Wenn es um Indikatoren für organische Stoffe im Wasser geht, sollte jeder zunächst daran denken, dass diese in zwei Kategorien unterteilt werden können: Eine Kategorie besteht aus Indikatoren, die durch den Sauerstoffbedarf (O2) ausgedrückt werden, der Menge an organischem Material im Wasser entspricht, und die andere Kategorie aus Indikatoren, die durch Kohlenstoff (C) ausgedrückt werden. Die Sauerstoffbedarfsindikatoren sind BSB/CSB/TOD und der Kohlenstoffindikator ist TOC. Im Folgenden werde ich die oben genannten Indikatoren für organische Stoffe im Wasser im Detail vorstellen.

Die Reihenfolge der oben genannten Indikatoren entsprechend ihrem numerischen Wert vom Größten zum Kleinsten ist: TOD > CSB > BSB > TOC. Die spezifische Analyse lautet wie folgt:

[Gesamtsauerstoffbedarf TOD]

Der Gesamtsauerstoffbedarf (TOD) bezieht sich auf die Menge an Sauerstoff, die erforderlich ist, wenn reduzierende Substanzen im Wasser bei hohen Temperaturen und in stabiles Oxid umgewandelt werden. Das Ergebnis wird in mg/L berechnet. Der TOD-Wert kann den Sauerstoffverbrauch widerspiegeln, der erforderlich ist, wenn schnell alle organischen Substanzen im Wasser (einschließlich Komponenten wie Kohlenstoff C, Wasserstoff H, Sauerstoff O, Stickstoff N, Phosphor P, Schwefel S usw.) verbrannt und in CO2, H2O, NOx, SO2 usw. umgewandelt werden. umgewandelt werden.

[Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff (TOC)]

Total Organic Carbon (TOC) ist ein umfassender Indikator, der indirekt den Gehalt an organischer Substanz im Wasser darstellt. Bei den angezeigten Daten handelt es sich um den Gesamtkohlenstoffgehalt der organischen Substanz im Abwasser, ausgedrückt in mg/L Kohlenstoff (C). Im Allgemeinen kann der TOC von städtischem Abwasser 200 mg/L erreichen. Der TOC-Bereich industrieller Abwässer ist breit, wobei der höchste TOC-Wert mehrere Zehntausend mg/L erreicht. Der TOC des Abwassers nach der sekundären biologischen Behandlung beträgt im Allgemeinen < 50 mg/L.

[Biochemischer Sauerstoffbedarf BSB]

Der biochemische Sauerstoffbedarf, abgekürzt als BSB, stellt die Menge an gelöstem Sauerstoff dar, die während des biochemischen Oxidationsprozesses aerober Mikroorganismen verbraucht wird, die organische Stoffe in Wasser unter Bedingungen von 20 °C und Sauerstoff zersetzen. Das heißt, die Menge an Sauerstoff, die für die Stabilisierung biologisch abbaubarer organischer Stoffe im Wasser erforderlich ist, in mg/L. Der BSB umfasst nicht nur den Sauerstoff, der durch das Wachstum, die Vermehrung oder die Atmung aerober Mikroorganismen im Wasser verbraucht wird, sondern auch den Sauerstoff, der durch reduzierende anorganische Substanzen wie Sulfid und Eisen (II) verbraucht wird, obwohl dieser Teil normalerweise nur einen sehr geringen Anteil ausmacht.

Unter natürlichen Bedingungen bei 20 °C beträgt die Zeit, die organisches Material benötigt wird, um bis zur Nitrifikationsstufe zu oxidieren, also eine vollständige Zersetzung und Stabilisierung zu erreichen, mehr als 100 Tage. In der Praxis wird jedoch üblicherweise der 20-tägige biochemische Sauerstoffbedarf (BSB20) bei 20 °C verwendet, um den biochemischen Sauerstoffbedarf näher darzustellen. In Produktionsanwendungen gelten 20 Tage immer noch als zu lang, und der 5-tägige biochemische Sauerstoffbedarf (BSB5) bei 20 °C wird im Allgemeinen als Indikator zur Messung des Gehalts an organischen Stoffen im Abwasser verwendet.

[Chemischer Sauerstoffbedarf CSB]

Der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) bezieht sich auf die Menge an Oxidationsmittel, die durch die Wirkung organischer Stoffe in Wasser mit einem starken Oxidationsmittel unter bestimmten Bedingungen verbraucht, in Sauerstoff umgewandelt und in mg/L Sauerstoff berechnet wird. Wenn Kaliumdichromat als Oxidationsmittel verwendet wird, können schnell alle (90–95 %) organischen Stoffe im Wasser oxidiert werden. Zu diesem Zeitpunkt entspricht die in Sauerstoff umgewandelte Menge des verbrauchten Oxidationsmittels dem, was allgemein als chemischer Sauerstoffbedarf bezeichnet wird und oft als CODcr abgekürzt wird. Der CODcr-Wert von Abwasser umfasst nicht nur den Sauerstoffverbrauch schnell aller organischen Stoffe im oxidierten Wasser, sondern auch den Sauerstoffverbrauch reduzierender anorganischer Stoffe wie Nitrit, Eisensalze und Sulfid im oxidierten Wasser.

YexSensor Online-Überwachungsauswahlmatrix für organische Stoffe

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Warum wird die CSB-Überwachung mittels UV-Spektrometrie im Allgemeinen gegenüber der Kaliumdichromat-Methode für die Online-Integration empfohlen?
A: Die Kaliumdichromat-Methode ist mit hohen Wartungskosten verbunden, starke Säuren und Schwermetallreagenzien sowie die Entsorgung gefährlicher Abfälle. UV-Spektrometrie (YEX-CSB-206) ist reagenzienfrei, liefert Echtzeitdaten und eignet sich weitaus besser für Automatisierungs- und Frühwarnsysteme.

F2: Wie wird die Beziehung zwischen BSB5 und CSB in der Technik angewendet?
A: Durch die Bestimmung des B/C-Verhältnisses (BSB5/CSB) können Integratoren den biologischen Abbau beurteilen. Wenn B/C < 0.2, the wastewater is generally unsuitable for direct biological treatment, and advanced oxidation pre-treatment units should be integrated.

F3: Unter welchen Umständen ist der TOD-Indikator obligatorisch?
A: TOD wird normalerweise für bestimmte Industrieabwässer mit sehr hohen Belastungen oder als Grundlage für die Erforschung des gesamten theoretischen Oxidationspotenzials eines Wasserkörpers benötigt. Für die meisten kommunalen und industriellen Abwasserüberwachungen sind CSB und TOC ausreichend.

F4: Wie wird die Genauigkeit der Umrechnung von TOC in CSB garantiert?
A: Die Genauigkeit hängt von der Stabilität der Wasserzusammensetzung ab. In Produktionslinien mit festen Komponenten weisen TOC und CSB eine hohe lineare Korrelation auf (R² > 0,9). YexSensor ermöglicht die Eingabe von Kompensationskoeffizienten am Controller für eine hochpräzise Simulation.

F5: Versagen UV254-Sensoren in Abwasser mit hoher Chroma (stark gefärbt), wie z. B. Farbstoffabwasser?
A: Starke Farbe beeinträchtigt die Lichtabsorption. YexSensor verwendet eine Dual-Wellenlängen-Kompensation (Hinzufügen eines 365-nm- oder 546-nm-Referenzpfads), um Messfehler zu kompensieren, die durch Trübung und einige Farbinterferenzen verursacht werden.

F6: Wie werden diese Sensoren in eine IoT-Plattform integriert?
A: Jeder YexSensor verfügt über eine eindeutige Modbus-ID. Integratoren hängen sie einfach an einen RS485-Bus, der mit einer DTU oder SPS verbunden ist, und lesen Gleitkommawerte gemäß der bereitgestellten Registerzuordnung.

F7: Was ist der Unterschied zwischen BSB20 und BSB5?
A: BSB20 stellt den gesamten Sauerstoffbedarf für eine vollständige biochemische Oxidation über 20 Tage dar; Da dieser Zeitraum jedoch für den praktischen Einsatz zu lang ist, wird allgemein der 5-Tage-Indikator (BSB5) als Messstandard übernommen.

F8: Wie sieht der typische Wartungszyklus für diese Sensoren aus?
A: Bei Ausstattung mit automatischer Reinigung beträgt der Zyklus für die routinemäßige Inspektion und Kalibrierung der digitalen YexSensor-Sensoren im Allgemeinen 3 bis 6 Monate, abhängig vom Schweregrad der Ablagerungen und Verschmutzungen im Wasser.

Fazit: Datengesteuerte Zukunft der Wasser-Umwelt-Integration

Die Überwachung organischer Stoffe im Wasser hat sich von der intermittierenden Laboranalyse zur wetterunabhängigen Online-Wahrnehmung verlagert. Für Systemintegratoren ist das Verständnis der internen Logik von TOD, CSB, BSB und TOC und die Auswahl von Sensoren mit Hochleistungskommunikations- und Selbstreinigungsfunktionen der Schlüssel zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit des Projekts.

Industrietauglicher BSB-Sensor Wird weiterhin grundlegende technische Unterstützung für Industriepartner bereitgestellt und dabei helfen, intelligentere, effizientere und umweltfreundlichere integrierte Wasseraufbereitungssysteme durch präzise digitale Indikatoren zu bauen.

Technischer Support und Integration:
Um detaillierte Modbus-Kommunikationshandbücher, Geräteauswahltabellen oder Integrationsratschläge für bestimmte Branchen zu erhalten, wenden Sie sich bitte an das YexSensor Engineering Center.