DE2163612A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen und/oder ueberwachen des gehaltes an biologisch abbaubarer organischer materie in einer probenfluessigkeit - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Messen und/oder Uberwachen des Gehaltes an biologisch abbaubarer organischer Materie in einer ~Probenflüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen und/ oder Uberwachen einer Meßgröße für den Gehalt an biologisch abbaubarer organischer Materie in einer Probenflüssigkeit, insbesondere zur BSB-Bestimmung von Abwasser, mittels einer Mikroorganismenkultur, die mit der Probenflüssigkeit als Nährstoff und ausreichend Sauerstoff versorgt wird und aus deren Sauerstoffverbrauch ein Maß für die zu ermittelnde Meßgröße abgeleitet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
• Als Maß für den Gehalt an biologisch abbaubarer organischer Materie in Abwasser#wird üblicherweise der sich über eine Anzahl von Tagen (in der Regel fünf Tage) ergebende biochemische Sauerstoffbedarf herangezogen. Die übliche Methode der BS3-Messung besteht darin, das zu untersuchende, mit Sauerstoff angereicherte Abwasser zusammen mit den Mikroorganismen in einem geschlossenen Gefäß bei 200 C dunkel aufzubewahren und nach frühestens fünf wagen den noch vorhandenen Sauerstoffgehalt zu bestimmen. Durch entsprechende Verdünnung des Abwassers und genügende Anreicherung mit Sauerstoff muß gewährleistet sein, daß der Sauerstoffvorrat für mindestens fünf Tage ausreicht. Aus der aufgezehrten Sauerstoffmenge und dem Verdünnungsfaktor wird der BSB, (mg02/1 x 5 Tage) berechnet. Wegen des begrenzten Sauerstoffvorrates kann dieses Verfahren nur mit geringer Dichte der Mikroorganismenkultur durchgeführt werden. In einer Weiterentwicklung dieses Verfahrens werden sogenannte Atmungsapparate (z.B. nach Warburg) verwendet, bei denen der Verbrauch des Sauerstoffs aus einem vorgehaltenen Luftvolumen nachgeliefert wird, so daß mit höheren Eakteriendichten gearbeitet- werden kann und dadurch die Vorgänge in den nach Vorgängedem Belebtschl smmye rfahren arbeitenden Abwasserkläranlagen nachgeahmt werden können.
• Dem genannten Verfahren haftet jedoch der grundsätzliche Nachteil an, daß ein Meßergebnis erst nach fünf Tagen vorliegt. Das Verfahren kann deshalb z.B. nicht zu einer Regelung des Betriebes einer biologischen Abwasserbehandlungsanlage herangezogen werden oder zur Auslösung eines Alarms bei festgestellten Verschmutzungskatastrophen in Oberflächengewässern dienen. Ferner haben die bekannten, jeweils mit einer abgeschlossenen Abwassermenge arbeitenden Meßverfahren den Nachteil, daß die Lebensbedingungen der Mikroorganismen während der fünftägigen Meßdauer nicht konstant bleiben; vielmehr sinkt die Nährstoffkonzentration kontinuierlich ab, die Bakteriendichte nimmt zuerst zu und dann wieder ab, die Stoffwechselprodukte häufen sich an, bis schließlich Konzentrationsgrenzen erreicht werden, die das Zellwachstum verlangsamen und schließlich zum Stillstand bringen. Der nach diesem Verfahren gemessene BSB ist deshalb nur bedingt ein Maß für den vorhandenen Gehalt an biologisch abbaubarer Materie und für den tatsächlichen Abbauvorgang bei der biologischen Reinigung.
• Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Meßdaten schon nach sehr kurzer Zeit zur Verfügung stehen und welches außerdem mehr an das tatsächliche Geschehen in einer bilogischen Kläranlage angenäherte Meßwerte liefert.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man durch kontinuierliche Zuführung der Probenflüssigkeit und kontinuierliche Sauerstoffzufuhr zeitlich konstante Lebensbedingungen in der Mikroorganismenkultur aufrechterhält und die sich einstellende Sauerstoffkonzentration mißt. Während man also bei den bekannten Verfahren eine abgeschlossene Menge der Probenflü#sigkeit verwendet, so lange wartet, bis die Stoffwechselvorgänge und der Sauerstoffverbrauch weitgehend zum Stillstand gekommen sind, und dann während dieser Zeit verbrauchte integrale- Sauerstoffmenge mißt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine offene, kontinuierliche Mikroorganismerikultur im Zustand expone#ntiellen Wachstums gehalten und der momentan vorhandene Sauerstoffgehalt gemessen, der bei bekannter Sauerstoffzufuhr ein Maß für den momentan pro Zeiteinheit stattfindenden Sauerstoffverbrauch ist. Es wurde gefunden, daß zwischen dem auf diese Weise gewonnenen Meßwert für den momentanen Sauerstoffverbrauch und dem nach der klassischen Methode bestimmten BSB, ein eindeutiger, etwa proportionaler Zusammenhang besteht, so daß das erfindungsgemäße Verfahren als echtes Meßverfahren für den Gehalt an biologisch abbaubarer Materie dienen kann. Sein Hauptvorteil liegt darin, daß die Meßwerte nach außerordentlich kurzer Zeit, beispielsweise 1 - 2 Stunden, gewonnen werden können.
• In der einfachsten Form des Verfahrens, wenn z BP keine absoluten, sondern nur relative Werte bzw. zeitliche Änderungen der Meßgröße interessieren, kann der gemessene Sauerstoffgehalt direkt als Meßgröße verwendet und z.B. auch zum Regeln einer Abwasserkläranlage, zum Auslösen von Alarmvorrichtungen oder dgl. dienen. Zum Gewinnen absoluter Meßwerte muß das Verfahren allerdings mittels einer Standardnährlösung, deren Gehalt an biologisch abbaubarer Materie und damit deren Meßgröße bekannt sind, geeicht werden. Das Verfahren wird deshalb vorzugsweise so durchgeführt, daß man nacheinander eine Standardnährflüssigkeit, deren Meßgröße bekannt ist, und die Probenflüssigkeit der Mikroorganismenkultur jeweils kontinuierlich und unter Einhaltung jeweils zeitlich etwa konstanter Lebensbedingungen zuführt und die sich einstellende Sauerstoffkonzentrationen miteinander vergleicht. Das Verhältnis der sich einstellenden Sauerstoffkonzentrationen kann als Maß für die zu ermittelnde Meßgröße verwendet werden.
• Noch genauer wird das Verfahren, wenn man während der Zufuhr der Standardnährflüssigkeit und/oder der Probenflüssigkeit deren Dosierung, deren Konzentration und/oder die Sauerstoffzufuhr derart kontrolliert verändert, daß sich in beiden Fällen gleiche Sauerstoffkonzentrationen in der Mikroorganismenkultur einstellen, und daß man die vorgenommene kontrollierte Änderung als Maß für die zu bestimmende Meßgröße verwendet. Man erzielt hierdurch den Vorteil, daß man nicht nur mit jeweils zeitlich konstanten, sondern auch untereinander gleichen Lebensbedingungen in der Kultur während der beiden Vergleichsmessungen arbeitet und dadurch Meßfehler, die auf einem nichtlinearen Zusammenhang zwischen dem Nährstoffangebot und dem-Sauerstoffverbrauch beruhen könnten, ausschaltet. Außerdem kann die Messung auf diese Weise noch schneller durchgeführt werden, da beim Übergang von Standardnährflüssigkeit auf Probenflüssigkeit oder umgekehrt nicht erst das sich auf neuem Niveau einstellende Sauerstoffgleichgewicht abgewartet werden muß, sondern lediglich die sofort beobachtbare Anderung der Sauerstoffkonzentration kompensiert werden muß Bei der praktischen Durchführung geht man in vorteilhafter Weise so vor, daß man zuerst die Standardnährflüssigkeit zuführt und den Sauerstoffgehalt mißt, anschließend die Probenflüssigkeit zuführt und ihr dabei eine Flüssigkeit höherer oder niedrigerer, bekannter Nährstoffkonzentration in solchem Verhältnis zumischt, daß sich der Sauerstoffgehalt wieder auf den zuvor gemessenen Wert einstellt, und daß man das Mischungsverhältnis als Maß für die Meßgröße verwendet.
• Umgekehrt kann man selbstverständlich auch zuerst die Probenflüssigkeit zuführen und den Sauerstoffgehalt messen und anschließend die Standardnährflüssigkeit aus einer Flüssigkeit mit höherer und einer mit niedrigerer, jeweils bekannter Nährstoffkonzentration in solchem Verhältnis mischen, daß sich wieder der zuvor gemessene Sauerstoffgehalt einstellt, und ebenfalls das Mischungsverhältnis als Maß für die Meßgröße verwendell. Die zugemischte Flüssigkeit niedrigerer Nährstoffkonzentration wird in der Regel eine nährstoS£reie Flüssigkeit, z.B. reines Wasser oder physiologische Kochsalzlösung, sein.
• Vorzugsweise werden während der gesamten Messung die zugeführten Flüssigkeiten auf einer gleichmäßigen erhöhten Temperatur, insbesondere etwa 600 C gehalten.
• Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt einen eine Mikroorganismenkultur in einer Nährflttssigkeit enthaltenden Behälter, Einrichtungen zum Zuführen von Sauerstoff zum Behälter und ein Meßgerät für den -Sauerstoff, und sie ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an das Gefäß mindestens eine Zuleitung mit Fördereinrichtungen zum kontinuierlichen Zuführen von Probenflüssigkeit, mindestens eine Auslaßleitung mit Fördereinrichtungen zum ständigen Abziehen einer der zugeführten Flüssigkeitsmenge entsprechenden Menge an Kulturflüssigkeit, und eine Leitung zur kontinuierlichen Sauerstoffzufuhr angeschlossen sind und daß das Meßgerät als Gerät zur laufenden Messung des Sauerstoffgehaltes der im Gefäß befindlichen Flüssigkeit ausgebildet ist. Das Meßgerät muß allerdings nicht im Gefäß selbst angeordnet sein, sondern kann auch in einem äußeren, Kulturflüssigkeit in der Nähe des Behälterbodens entnehmenden Zwangskreislauf angeordnet sein, Vorzugsweise sind an den Behälter mehrere, wahlweise aus-, um- oder zuschaltbare bzw. regelbare Zuleitungen für Probenflüssigkeit und ftir Standardnährflüssigkeit bzw. für Nährflüssigkeiten mit unterschiedlichen Nährstoffgehalten angeschlossen. Auf. diese Weise kann man in beliebigem Rhythmus abwechselnd Probenflüssigkeit und Standardnährflüssigkeit der Mikroorganismenkultur#zuführen bzw. auch den Nährstoffgehalt der Probenflüssigkeit durch kontrolliertes, der Messung dienendes Zumischen von Nährflüssigkeit höherer oder niedrigerer Nährstoffkonzentration an den der Standardnährflüssigkeit anpassen oder umgekehrt.
• Die Fördereinrichtungen zum Zuleiten von Proben- bzw.
• Nährflüssigkeit und zum Ableiten von Flüssigkeit aus dem Gefäß sind. vorteilhafterweise als Pumpen, und zwar vorzugsweise als zwei gemeinsam angetriebene, gleich große Fördervolumina aufweisende, zu einer Doppelpumpen vereinigten Pumpen ausgebildet.
• Weitere vorteilhafte Vorrichtungamerkinale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den Unteransprüchen.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung.
• Fig. 3 zeigt in graphischer Darstellung den zeitlichen Verlauf des Sauerstoffgehaltes im Gefäß bei einer Ausführungsform des Meßverfahrens.
• Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des Sauerstoffgehaltes bei einer anderen Art der Durchführung des Meßverfahrens.
• Fig. 5 und 6 zeigen schematisch die Mengenströme bei dem Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
• Fig. 1 zeigt ein mit einem Rührwerk 2 versehenes Meßgefäß 1, in dem sich Nährflüssigkeit 3 befindet, in welcher eine Mikroorganismenkultur eingenäht ist. Es handelt sich hierbei insbesondere um dieJenigen Bakterien bzw. Mikroorganismen, die auch in nach dem Schlammbelebungsverfahren arbeitenden Abwasserkläranlagen wirksam sind. Ein Überlaufrohr 4 hält die FUllhöhe im Meßgerät 1 konstant. Zur Zufuhr von Sauerstoff in die Flüssigkeit 3 ist eine mit Regelventil 5 versehene Leitung 6 vorgesehen, die beispielsweise an eine Sauerstoffflasche oder einen- elektrolytischen Sauerstofferzeuger angeschlossen ist oder auch einfach zum Einsaugen von Luft dient. Eine vorzugsweise elektrometrische Meßsonde 7 mißt laufend den Sauerstoffgehalt in der Flüssigkeit 3 und ist beispielsweise mit einem Anzeigegerät 8 verbunden, an dem der Meßwert abgelesen werden kann. Selbstverständlich kann die Meßsonde 7 auch mit einem Registriergerät verbunden sein und/oder mit einem Speicher- und Steuergerät, welches beispielsweise den Reinigungsprozeß in einer Abwasserkläranlage steuert Eine Dosierpumpe 9 mit insbesondere unveränderlicher Fördermenge führt über eine Leitung 10 dem Gefäß 1 Flüssigkeit aus vier wahlweise anschließbaren Behältern 11, 12, 13, 14 zu. Im Behälter 11 befindet sich die zu messende Probenflüssigkeit von unbekannter Zusammensetzung, im Behälter 12 eine Standardnährflüssigkeit von bekanntem Nährstoffgehalt, im Behälter 13 nährstofffreie Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Kochsalzlösung, und im Behälter 14 eine konzentrierte Nährstofflösung. Die von der Dosierpumpe 9 aus den einzelnen Behältern entnommenen Teilmengen sind über eine dem Behälter 11 zugeordnete Hilfspumpe 15 bzw. Absperr- und Regelventile 16, 17, 18 unabhängig voneinander veränderbar. Die Pumpe 15 ist regelbar' und ihre Fördermenge ist höchstens gleich der der Dosierpumpe 9.
• Mit dieser Apparatur kann die Messung beispielsweise so durchgeführt werden, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Bei stillstehender Dosierpumpe 9 befindet sich im Gefäß 1 zunächst nur Nährflüssigkeit, die kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt wird. Der Sauerstoffgehalt stellt sich dann bis zum Sättigungswert ein, der mit 100 % bezeichnet wird. Zum Zeitpunkt A wird die Mikroorganismenkultur in das Gefäß 1 eingesät. Durch deren Ätmungstätigkeit wird Sauerstoff verbraucht, und der Sauerstoffgehalt sinkt auf einen neuen Gleichgewichtewert ab, der beispielsweise 70 0 beträgt.
• Damit ist die Apparatur geeicht. werden nun zum Zeitpunkt B die Dosierpumpe 9 und die Hilfspumpe 15 in Betrieb gesetzt und wird dadurch die Probenflüssigkeit unbekannter Zusammensetzung zugeführt, so ändert sich der Sauerstoffgehalt im Gefäß 1 und nimmt nach einiger Zeit einen neuen Gleichgewichtswert an, der in dem in Fig. 3 gezeigten Fall beispielsweise 80 % beträgt.
• Dies bedeutet, daß die Probenflüssigkeit aus dem Gefäß 11 eine im Verhältnis 70:80 geringere Sonzentration an biologisch abbaubarer organischer Materie enthält als die ursprünglich vor handene Standardnährflüssigkeit. Dieser unterschiedliche Gehalt kann s.B. direkt an dem entsprechend kalibrierten #eßgerät 8 abgelesen werden. Je nach dem hnwendungszweck kann z.B.
• die beschriebene Messung fortlaufend durchgeführt werden, um beispielsweise zeitliche Schwankungen in der Zusammensetzung der Probenflüssigkeit 11 zu überwachen. Eine erneute Eichung mittels einer Standardnährflüssigkeit ist dabei im Prinzip niciit erforderlich.
• Um genaue Absolutmessungen zu erhalten, ist es jedoch vorteilhaft, die Messung in etwas anderer Form durchzuführen, die in den Figuren 4 bis 6 erläutert ist. In Fig. 4 ist angenommen, daß zum Zeitpunkt t = O in dem Gefäß 1 die Nährflüssigkeit und die Mikroorganismenkultur vorhanden sind und sich eine Gleichgewichtssauerstoffkonzentration von 70 % eingestellt hat. Zum Zeitpunkt A beginnt man mit der Zuführung der Probenflüssigkeit unbekannter Zusammensetzung. Aus dem anschließenden Verlauf, d.h. dem Ansteigen oder Abfallen der Sauerstoffkurve, erkennt man, ob die Probenflüssigkeit einen kleineren oder größeren BSE ert hat als die Standardnährflüssigkeit. Durch entsprechendes kontrolliertes Zumischen von konzentrierter Nährflüssigkeit aus dem Gefäß 14 im einen Fall oder von reinem Wasser aus dem Gefäß 13 im andern Fall ändert man die Nährstoffkonzentration der unbekannten Probenflüssigkeit so lange, bis derselbe Sauerstoffgehalt wie vorher wieder erreicht ist. Bei vorsichtiger Dosierung von Hand wird sich der nach dem Punkt A dargestellte Kurvenverlauf in verhältnismäßig kurzer Zeit einstellen. Es ist selbstverständlich auch möglich, diese kontrollierte Konzentrationsänderung der Probenflüssigkeit durch eine Regelvorrichtung durchführen zu lassen, der man als Ist-5rert den momentanen Sauerstoffgehalt im Gefaß 1, als Soll-Viert den zuvor mit der Standardnährflüssigkeit gemessenen Sauerstoffgehalt eingibt und deren Ausgangssignal auf die Dosierventile 17, 18 bzw. auch auf die Eilfspumpe 15 für die Probenflüssigkeit einwirken. Je nach der Chariçteristik der Regeleinrichtung kann sich beispielsweise die im Anschluß an den Punkt B dargestellte Sauerstoffkurve ergeben, die sich in Form einer gedämpften Schwingung dem Soll-Wert nähert.
• Die Figuren 5 und 6 veranschaulichen die in den beiden Stadien der Messung vorhandenen Teilströme, nämlich Fig. 5 den aus dem Gefäß 12 entnommenen Strom an Standardnährflüssigkeit und Fig. 6 den anschließend aus dem Gefäß 11 entnommenen Teilstrom der Probenflüssigkeit, dem ein weiterer Teilstrom mit konzentrierter Nährflüssigkeit aus dem Gefäß 14 (oder mit reinem Wasser aus dem Gefäß 13, gestrichelt dargestellt) zugemischt wird, so daß sich wieder dieselbe Stromstärke wie in Fig. 5 ergibt, der jeweils ein gleich starker abgezogener Strom aus dem Gefäß 1 entspricht. Aus den jeweils angeschriebenen Strömungsmengen Q und Nährstoffkonzentrationen C läßt sich dann anhand der beiden Gleichungeri Qx Cx + QH2Q CH20 Qab Cbek (1) 2 Cx Cx + QKonz CKonz Qab . Cbek (2) die unbekannte Konzentration Cx der Probenflüssigkeit errechnen.
• Selbstverständlich kann das Meßverfahren auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, wobei zuerst die Probenflüssigkeit aus dem Gefäß 11 unvermischt zugeführt und der sich einstellende Sauerstoffgehalt gemessen wird und anschließend eine aus den Gefäßen 12 und 13 oder 14 gemischte Nährflüssigkeit dem Gefäß 1 zuführt und das Mischungsverhältnis wiederum so lange ändert, bis sich der zuvor gemessene Sauerstoffgehalt einstellt. Ferner kann man auch durch Verändern des Regelventils 5 die Sauerstoffzufuhr ändern und auf diese :-,eise den Sauerstoffgehalt in dem Gefäß 1 konstant halten.
• Durch nicht dargestellte Heizeinrichtungen und Thermostaten wird die Temperatur sämtlicher an der Messung beteiligter Flüssigkeiten vorzugsweise auf etwa 600 C konstant gehalten.
• Fig0 2 zeigt eine verfeinerte Ausführungsform der Meßvorrichtung, bei der die Bedienung wesentlich vereinfacht bzw. teilweise automatisiert ist. Teile, die der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, insbesondere das Meßgefäß 1 mit R~uhrwerk 2 und die Vorratsgefäße 11, 12, 13, 14 für die verschiedenen Nährflüssigkeiten sowie die Dosierpumpe 9. Zxvischen die Dosierpumpe 9 und die Gefäße 11, 12, 13, 14 bzw.
• deren Pump- und Regelorgane 15, 16, 17, 18 ist ein Mehr-~wege-Vent,il 19 geschaltet, das so viel Stellungen hat, wie es Versuchsvariationen gibt. Diese unterschiedlichen Stellungen sind bei 0, 1, 2 und 3 schematisch dargestellt.
• In der Stellung 0 wird der erste Versuchsabsclrnitt, nämlich die Zuführung der Standardnährflüssigkeit aus dem Gefäß 12 durchgeführt. Anschließend kann das Ventil 19 in die Stellung 1 gebracht werden, in der die Probenflüssigkeit aus dem Gefäß ii über die Pumpe 15 der Pumpe 9 zufließt. Es kann dann die anhand von Fig. 3 beschriebene Messung durchgeführt werden. Soll dagegen entsprechend Fig. 4 verfahren werden, so wird die Ventilstellung 3 verwendet, bei der der #robenflüssigkeit aus dem Behälter 15 konzentrierte Nährflüssigkeit aus dem Behälter 14 oder wasser aus dem Behälter 13 zudosiert wird. ill man umgekehrt die Konzentration der Standardnährflüssigkeit verändern und an die der unbekannten Probenflüssigkeit anpassen, so verwendet man die Ventilstellung 2.
• Das Meßgefäß 1 ist bei dieser Ausführungsform nicht mehr mit einem Mberlaug, sondern mit einer Iibeugspumpe 20 versehen, die mit der Dosierpumpe 9 zu einer Doppelpumpe vereinigt ist, die von einem Motor 21 angetrieben wird.
• Die Fördervolumina der beiden Pumpen 9 und 20 sind gleich groß, so daß der Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 1 stets in konstanter Höhe bleibt. Außerdem ist die Meßsonde für den Sauerstoffgehalt nicht mehr direkt im Gefäß 1 angeordnet. Vielmehr besitzt das ,Meßgefäß 1 zwei sogenannte äußere EreisläuSe, in denen eine gleichbleibende Menge Flüssigkeit ständig umgepumpt wird. Im einen Kreislauf, der aus dem Ab2weigrohr 22 und der Pumpe 23 besteht, wird über das Regelventil 5 der Sauerstoff zugeführt. Im andern Kreislauf, der aus dem Abzweigungsrohr 24 und der Pumpe 25 be steht, wird durch eine Meßeinrichtung 27 ständig der Sauerstoffgehalt gemessen. Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Kreisläufe miteinander zu vereinigen, wobei dann aber der Sauerstoff, in Fließrichtung gesehen, hinter der Meßvorrichtung zugegeben werden sollte. Die Vorteile solcher äußerer Kreisläufe sind vor allem darin zu sehen, daß der Sauerstoffgehalt durch die konstante Durchflußgeschwindigkeit exakt gemessen werden kann. Auch die Sauerstoffzufuhr kann sehr genau erfolgen, weil die Zuführungsleitung in die Saugleitung der Pumpe mundet, in der ein konstanter Unterdruck herrscht.
• Eine weitgehende Automatisierung des Meßvorganges kann dadurch erreicht werden, daß die von dem Meßgerät 27 gemessenen Sauerstoffwerte einem bei 28 angedeuteten Regler eingegeben werden. Diesem Regler kann eine bei 29 angedeutete Schreibeinrichtung zur Kontrolle vorgescüaltet, sein. Je nach der Abweichung des gemessenen Sauerstoffgehaltes-vom vorgegebenen Soll-Wert erzeugt der Regler 26 mehr oder weniger große Steuerimpulse, die über die Leitung 30 der lIilfspumpe 15 zugeführt werden, so daß der Anteil der Probenflüssigkeit an dem von der Dosierpumpe 9 dem Gefäß 1 zugeführten Flüssigkeitsgemisch entsprechend geändert wird Eine solche Regelung eignet sich auch dazu, aus dem gemessenen Sauers'toffgehalt bzw. dem daraus errechenbaren BSB-Wert Maßnahmen zur Beeinflussung einer Abwasserkläranlage oder eines Teils einer solchen Anlage herzuleiten.

Claims (19)

P a t e n t a s p r ü c h e

1. Verfahren zum Messen und/oder Überwachen einer Meb'-größe für den Gehalt an biologisch abbaubarer organischer materie in einer Probenflüssigkeit, insbesondere zur BSB-Bestimmung von Abwasser, mittels einer Mikroorganismenkultur, die mit der Probenflüssigkeit als nährstoff und ausreichend Sauerstoff versorgt wird und aus deren Sauerstoffverbrauch ein Maß für die zu ermittelnde Megröße abgeleitet wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß man durch kontinuierliche Zufuhr der Probenflüssigkeit und kontinuierliche Sauerstoffzufuhr zeitlich etwa konstant Lebensbedingungen der Mikroorganismenkultur aufre chterhält und die sich einstellende Sauerstoffkonzentration mißt.

2. Verfahren nach anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß man nacheinander eine Standardnährflüssigkeit, deren Meßgröße bekannt ist, und die Probenflüssigkeit der Mikroorganismenkultur jeweils kontinuierlich und unter Einhaltung jeweils zeitlich etwa konstanter Lebensbedingungen zuführt und die sich einsteilenden Sauerstoffkonzentrationen miteinander vergleicht.

Verfahren nach anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c n e t, daß man während der Zuführung der Standardnährflüs sigkeit und/oder der Probenflüssigkeit deren Konzentration, deren Dosierung und/oder die Sauerst#ffzufuhr derart kontrolliert ändert, daß sich in beiden Fällen der gleiche oauerstoffgehalt einstellt, und daß man das Ausmaß der kontrollierten Änderung als Maß für zu ermittelnde Meßgröße verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß man der #ikroorgani smenlrultur zuerst die Staldardnährflüssigkeit zuführt und den sich einstellenden Sauerstoffgehalt mißt und bei der anschließenden Zufuhr von Probenflüssigkeit dieser eine Nährflüssigkeit von höherer oder niedrigerer, bekannter Nährstoffkonzentration in solchem Verhältnis zumischt, daß sich der gleiche Sauerstoffgehalt wieder einstellt, und daß man das Mischungsverhältnis als Maß für die zu ermittelnde Meßgröße verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß man der Mikroorganismenkultur zuerst die tçrobenflüssigkei-t zuführt und den sich einstellenden Sauerstoffgehalt mißt, und daß man bei der anschließenden Zufuhr der Standardnährflüssigkeit diese mit einer Nährflussigkeit höherer oder niedrigerer, bekannter Konzentra--tion in solchem Verhältnis mischt, daß sich derselbe Sauerstoffgehalt wieder einstellt, und daß man das Mischungsverhältnis als Maß für die zu ermittelnde Meßgröße verwendet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die an der Messung beteiligten Flüssigkeiten während der Versuchsdauer auf einer erhöhten, zeitlich etwa konstanten Temperatur von insbesondere etwa 600 C-gehalten werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Behälter mit einer Mikroorganismenkultur, einer Einrichtung zum Zuführen von Sauerstoff zum Behälter und einem Meßgerät für den Sauerstoff, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an das Gefäß (1) mindestens eine Zuführungsleitung (10) mit Fördereinrichtungen (9) zum kontinuierlichen Zuführen der Probenflüssigkeit, mindestens eine Auslaßleitung (4 bzw.

26) mit Fördereinrichtungen (20) zum ständigen Abziehen einer der zugeführten Flüssigkeit gleichen Menge an Flüssigkeit., und Einrichtungen (5, 6) zum kontinuierlichen Zuführen von Sauerstoff angeschlossen sind und daß das Meß; gerät (7, 27) als Gerät zur laufenden Messung des Sauerstoffgehaltes der im Gefäß (1) befindlichen Flüssigkeit ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Behälter (1) an mehrere, wahlweise aus-, um- oder zuschaltbare bzw. regelbare Zuleitungen für Probenflüssigkeit und Standardnährflüssigkeit sowie gegebenenfalls für Nährflüssigkeiten mit unterschiedlichen Nährstoffkonzentrationen angeschlossen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtungen zum Zuführen und Abziehen der Flüssigkeiten als Pumpen mit gleich großen Fördervolumina ausgebildet und insbesondere-als Doppelpümpe (9, 20) miteinander vereinigt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der die Zuführung der Nährflüssigkeit bewerkstelligenden, vorzugsweise mit konstantem Volumen fördernden Dosierpumpe (9) eine regelbare Hilfspumpe (15) vorg,eschaltet ist, deren Fördervolumen höchstens gleich dem der nachgeschalteten Pumpe (9) ist, und daß in die Verbindungsleitung zwischen den beiden Pumpen mindestens eine weitere ZuLuhrungsle itung für Nährflüssigkeit mündet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die weiteren Zuführungsleitungen in eine in der Verbindungsleitung angeordnete Mischvorrichtung münden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i e h n e t , daß die MiscIlvorrichtung als Mehrv#'egeventil (19) mit einer Ablaufleitung ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 -oder 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zuführungsleitungen mit einzeln einstellbaren Durchflußreglern (16, 17, 18) versehen sind.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n -e t , daß die regelbare Hilfspumpe (15) durch einen mit dem Sauerstoff-Meßgerät (27) verbundenen Regler (28) steuerbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Sauerstoffmeßgerät (27) in einem äußeren, die Julturflüssigkeit in der Nähe des Behälterbodens entnehmenden Zwangskreislauf (24, 25) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die vorzugsweise regelbare Zufuhrleitung für den Sauerstoff in den das Sauerstoffmeßgerät enthaltenden äußeren Kreislauf mündet, und zwar, in Durchflußrichtung gesehen, vorzugsweise hinter dem Meßgerät.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche ~7' bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t; daß die Zufuhrleitung für den Sauerstoff in einen zweiten äußeren Zwangskreislauf (22, 23) mündet.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zufuhrleitung für den Sauerstoff an eine Einrichtung zur elektrolytischen Erzeugung von Sauerstoff angeschlossen' ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Behälter (1) und/oder die Gefäße (11, 12, 13, 14 für Proben- und Nährflüssigkeit mit Einrichtungen zum Verändern und/oder Konstanthalten der Flüssigkeitstemperatur versehen sind.

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