Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB)

Was ist der biochemische Sauerstoffbedarf?

Der Biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) gibt die Menge an Sauerstoff an, die zum biotischen Abbau im Wasser vorhandener organischer Stoffe unter bestimmten Bedingungen und innerhalb einer bestimmten Zeit benötigt wird.

Der BSB wird verwendet, um die kurzfristigen Auswirkungen von Abwasser auf den Sauerstoffgehalt des aufnehmenden Gewässers zu messen. Der BSB wird als Indikator für den organischen, sauerstoffzehrenden Anteil des Abwassers an verschiedenen Stellen des Prozesses vom Zufluss bis zum Abfluss verwendet. Der BSB kann auch zur Modellierung von Kläranlagenprozessen verwendet werden, um die Effizienz und Effektivität der Abwasserbehandlung zu erhöhen.

CSB versus BSB

Wie der BSB kann auch der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) zur Abschätzung der organischen Belastung einer Wasserprobe verwendet werden. Der CSB beschreibt die Menge an Sauerstoff, die zum chemischen Abbau der Schadstoffe erforderlich ist, während der BSB die Menge an Sauerstoff angibt, die zum biologischen Abbau der Schadstoffe durch Mikroorganismen erforderlich ist.

Warum den biochemischen Sauerstoffbedarf messen?

Der biochemische Sauerstoffbedarf, auch bekannt als biologischer Sauerstoffbedarf, ist ein wichtiger Parameter bei der Wasseraufbereitung. Wenn behandelte Abwässer in die Umwelt eingeleitet werden, können sie die aufnehmenden Gewässer mit organischen Stoffen belasten. Hohe Konzentrationen von organischen Stoffen können den Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Wasser verringern, was negative Folgen für die Umwelt hat.

Um die Auswirkungen zu bestimmen und letztlich die Menge der organischen Verschmutzung im Wasser zu begrenzen, ist der BSB ein wichtiger Messwert. USEPA und die EA erlauben auch die Verwendung des TOC, wenn dieser mit dem BSB oder CSB korreliert.

Bei Hach® finden Sie die Messgeräte, Verfahren, Schulungen und Software, die Sie zur erfolgreichen Überwachung des BSB in Ihrer spezifischen Prozessanwendung benötigen.

Ausgewählte Produkte für die Überwachung des biochemischen Sauerstoffbedarfs

BSB-Messgeräte

Hach BSB-Messgeräte in Kombination mit Hach BSB-Reagenzien helfen Kläranlagen, eine optimale BSB-Messung zu erreichen.

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BSB-Reagenzien

Hach hat es sich zur Aufgabe gemacht, hochwertige Reagenzien für die routinemäßige und anspruchsvolle Wasseranalyse zu liefern.

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Flaschen

Hach bietet Flaschen für Probenahme, Lagerung, BSB-Tests und vieles andere mehr.

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Welche Prozesse erfordern eine Überwachung des biochemischen Sauerstoffbedarfs?

Kommunale und industrielle Abwasserbehandlung

Der Zulauf bei Kläranlagen enthält einen hohen Anteil an organischen Stoffen und die Kläranlage muss die "organische Belastung" reduzieren, bevor sie das Wasser wieder in den Vorfluter einleitet.

Der BSB ist hilfreich, um die Belastung zu messen, die Effizienz der Aufbereitungsprozesse zu bewerten und die Einhaltung der Einleitbedingungen zu gewährleisten.

  • Primäre Behandlung

    Klärbecken oder Absetzbecken verlangsamen den Abwasserstrom, damit sich die Schwebstoffe absetzen können. Oberflächenabschäumer fangen alle aufschwimmenden Fette, Öle auf. Durch diese mechanischen und physikalischen Maßnahmen werden etwa 30 % der organischen Stoffe aus dem Abwasser entfernt und in den Feststoffbereich der Anlage weitergeleitet. Durch die Überwachung des BSB in der Vorklärung kann die Kläranlage die Effizienz dieses Prozesses kontrollieren.

  • Sekundäre Behandlung

    Bei diesem Verfahren werden lebende Organismen eingesetzt, um den Abbau organischer Stoffe zu unterstützen. Im Belebungsbecken wandeln Bakterien und Mikroorganismen biologisch abbaubare organische Stoffe in Kohlendioxid und Wasser um. Durch diese Umwandlung werden die organischen Stoffe reduziert und damit auch der BSB.

  • Grenzwerte für die Ableitung

    Die Grenzwerte für die Einleitung sind von Anlage zu Anlage unterschiedlich und hängen von den Eigenschaften des aufnehmenden Gewässers ab. In den Einleitungsgenehmigungen wird eine Höchstkonzentration für BSB oder CSB festgelegt.

Um die Vorschriften einzuhalten, muss der BSB- oder CSB-Wert des Zulaufs der Kläranlage beim Eintritt in die Anlage, vor den mechanischen Siebvorgängen und beim Ablauf gemessen werden. Wenn der Sauerstoffbedarf des Abwassers die Einleitungsgrenzwerte überschreitet, können die Aufsichtsbehörden Geldstrafen verhängen. Die USEPA und die EA erlauben auch die Messung des TOC, wenn dieser mit dem BSB oder CSB korreliert.


Bei der Auswahl einer Methode zur Analyse des BSB ist es wichtig, Folgendes zu beachten:

  • Spezifische Bedingungen
  • Verwendetes Verfahren
  • Wie schnell müssen Ergebnisse geliefert werden
  • Genauigkeit und Präzision der Messung.
Belüftungsbecken tragen dazu bei, organische Stoffe zu reduzieren. Biologisch abbaubare organische Stoffe werden in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt

Wie wird der biochemische Sauerstoffbedarf überwacht?


Intellical-LBOD101-sensor.jpg

Verdünnungsmethode

Benchtop: HQ430D Labor-BSB-Messgerät mit LBOD101-Sensor

HQ430D Laboratory Multi-Parameter Meter

Intellical LBOD101-Sonde

Tragbar: HQ2200 Multi-Meter mit LBOD101-Sensor

HQ2200 Tragbares Multi-Meter

Intellical LBOD101-Sonde

Winkler-Titration:

Winkler-Methode 8215 mit digitalem Titrator

Winkler-Methode 8332 mit digitalem Titrator


Hach's BODTrak II Respirometrisches BSB-Gerät

Respirometrische oder manometrische Methode

Bodtrak II Geräte-Kit

BSB-Tests: Beschränkungen:

  • Der BSB-Test ist mit einer langen Testdauer von fünf Tagen verbunden.
  • Mikroorganismen können nicht alle organischen Stoffe im Abwasser abbauen.
  • Toxische Stoffe im Wasser können Mikroorganismen abtöten.
  • Diese Methode gilt mit einer relativen Standardabweichung von 15 % als nicht sehr genau.

Häufig gestellte Fragen

Was ist "Seed", und wie wird es bei der BSB-Verdünnungsmethode verwendet?

Der Begriff "Seed" bezieht sich auf Mikroorganismen, die die biologisch abbaubaren organischen Stoffe in den Proben für die BSB-Messung aufzehren. Abläufe von kommunalen Kläranlagen sind die beste Quelle für Mikroorganismen und liefern die reproduzierbarsten Ergebnisse. Andere Quellen, wie z. B. Industrieabwässer, enthalten möglicherweise nicht genügend Mikroorganismen oder gar Toxine, die das Wachstum der Organismen verhindern. Wenn kein Abwasser zur Verfügung steht, bereiten Sie eine Ansetzlösunglösung aus einer Kapsel PolySeed ® zu. Dieses Ansetzwasser muss überprüft werden. Ältere Versionen der Standardmethoden für die Wasser- und Abwasseruntersuchung geben an, dass die Aufnahme von gelöstem Sauerstoff (DO) in geimpftem Verdünnungswasser zwischen 0,6 und 1,0 mg/L liegen sollte. Neuere Versionen geben ein Minimum von 2,0 mg/L an. Schlagen Sie in den aktuellen Standardmethoden nach oder wenden Sie sich an die örtlichen Behörden, um diese Anforderung zu überprüfen.

Für die Bestimmung des BSB ist eine Population von Mikroorganismen erforderlich, die die in der Probe vorhandenen organischen Stoffe biologisch abbauen können. Wenn zu wenig Mikroorganismen in der Probe vorhanden sind, kann es sein, dass die biologisch abbaubaren Stoffe nicht vollständig verbraucht werden, was zu ungenauen Ergebnissen führt. Bei Proben aus Zuläufen und Abwässern vor der Desinfektion ist dies kein Problem, da die Probe genügend Bakterien enthält, um die Aufgabe zu erfüllen. Bei bestimmten Probentypen (z. B. einigen Industrieabfällen, Hochtemperaturabfällen und behandelten Abwässern) ist jedoch nicht genügend bakterielle Aktivität vorhanden, um das vorhandene Material zehren. In diesen Fällen müssen Mikroorganismen zugesetzt werden. Hach bietet PolySeed ® an, eine Kapsel mit gefriergetrockneten Mikroorganismen, die den Proben zugesetzt werden kann.

PolySeed ® benötigt für ein gutes Wachstum den richtigen pH-Wert, die richtige Temperatur und Nährstoffe wie Phosphor, Kalzium und Magnesium. Die Nährstoffpufferkissen von Hach liefern die notwendigen Nährstoffe und den pH-Wert.

Welches ist die beste Wasserquelle für die Probenvorbereitung und Verdünnung nach der BSB-Methode?

Qualitativ hochwertiges Verdünnungswasser ist bei BSB-Tests sehr wichtig, da jegliche Verunreinigung des Wassers zu Problemen beim Test führt.

Destilliertes und deionisiertes Wasser werden in der Regel für BSB-Tests verwendet. Die praktischste Methode zur Herstellung von Wasser mit niedrigem organischem Gehalt ist jedoch die Destillation mit alkalischem Permanganat. Handelsübliche Destillierapparate können so eingestellt werden, dass sie automatisch hochwertiges destilliertes Wasser erzeugen. Wird ein Destillierapparat mit gechlortem Wasser gespeist, kann ein Teil des Chlors mit dem Wasser überdestillieren. In diesem Fall muss das Chlor mit Thiosulfat zerstört werden.

Es wird nicht empfohlen, deionisiertes Wasser aus einer Ionenaustauschersäule zu verwenden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass deionisiertes Wasser, insbesondere aus einem neuen Vollentsalzer mit neuem Harz, oft erhebliche Mengen an organischen Stoffen enthält, die intermittierend freigesetzt werden und mit einem Leitfähigkeits-Messgerät nicht nachweisbar sind. Auch das große Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, das in den Säulen aufgrund der Harzperlen besteht, fördert das Bakterienwachstum in der Säule.

Welche Arten von Ansetzwasser gibt es für BSB-Tests?

Für die Prüfung des BSB gibt es verschiedene sinnvolle Quellen für Ansetzwasser. Die folgenden sind einige der am häufigsten verwendeten:

Anlagenzulauf – Wenn die Anlage über einen stabilen Zulauf verfügt, ist dies oft die erfolgreichste Quelle für Ansetzwasser.

  • Es wird empfohlen, das Ansetzwasser vor der Verwendung absetzen zu lassen, indem man es über Nacht in einem abgedeckten Becherglas in einen Inkubator stellt.
  • Dekantieren Sie das partikelfreie Ansetzwasser.

Primärabwasser – Das Wasser aus dem Vorklärbecken ist eine weitere sehr gute Quelle für Ansetzwasser. Es hat gegenüber dem Zulauf den Vorteil, dass es sich um "abgesetztes" Wasser handelt. Dadurch entfällt der Schritt des Absetzens.

Ablauf von Kläranlagen Viele Einrichtungen müssen Glukose- und Glutaminsäurestandards (GGA) bei der BSB-Bestimmung verwenden, so dass der Ablauf in diesem Fall eine ausgezeichnete Wahl ist.

  • Es wird empfohlen, das Ansetzwasser vor der Verwendung auf Raumtemperatur zu bringen. Umschwenken beschleunigt diesen Prozess.
  • Geben Sie Nährstoffkissen direkt in die Flasche, da das Ablaufwasser einen Nährstoffmangel aufweisen kann.

Künstliches Ansetzwasser – Künstliches Ansetzwasser funktioniert oft nicht. Wenn die GGA-Werte zu niedrig sind, ist höchstwahrscheinlich das künstliche Ansetzwasser der Übeltäter (selbst wenn es seit Jahren verwendet wurde).

  • Es wird empfohlen, andere Arten von Ansetzwasser zu verwenden.
  • Wenn Sie künstliches Ansetzwasser verwenden müssen, halten Sie sich unbedingt an die Empfehlungen des Herstellers.
  • Lassen Sie dem Produkt so viel Zeit wie möglich, um aus seinem gefriergetrockneten Zustand "aufzuwachen", bevor Sie es verwenden.
  • Fügen Sie dem Produkt während der Hydratation eine kleine Menge an Zulauf- oder Ablaufwasser zu."

Schmutz – Oft wird übersehen, dass der Boden eine gute Quelle für Ansetzwasser ist. Die Bakterien in den BSB-Tests sind eigentlich Bodenbakterien. Wenn keine der anderen Quellen geeignet ist, sollten Sie mit Erde experimentieren.

  • Bereiten Sie 500 mL Verdünnungswasser (mit Puffern) in einem 1000 mL Becherglas vor.
  • Legen Sie einen Rührstab in das Becherglas und halten Sie das Wasser aktiv gerührt.
  • Entnehmen Sie etwa 20 Gramm Erde von einer aktiv wachsenden Rasenfläche.
  • Geben Sie die 20 g Erde in das 500-ml-Becherglas.
  • Lassen Sie das Wasser etwa 1/2 Stunde lang rühren.
  • Filtern und dekantieren Sie das Wasser in ein zweites 1000-ml-Becherglas.
  • Verwenden Sie die Lösung als Ansetzwasser.

Wie hoch ist die empfohlene Aktivität des Ansetzwassers für BSB?

Bei der Prüfung des BSB empfehlen die Standardmethoden, dass der Beitrag des Ansetzwassers 0,6-1,0 mg/L Sauerstoffabbau betragen sollte, obwohl dies angepasst werden kann, um sicherzustellen, dass die GGA-Standards 198 +/- 30,5 mg/L anzeigen.

Warum nicht einfach den TOC messen, um die organische Belastung zu beurteilen?

Der TOC misst den organischen Kohlenstoff, aber verschiedene organische Verbindungen erzeugen einen unterschiedlichen Sauerstoffbedarf. Die Messung des TOC allein gibt nicht unbedingt Aufschluss darüber, wie viel Sauerstoff von den organischen Stoffen in der Umwelt verbraucht wird. Oxalsäure und Ethanol zum Beispiel ergeben identische TOC-Werte. Aufgrund der unterschiedlichen Oxidationsstufen ist der Sauerstoffbedarf von Ethanol jedoch sechsmal höher als der von Oxalsäure, was bedeutet, dass Ethanol eine größere Auswirkung auf den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in einem Vorfluter hat. Die Messung des BSB anstelle des TOC ergibt ein klareres Bild davon, wie das aufnehmende Gewässer durch die organischen Abwässer beeinflusst wird.