In der Wasseraufbereitungsindustrie ist der CSB ein Kernindikator, der nicht ignoriert werden darf. Ob es sich um häusliches oder industrielles Abwasser handelt, fast alle Einleitungsnormen enthalten CSB-Grenzwerte. Was genau stellt COD dar? Woher kommt CSB im Abwasser? Und welche Behandlungsschritte sind nötig, um es auf den Standard zu bringen? Dieser Artikel klärt diese Fragen auf einmal.
Was ist Nachnahme?
CSB ist die Abkürzung für Chemical Oxygen Demand. Einfach ausgedrückt misst es die Gesamtmenge an Sauerstoff, die von allen Stoffen im Wasser verbraucht wird, die durch chemische Oxidationsmittel oxidiert werden können (hauptsächlich organische Stoffe, aber auch eine kleine Menge reduzierender anorganischer Stoffe).
Mit anderen Worten: Je höher der CSB-Wert, desto mehr „Schmutzstoffe“ können im Wasser oxidiert werden und desto stärker ist das Wasser verschmutzt. Je niedriger der CSB, desto sauberer ist die Wasserqualität.
In den tatsächlichen Einleitungsnormen variieren die CSB-Grenzwerte je nach Einleitungsziel und örtlichen Anforderungen. Beispielsweise erfordern gängige Abwassernormen für häusliche Abwasseraufbereitungsanlagen einen CSB von höchstens 50 mg/L oder höchstens 100 mg/L. Auch für Industrieabwässer, die in kommunale Leitungsnetze oder natürliche Gewässer eingeleitet werden, gelten klar definierte CSB-Grenzwerte.
Woher kommt COD?
Alle organischen Stoffe oder reduzierenden Substanzen im Wasser, die oxidiert werden können, bilden CSB. Es gibt drei Hauptquellen:
Haushalt: Essensreste, Ölflecken, Fäkalien, Reinigungsmittel, Badeabwasser.
Industriell: Stärke und Zucker aus Lebensmittelfabriken, Blut aus Schlachthöfen, Farbstoffe aus Druckereien und Färbereien, chemische Lösungsmittel, Zellstoff aus der Papierherstellung, Viehmist.
Sonstiges: Pflanzenabfälle, mikrobielle Überreste, Sulfide, Nitrite.
Denken Sie einfach daran: Als CSB gilt alles, was „oxidiert und verbrannt“ werden kann.
Wie kann CSB die Einleitungsstandards erfüllen?
Die COD-Reduzierung in Kläranlagen ist in der Regel kein einstufiger Prozess, sondern eine schrittweise Reduzierung durch mehrstufige Prozesse. Im Folgenden wird der Standardbehandlungsprozess in fünf Schritten beschrieben.
Schritt 1: Vorbehandlung – Entfernung großer Partikel und einiger suspendierter organischer Stoffe
Die Vorbehandlungseinheit umfasst im Wesentlichen: ein Sieb, eine Sandkammer, einen Fettabscheider und einen Ausgleichsbehälter.
Das Sieb fängt große Ablagerungen wie Äste, Plastiktüten und Lumpen auf.
Die Sandkammer ermöglicht das Absetzen von Sand und kleinen Steinen.
Der Fettabscheider entfernt schwimmendes Öl und Fett.
Der Ausgleichsbehälter gleicht Wasserqualität und -menge aus, um Auswirkungen auf nachfolgende Prozesse zu verhindern.
Durch diesen Schritt werden einige suspendierte und schwimmende organische Stoffe entfernt, was zu einer vorläufigen Verringerung des CSB führt, die jedoch begrenzt ist.
Schritt 2: Physikalisch-chemische Koagulation und Sedimentation – Entfernung von suspendiertem und kolloidalem CSB
Nach der Vorbehandlung verbleiben noch viele feine Schwebstoffe und kolloidale organische Stoffe im Wasser. Diese können sich durch die Schwerkraft nicht schnell absetzen und erfordern die Zugabe chemischer Mittel zur Koagulation und Sedimentation.
Häufig verwendete Wirkstoffe: Polyaluminiumchlorid (PAC) und Polyacrylamid (PAM).
Funktionsprinzip: Das Reagenz destabilisiert winzige Partikel und Kolloide und führt dazu, dass sie sich zu größeren Flocken zusammenballen, die dann in einem Sedimentationstank getrennt werden. Dieser Schritt entfernt suspendierten und kolloidalen CSB erheblich und macht das Wasser viel klarer.
Schritt 3: Biologische Behandlung – Der Kernschritt zur Entfernung von gelöstem CSB
Die biologische Behandlung ist in den meisten Kläranlagen der wichtigste und wirtschaftlichste Schritt zur Reduzierung des CSB. Es nutzt die Stoffwechselaktivität von Mikroorganismen, um im Wasser gelöste organische Stoffe in Kohlendioxid und Wasser zu zersetzen.
Zu den gängigen Prozessen gehören: A/O-Prozess, A²/O-Prozess, Oxidationsgraben, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (Membrane Bioreactor) usw.
Im Allgemeinen ist es in zwei Umgebungen unterteilt:
Anaerobe Stufe: Unter sauerstofffreien Bedingungen zerlegen anaerobe Bakterien große organische Moleküle in kleinere organische Säuren und Methan und verbessern so die Effizienz der nachfolgenden aeroben Behandlung. Geeignet für hochkonzentriertes organisches Abwasser.
Aerobe Stufe: Durch die Belüftung wird Sauerstoff bereitgestellt, sodass sich aerobe Mikroorganismen schnell vermehren und die organische Substanz im Wasser schnell verbrauchen und vollständig oxidieren und zersetzen können.
In dieser Phase können 70 bis 90 % oder mehr des CSB entfernt werden, was für eine konforme Behandlung von entscheidender Bedeutung ist.
Schritt 4: Fortgeschrittene Behandlung – Reduzierung des verbleibenden CSB nach der biologischen Behandlung
Nach der biologischen Behandlung wurden die meisten leicht abbaubaren organischen Stoffe entfernt, aber eine kleine Menge widerspenstiger organischer Stoffe verbleibt möglicherweise immer noch im Wasser, oder der CSB entspricht möglicherweise immer noch nicht den Einleitungsstandards. Dann ist eine weiterführende Behandlung erforderlich.
Zu den gängigen Methoden gehören:
Nachklärbecken: Trennt Belebtschlamm vom Wasser im biologischen Klärsystem und klärt so das Abwasser. Dies ist Teil des konventionellen Prozesses, allein durch den Einsatz kann der gelöste CSB jedoch nicht weiter reduziert werden.
Fenton-Oxidation: Durch die Zugabe von Wasserstoffperoxid und Eisensalzen entstehen stark oxidierende Hydroxylradikale, die widerspenstige organische Stoffe mit stabilen Molekülstrukturen zerstören können. Besonders geeignet für Industrieabwässer aus der chemischen und pharmazeutischen Industrie.
Aktivkohleadsorption: Nutzt die poröse Struktur von Aktivkohle, um restliche organische Spurenstoffe und Farben zu adsorbieren und so den CSB weiter zu reduzieren.
MBR-Membranfiltration: Das Membranmodul fängt Kolloide und Mikroorganismen direkt ein, was zu extrem niedrigen Schwebstoffen und CSB im Abwasser führt.
Der Zweck dieses Schritts besteht darin, den CSB, den die biologische Behandlung nicht verarbeiten kann, weiter zu reduzieren und sicherzustellen, dass das Endabwasser den Standards entspricht.
Schritt 5: Desinfektion und Entladung
Abschließend wird das Abwasser einer Desinfektion (z. B. ultraviolettes Licht, Natriumhypochlorit oder Ozon) unterzogen, um pathogene Mikroorganismen abzutöten. Gleichzeitig erfüllen Indikatoren wie CSB, Ammoniakstickstoff und Gesamtphosphor die Einleitungsstandards und ermöglichen die Einleitung in natürliche Gewässer oder die Wiederverwendung (z. B. für Landschaftsbau, Spülungen usw.).
Unterschiedliche Wasserqualitäten haben unterschiedliche CSB-Konzentrationen und Behandlungsanforderungen, und spezifische Prozesskombinationen müssen auf der Grundlage der tatsächlichen Bedingungen entworfen werden. Das Verständnis dieses grundlegenden Pfades zeigt jedoch deutlich, dass CSB im Abwasser nicht aus der Luft verschwindet, sondern durch physikalisches Auffangen, chemische Fällung, mikrobiellen Abbau, fortgeschrittene Oxidation und Adsorptionsfiltration Schritt für Schritt reduziert wird.
Wenn Ihr Unternehmen oder Projekt mit COD-Überschreitungen der Standards konfrontiert ist, kann die Überprüfung auf Mängel anhand der oben genannten Schritte häufig eine Richtung zur Lösung des Problems liefern.