Anwendungsbereiche für GIMAT-Produkte

Prozessflüssigkeiten

Investitionen in Prozessanalytik amortisieren sich besonders schnell. Bei guter Regelung kann eine Anlage die Produktverluste gering halten und dauerhaft Produkte in der gleichen hohen Qualität liefern. Voraussetzung dafür ist, dass präzise und aussagekräftige Daten vorliegen.

Mit unseren Messgeräten und Sensoren für Prozessflüssigkeiten haben Sie sämtliche Parameter stets und sicher im Blick. Unsere Online-Messgeräte und Labor-Messtechnik sind seit Jahren zuverlässig im Einsatz in vielen Branchen, z.B. in Raffinerien, Lebensmittelindustrie, Getränkeindustrie, Papierfabriken, Chemieindustrie oder bei Kühlschmiermitteln. Der Bogen der Anwendungen reicht von der Bestimmung von Arsen im Trinkwasser, des Brix-Werts von Kühlschmiermitteln, über die Viskositätsmessung von Ölen, bis zur Bestimmung des Zuckergehalts in Erfrischungsgetränken.

Genaue Dosierung spart Geld

Refraktometer übernehmen mittlerweile in vielen Anwendungsbereichen die Konzentrationsüberwachung kritischer Prozessflüssigkeiten. So erfolgt die physikalische oder chemische Behandlung von Materialoberflächen oft aus ästhetischen Zwecken, zur Härtung oder Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. Zum Repertoire der Behandlungstechniken gehören Reinigung, Polieren, Ätzen und Beschichtungen. Damit die Oberflächenbehandlung das gewünschte, bestmögliche Resultat erzielt, muss das angewendete Agens aber die optimale Konzentration haben. Andernfalls kann die Beschaffenheit der Oberfläche deutlich leiden.

Wenn etwa bei Getränkedosen durch dürftige Oberflächenbehandlung die Farbe auf der Oberfläche nicht haftet, also ein Bedrucken unmöglich ist, kann auf diese Weise eine komplette Charge für den Verkauf unbrauchbar werden. Daher ist es essentiell, stets zu überwachen, dass die Konzentration von Lösungen dem Richtwert entspricht. Mithilfe von kontinuierlich arbeitenden inline-Refraktometern kann die richtige Dosierung der Stoffzugabe automatisiert werden.

Reinheitsgrad sicherstellen

Die elektrische Leitfähigkeit ist als Summenparameter ein Maß für die Ionenkonzentration einer Messlösung. Je mehr Salze, Säuren oder auch Basen in der Messlösung dissoziiert sind, umso höher ist deren Leitfähigkeit. Im Wasser handelt es sich vorwiegend um Ionen von gelösten Salzen. Die Leitfähigkeit liefert somit eine Aussage über den Reinheitsgrad von Wasser. In industriellen Produktionsverfahren wird die Leitfähigkeitsmessung z. B. für die Prozesskontrolle eingesetzt.

Betriebliches Abwasser

Abwasserkosten senken

Kommunale Entwässerungssatzungen sehen für industrielles und gewerbliches Abwasser von Indirekteinleitern sehr oft Starkverschmutzerzuschläge vor. In Bayern wird beispielsweise satzungsmäßig festgelegt, dass für industrielle und gewerbliche Abwässer, deren Ableitung und Reinigung Kosten verursachen, die die Kosten für häusliches und haushaltsähnliches Abwasser um mehr als 30 % übersteigen, ein Zuschlag von 50% des Kubikmeterpreises erhoben wird. Eine Definition zur Beschaffenheit häuslichen Abwassers gibt es jedoch oft nicht.

Das am häufigsten für die Bemessung von Starkverschmutzerzuschlägen benutzte Kriterium ist der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB). Es empfiehlt sich daher für Indirekteinleiter, neben der kontinuierlichen Erfassung der Abwassermenge auch den CSB zu bestimmen. Dies kann über eine zeit- oder mengenproportionale Probenahme mit automatisch arbeitenden Probenahmegeräten und einer anschliessenden Laborbestimmung des CSB erfolgen oder mit Hilfe kontinuierlich arbeitender Sonden oder Analysatoren.

Statt dass der Gebührenbescheid auf der Grundlage geschätzter und wie so oft zu hoher CSB-Werte basiert, kann somit von einem Unternehmen mithilfe von Messtechnik die tatsächliche jährliche Schmutzwasserfracht nachgewiesen werden und deutliche Kostensenkungen erzielt werden.
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Neutralisation und Entgiftung

Der kontinuierlichen Messung des pH-Werts kommt eine große praktische Bedeutung zu. Der saure oder alkalische Charakter des Mediums spielt bei vielen chemischen und biologischen, aber auch bei mechanisch/physikalischen Vorgängen eine Schlüsselrolle. Zahlreiche Reaktionen, wie z. B. bei der Fällung oder Entgiftung, laufen nur bei geeigneter Einstellung des pH-Wertes ab. Im Bereich der Abwasserbehandlung kann es bei extremen pH-Bedingungen zu folgenden schädigenden Auswirkungen kommen:

Die Mikroorganismen zur biologischen Abwasserreinigung sind empfindlich gegen Laugen und Säuren, der pH-Wert sollte möglichst im neutralen Bereich um pH 7 liegen.
pH-Werte von 6,5 oder niedriger führen zu allmählicher Zerstörung metallischer Werkstoffe und Konstruktionsteile und auch zu Schädigungen in der Kanalisation.
Die Löslichkeit vieler Substanzen verändert sich in Abhängigkeit vom pH-Wert und der Temperatur. Unerwünschte Ausfällungen und störende Niederschläge können die Folge sein. Gesetzliche Bestimmungen und Verordnungen fordern bereits, dass nur Abwässer mit einem pH-Wert zwischen 6,5 und 9,5 bzw. 10 ins öffentliche Kanalnetz eingeleitet werden dürfen. Bei industriellen Indirekteinleitern, wie z. B. milchverarbeitende Betrieben oder Brauereien, kann es daher notwendig sein, eine Vorbehandlung des Abwassers in einer Neutralisationsanlage durchzuführen.

Salzbelastung einhalten

Die elektrische Leitfähigkeit ist als Summenparameter ein Maß für die Ionenkonzentration einer Messlösung. Je mehr Salze, Säuren oder auch Basen in der Messlösung dissoziiert sind, umso höher ist deren Leitfähigkeit. Im Abwasser handelt es sich vorwiegend um Ionen von gelösten Salzen. Die Leitfähigkeit liefert somit eine Aussage über die Salzbelastung im Abwasser.

Kläranlagen

Unsere Geräte eignen sich für die Online-Überwachung von Abwasser in allen Schritten der Abwasserreinigung.

Für die im Rahmen der Eigenüberwachung erforderlichen Messungen liefern wir eine Vielzahl an online-Messtechnik sowie automatische Probenahmegeräte.

Nachweis Reduktion Kohlenstoff

Eine wesentliche Aufgabe einer Kläranlage ist es, neben der Stickstoff- und Phosphateliminierung die organische Belastung des Abwassers zu vermindern. Die organischen Verbindungen bestehen in erster Linie aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff. Im Laufe des Reinigungsprozesses werden sie unter Verbrauch von Sauerstoff letztendlich zu Kohlendioxid und Wasser umgesetzt. Um die organische Belastung eines Wassers zu beschreiben bedient man sich der Summenparameter TOC, DOC, CSB und/oder BSB.

Stickstoffelimination

Speziell bei der biologischen Abwasserreinigung ist die präzise und kontinuierliche Bestimmung des Sauerstoffgehaltes Grundvoraussetzung für einen optimalen und störungsfreien Betrieb der Anlage. Der Wirkungsgrad und die Energiekosten des biologischen Reinigungsprozesses, sowohl in der Nitrifikations- als auch in der Denitrifikationsstufe, werden im Wesentlichen durch die Güte der Belüftungsregelung beeinflusst.

Unterstützt durch unsere Messtechnik können Sie eine belastungsorientierte Regelung des Sauerstoffeintrags erzielen. Die Aktivität der Mikroorganismen in der Nitrifikation steigt mit zunehmender O₂-Konzentration an. Bei etwa 2 mg/l wird jedoch eine wirtschaftliche Grenze erreicht, da eine weitere Erhöhung des Sauerstoffgehaltes keine wesentliche Beschleunigung des Prozesses mehr bewirkt, jedoch viel mehr Energie für die Gebläse benötigt.

Durch eine konzentrationsabhängige Steuerung des Gebläses lässt sich also in erheblichem Maße Energie sparen, denn der Strombedarf für die Belüftungseinrichtung stellt den größten Betriebskostenfaktor einer biologischen Kläranlage dar. Vorhandener Restsauerstoff beeinträchtigt hingegen den Ablauf in der Denitrifikation. Aus diesem Grunde wird eine minimale O₂-Konzentration in der Denitrifikation angestrebt (anaerobe bzw. anoxische Verhältnisse). In der Nitrifikation ist dagegen eine Sauerstoffkonzentration das Ziel, die genau den Bedarf der Biologie abdeckt. Nur der Einsatz eines präzisen und zuverlässigen Messsystems gewährleistet eine effiziente und damit energiesparende Regelung dieses Prozesses.

Weitere Senkung der Energiekosten

Neben Sauerstoff werden in modernen Kläranlagen die für die Nitrifikation und Denitrifikation prozessrelevanten Messgrößen Ammonium und Nitrat ermittelt. Um den Energieverbrauch im Belebungsbecken zu minimieren, ist bei möglichst vollständiger Stickstoffoxidation ein effizienter und geringer O₂-Eintrag anzustreben. Für das optimale Wachstum der Nitrifikanten müssen i.d.R. höhere Konzentrationen an Gelöstsauerstoff eingehalten werden, als beim reinen Abbau organischer C-Verbindungen.

Die Online-Messung der Zielgröße Ammonium mit der Möglichkeit eines NH₄-N-Regelbetriebes macht den Nitrifikationsprozess transparent und bietet wesentlich höheres Potential für Energieersparnisse als bei einem reinen O₂-Regelbetrieb. Damit wird einerseits Blähschlammbildung im unteren Arbeitsbereich verhindert und bei Störungen des NH₄-N-Abbaus (z. B. durch ein gestörtes Nährstoffverhältnis Kohlenstoff : Stickstoff : Phosphat) der Sauerstoffeintrag begrenzt. Als Ergebnis lassen sich erhebliche Einsparpotentiale erzielen.
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Weitere Verbesserung der Nitri-/Deni-Stufen und biologischen P-Elimination

Um einen ausreichenden Nitrifikationsgrad zu erzielen, darf ein bestimmtes Schlammalter längerfristig nicht unterschritten werden. Maßgeblich hierfür sind der Überschussschlammfluss und der Trockensubstanzgehalt im Belebungsbecken, die mit Hilfe eines Feststoffsensors gemessen werden können. Auch die Denitrifikation (N-Elimination) und zum Teil die biologische P-Elimination werden deutlich verbessert, je größer der Feststoff- bzw. Trockensubstanzgehalt ist.

Optimierung chemische Phosphatfällung

Zur Einhaltung der vorgeschriebenen P-Ablaufgrenzwerte muss in der Kläranlage oft eine chemisch-physikalische Phosphatelimination mit Metallsalzen (meist Fe³⁺ oder Al³⁺) erfolgen. Der Fällungsprozess lässt sich sehr effektiv über den Einsatz von ortho-Phosphat-Analysatoren steuern bzw. regeln, was speziell bei größeren Anlagen deutliche Einsparungen beim Fällmittelverbrauch bewirkt.

Entfernung Mikroschadstoffe

Die Einführung einer 4. Reinigungsstufe zur Entfernung von Spurenstoffen wie Pharmaka oder auch Mikroplastik aus dem Abwasser gewinnt in den letzten Jahren immer mehr an Dynamik. Es mehren sich bereits die Stimmen, die in den nächsten Jahren gesetzliche Regelungen zu diesem Thema erwarten. Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel und dadurch bestens geeignet zur Behandlung dieser Verunreinigungen, die die bisher etablierten Reinigungsstufen unbeschadet durchlaufen. Die Anlagen zur Erzeugung von Ozon und die Kontaktbehälter für die Reaktion sind technisch ausgereift und gut beherrschbar. Die Zeit im Reaktionsbehälter beträgt typischerweise 10-30 min. Damit ist die Ozonung ein vielversprechendes, leistungsfähiges Verfahren für die 4. Reinigungsstufe. Um sicherzustellen, dass die Konzentration des Ozons den Vorgaben entspricht, ist eine online-Messung unerlässlich.

Gewässer

Die ständige Überwachung von Oberflächengewässern, das sog. Gewässermonitoring, erlaubt Rückschlüsse auf die Entwicklung der Gewässerqualität und auf industrielle Einleitungen. Die Überwachung der Gewässergüte kann auch da von Interesse sein, wo Einwirkungen der Schifffahrt auf das Ökosystem untersucht werden sollen.

Wir bieten Messgeräte für alle Messgrößen die für die Gewässerüberwachung relevant sein können:

Sauerstoffgehalt zur Abschätzung der Eutrophierung
Temperatur
pH-Wert
Leitfähigkeit
Redox-Potential, als Indikator für das biologische Selbstreinigungsvermögen des Gewässers
Trübung
Ammonium
Nitrat
ortho-/gesamt-Phosphat
Schwermetallgehalt
Kohlenstoffgehalt, ausgedrückt durch einen der Summenparameter CSB, Spektraler Absorptionskoeffizient (SAK) oder TOC.

Deponiesickerwasser

Beim Betrieb einer Deponie sind aufgrund behördlicher Auflagen meist eine ganze Reihe von Parametern messtechnisch zu erfassen und aufzubereiten. Dazu gehören unter anderem:

Wasserqualität
Menge der Oberflächenabflüsse
Sickerwassermengen sowie Pegel- und evtl. Wasserqualitätsmessungen in nahen Gewässern

Anforderungen der „Technischen Anleitungen Abfall“ und „Siedlungsabfall“ einhalten

Deponien und Altdeponien müssen laut der TA Abfall und TA Siedlungsabfall im Rahmen der Nachsorgeverfahren und zur Kontrolle der Sickerwasserprognose über längere Zeit die anfallenden Sickerwassermengen messen und registrieren. Die Durchflussmessung dient zur Erklärung der Wirksamkeit der Oberflächenabdichtungen und des Deponieverhaltens. Da mit den Jahren eine Verminderung der Sickerwassermenge zu erwarten ist, wird ein Messverfahren benötigt, das auch sehr kleine Durchflussmengen genau misst. Eine Registrierung mit einem Datenlogger ist sinnvoll, um den zeitlichen Ablauf des Sickerwasseranfalls darstellen zu können.

Schwimmbadwasser

An die Qualität des Schwimmbadwassers stellen national und international Normen und Vorschriften hohe Hygieneanforderungen, um die Gesundheit der Badenden nicht zu gefährden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, bedarf es u. a. einer zuverlässigen und einwandfrei arbeitenden Mess-, Regel-und Dosiertechnik, die sicherstellt, dass stets eine hygienisch und chemisch einwandfreie Wasserqualität gewährleistet ist.

Maximale Hygiene und Wirtschaftlichkeit

Wir bieten exakt zugeschnittene Lösungen für öffentlich (pH-Chlor) oder privat betriebene Schwimmbäder z. B. in Wellness-Hotels (pH-Redox-Chlor). Eine pH-Redox-Anlage kann sehr unterschiedlich ausgelegt sein. Von der einfachen und kostengünstigen Anlage bis zur aufwändigen, mit allem Bedienkomfort und damit im oberen Preissegment angesiedelten Anlage. Neben der pH-Wert Regelung wird die Chlorkonzentration indirekt über eine Redox-Elektrode geregelt. Beide Anlagentypen sind bedienerfreundlich, zuverlässig und geeignet, die Anforderungen zu erfüllen, so dass die Hygiene und Gesundheit der Badegäste gewährleistet ist.

Trinkwasser

Alle unsere Messgeräte und Online-Analysatoren sind für den Einsatz zur Trinkwasserüberwachung prädestiniert. Sei es in der öffentlichen Trinkwasserversorgung oder in der Getränkeindustrie.

Öffentliche Trinkwasserversorgung

Das DVGW-Merkblatt W 643 sieht bei der Trinkwasseraufbereitung die ständige Überwachung einer Reihe von Parametern vor. Für alle typischen Parameter hat GIMAT die entsprechende Lösung im Angebot.

Getränkeindustrie

Es empfiehlt sich, das Trinkwasser, das in der Lebensmittelindustrie, z.B. bei der Herstellung von Limonaden, eingesetzt wird, kontinuierlich zu überwachen. Das Risiko von Fehlchargen kann somit vermieden werden.

Wesentliche Parameter gemäß Merkblatt W 643

Kühlwasser

Im Sicherheitskonzept für Kühlwasserströme in der Chemischen Industrie schreibt der Verband der Chemischen Industrie (VCI) vor, dass unter bestimmten Bedingungen das Kühlwasser automatisch zu überwachen ist. Nur wenn Leckagen, z.B. in Wärmetauschern, schnell erkannt werden, können geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Hierfür bieten wir für die im VCI-Konzept genannten Parameter entsprechende Messgeräte und Analysatoren an.

pH-Wert
Leitfähigkeit
Redoxpotential
Trübung
Refraktometrie
Photometrie
Ölwarngeräte
Quecksilber-Monitore
TC (Total Carbon; gesamter Kohlenstoff)
TOC (Total Organic Carbon: gesamter organischer Kohlenstoff)
DOC (Dissolved Organic Carbon; gelöster organischer Kohlenstoff)