter am Zu- und Abfluss und wird durch die DIN EN ISO 10523 geregelt. Liegt der Wert des ankommenden Abwassers nicht im vorgegebenen Rahmen, kann das ein Hinweis auf eine Störung im Kanalnetz, wie beispielsweise eine unerlaubte Schadstoffeinleitung, sein. In Kläranlagen sollten daher die Überwachung und gegebenenfalls Neutralisation des pH-Wertes eine wichtige Rolle einnehmen. Dafür kommen ebenso Inline-Sensoren zum Einsatz, deren Messung nicht durch Öle, Fette, einen hohen Salzgehalt nach Einsatz des Winterdienstes, Schmutz oder Biowachstum beeinflusst wird. Für die pH-Messung in der Abwasseraufbereitung eignet sich aus dem Hamilton-Portfolio, neben einigen anderen und je nach Art des Abwassers, die Polilyte Plus HF mit einem Messbereich zwischen 0 und 14. Die HF(Fluorwasserstoff)-Glaselektrode hat einen geringen elektrischen Widerstand und hält selbst Fluorwasserstoffsäure stand, die z. B. in der Halbleiterindustrie vorkommen kann. Zum Einsatz kommt der langzeitstabile Referenzelektrolyt Polisolve Plus, der entscheidend zur Langlebigkeit beiträgt und reproduzierbare Messungen gewährleistet. Daneben überzeugt der Sensor mit der eigens entwickelten Single-Pore-Technologie, die die Verbindung zwischen Polymerelektrolyten und Medium auf Basis einer Kapillare sicherstellt. In dieser Eigenschaft ist eine Blockierung durch Verschmutzungen, im Gegensatz zu herkömmlichen Keramik-Diaphragmen, selbst unter harten Prozessbedingungen so gut wie unmöglich. So werden einerseits stabile Messwerte sichergestellt und eine leichte Reinigung ohne großen Aufwand ermöglicht.

Indikator für den Salzgehalt

Ein weiterer Parameter ist beim Zu- und Abfluss die Leitfähigkeit des Abwassers – ein Maß für die Salzfracht, zu der zum Beispiel Chloride und Nitrate beitragen, und somit für den Verschmutzungsgrad des Abwassers. Je mehr Salz, Säuren oder Basen vorhanden sind, desto höher ist die Leitfähigkeit. Die Salze können entweder natürlichen Ursprungs sein und von Verwitterung von Gesteinen kommen oder menschlicher Herkunft durch Streusalz oder Industrieabwässer. „Dank der Leitfähigkeitsmessung kann eine Aussage über den Gesamtgehalt an gelösten Salzen gemacht werden. Dabei sind stabile sowie zuverlässige Kalibrierstandards und Messwerte von entscheidender Bedeutung“, weiß Dr. Georgy. Diesen Anforderungen wird die Conducell 2DC mit einem Messbereich zwischen 10 µS/cm und 20 mS/cm gerecht. Der 2-Pol-Sensor ist zudem robust sowie einfach zu säubern und damit ideal für den Einsatz in Abwasseranlagen geeignet. Ein weiterer Pluspunkt ist das fünf Meter lange Fixkabel, das ein einfaches Untertauchen ermöglicht.

Allen Inline-Sensoren gemein ist die Tatsache, dass Messwerte außerhalb der Toleranzgrenze umgehend erkannt werden. Dadurch können die Mitarbeiter unmittelbar die Behörden informieren und Gegenmaßnahmen einleiten, sodass das gereinigte Wasser zeitnah seinen Weg in die Oberflächengewässer findet.

Hamilton Bonaduz AG, Bonaduz, Schweiz


Autorin: Marlies Nipius

Project Leader Marketing Communications,

Hamilton Bonaduz



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