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wlb - Wasser, Luft und Boden 1/2017

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WASSER-/ABWASSERTECHNIK

WASSER-/ABWASSERTECHNIK Abwasserbehandlung auf Flughäfen Online-TOC-Analysatoren zur Steuerung von Bodenfilteranlagen Die Abwasserbehandlung auf Flughäfen stellt eine besondere Herausforderung dar. Grund hierfür sind zum einen große Flächen, die erhebliche Volumina an Oberflächenwasser in die Abwasseranlagen einbringen und zum anderen Belastungen durch Enteisungsmittel, die im Zusammenhang mit dem Flughafenbetrieb stehen. Enteisungsmittel sind organische Substanzen, die zur Enteisung von Flugzeugen, Startbahnen und Rollflächen eingesetzt werden. Je nach Anwendungsfall basieren die Enteisungsmittel auf Glykol oder Acetatund Formiatsalzen. Alle Substanzen sind biologisch gut abbaubar, gelangen jedoch einsatzbedingt sporadisch und oft in sehr Autor: MSc. Dipl.-Ing. (FH) Edgar Reinheckel, Projektingenieur, LFE Prozess-Analysenmesstechnik, Bruchköbel hohen Konzentrationen, zum Beispiel bei Tauwetter lagen, in die Abwasseranlagen. Der Flughafen Hannover-Langenhagen ist ein Vorreiter in Sachen moderner biologischer Abwasserbehandlung. Die benannten Eigenschaften des Abwasseraufkommens führten in den vergangenen Jahren zu hohen Kosten bei der Entsorgung hochbelasteter Abwässer. In Kooperation mit der Universität Hannover konzeptionierte der Betreiber den Bau mehrerer biologischer Bodenfilteranlagen, die die Abwasserbehandlung ortsnah, flexibel und kostengünstig ermöglichen. In der Bodenfilteranlage werden organische Wasserinhaltsstoffe durch natürlich vorkommende aerobe Mikroorganismen abgebaut. Diese siedeln im Boden der Filterbeete. Der spezielle Bodenaufbau ermöglicht dem Abwasser, langsam von der Oberfläche zu versickern. Ein Drainagesystem am Grund des Bodenkörpers sammelt das gereinigte Abwasser im Ablauf. Das auffälligste Merkmal der Filterbeete ist der Schilfbewuchs. Die Wurzeln des Schilfrohrs halten den Boden locker, bieten Lebensraum für die Mikroorganismen und dienen dem Eintrag von Luftsauerstoff. Die Kohlenstoffverbindungen aus den Enteisungsmitteln werden so rein biologisch zu CO 2 und Wasser abgebaut. TOC-Wert als Regelgröße für die Bodenfilteranlage Die Überwachung des organisch gebundenen Kohlenstoffs (TOC = Total Organic Carbon) in den Abwässern ist die aussagekräftigste Methode, um die Belastung festzustellen und die Behandlung zu steuern. Zu diesem Zweck hat der Betreiber des Flughafens Hannover-Langenhagen mehrere TOC-Analysatoren der Firma LFE im Einsatz. Für die optimale Wirksamkeit des Bodenfilters muss die eingetragene Fracht an organischem Kohlenstoff in einem definierten Bereich liegen. Zu wenig Fracht reduziert den Bestand an Mikroorganismen, Überfrachtung führt zu hohen Ablaufwerten. Die optimalen Werte für die Fracht variieren mit der Aktivität der Mikroorganismen in Abhängigkeit von Jahreszeit und Witterungsverhältnissen und müssen genau eingestellt werden. Das erfordert eine zuverlässige TOC-Analyse als Regelparameter zur Beschickung der Filterbeete und als Kontrollwert für den Ablauf. Der TOC-Wert muss in einem großen dynamischen Bereich zeitnah bestimmt werden, da extreme Witterungsverhältnisse wie Tauwetter und Starkregen zu einem schnellen Ansteigen oder Abfallen der organischen Fracht führen können. 28 wlb 1/2017

WASSER-/ABWASSERTECHNIK 01 Speicherbecken Im Zulauf der Bodenfilteranlagen entscheidet der TOC-Wert über die Wassermenge, die auf die Filterbeetfläche aufgebracht werden kann. Am Hannover Airport wird das gesamte Oberflächenwasser in Speicherbecken vor Ort gesammelt, wobei durch die Flächenenteisung TOC-Konzentrationen von bis zu 1000 mg/l entstehen können. Der TOC-Wert des Ablaufs dient der Beurteilung der Effizienz der Bodenfilteranlage und der Überwachung des Grenzwertes zur Ausleitung vom Betriebsgelände. Zuverlässige Analytik zur Steuerung Der LFE Online-TOC-Analysator TOC-800 ist ein reiner Prozessanalysator und besitzt herausragende Merkmale, die die präzise Steuerung der Bodenfilteranlagen ermöglichen. LFE nutzt die Hochtemperatur-Oxidation, um eine Matrix-unabhängige vollständige Analyse aller organischen Kohlenwasserstoffe zu gewährleisten. Die Wasserprobe wird der HT-Umsetzung kontinuierlich zugeführt. Die typische Intervallzeit zwischen zwei Dosiervorgängen ist kleiner zehn Sekunden. Eine eigens entwickelte Dosierpumpe gewährleistet höchste Volumenkonstanz der Dosiermenge und damit beste Stabilität und Reproduzierbarkeit der Kohlenstoff-Umsetzung. Zusammen mit der ebenfalls kontinuierlich arbeitenden Probenaufbereitung ergibt sich eine lückenlose Analyse des Wasserstroms. Konzentrationsänderungen jeder Art, auch Konzentrationsspitzen und kurzzeitige Trends, werden in Echtzeit detektiert und sind durch den stetigen Messwertverlauf zu jeder Zeit verifiziert. Auf Rückstellproben und Kontrollmessungen kann somit verzichtet werden. Damit ist die organische Fracht am Zulauf der Bodenfilter jederzeit sicher bekannt und die Beaufschlagung regelbar. Das Reaktionsprodukt der TOC-Umsetzung CO 2 wird quantitativ mittels eines hochpräzisen selektiven NDIR-Fotometers detektiert. Überragende analytische Eigenschaften wie eine Auflösung von bis zu 0,01 mg/l TOC, 100%ige Wasserdampf- Unempfindlichkeit und die automatische Empfindlichkeitskorrektur werden ergänzt durch eine hoch-korrosionsfeste und temperaturbeständige Messküvette und äußerst langlebige Bauteile. Höchste Stabilität und Wartungsfreiheit ermöglichen den dauerhaften Betrieb des TOC-Messsystems. Am Hannover Airport werden die TOC- Analysatoren teilweise zur parallelen Überwachung des Zulaufs und des Ablaufs der Bodenfilteranlagen eingesetzt. Beide Wasserströme können mit einem TOC-800 analysiert werden. Das Gerät verfügt über eine variable Timer-gesteuerte Probenstromumschaltung für bis zu drei Probenquellen mit vielfältigen Statusanzeigen und Überwachungsfunktionen. So wird z. B. der aktive Probenstrom am LC-Display in Klartext angezeigt, ein digitaler Statuskontakt für die 02 LFE TOC-800 Analysensystem Fernabfrage wird gesetzt und das aktive Probenstrom-Magnetventil wird mittels LED am Gerät gekennzeichnet. Die Überwachung sperrt die Messwertausgabe innerhalb einer definierten Übergangszeit und kontrolliert die Zufuhr des Probenwassers bei jedem Dosiervorgang. Im Ergebnis führen diese und andere Funktionalitäten für den Anwender zu einer einfachen Bedienung und bieten flexible Möglichkeiten der Funk tionsprüfung. Fotos: Reinheckel, LFE www.lfe.de Tsurumi.indd 1 12.04.2016 12:17:45 wlb 1/2017 29