BOD, COD, TOD und TOC

Organische Stoffe sind einer der Hauptschadstoffe im Wasser. Daher ist es sehr wichtig, den Gehalt an organischen Stoffen jederzeit zu kennen. Organische Stoffe im Wasser können jedoch nicht direkt gemessen werden. Es sind andere Methoden erforderlich, wie z. B. die Oxidation organischer Stoffe im Wasser, die Berechnung des insgesamt verbrauchten Sauerstoffs und die anschließende Berechnung des Gehalts an organischen Stoffen im Wasser in umgekehrter Reihenfolge.

Werden Mikroorganismen zur Oxidation eingesetzt, bezeichnet man den gemessenen Sauerstoffverbrauch als biologischen Sauerstoffbedarf BOD:

Bei der chemischen Oxidation wird der gemessene Sauerstoffverbrauch als chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) bezeichnet.

Bei der Hochtemperaturverbrennung wird der gemessene Sauerstoffverbrauch als Gesamtsauerstoffbedarf (TOD) bezeichnet;

Dies sind mehrere gängige Indikatoren in verschiedenen Standards zur Wasseraufbereitung.

Neben der Beurteilung anhand des Sauerstoffverbrauchs gibt es noch eine andere, direktere Denkweise. Da es sich bei organischer Substanz laut Definition um kohlenstoffhaltige Verbindungen handelt, kann die Gesamtmenge an organischer Substanz durch Messung des Kohlenstoffgehalts gemessen werden.

Durch die Verbrennung dieser Kohlenstoffe entsteht Kohlendioxid. Der Kohlenstoffgehalt kann durch Messung der Kohlendioxidproduktion berechnet werden. Dies wird als Gesamtkohlenstoff (TOC) bezeichnet und kann auch indirekt den Gehalt an organischen Stoffen im Wasser anzeigen.

Obwohl BOD, COD, TOD und TOC alle einen indirekten Hinweis auf den Gehalt an organischen Stoffen im Wasser geben können, sind ihre jeweiligen Grenzen durch unterschiedliche Messmethoden gegeben.

BOD: Im Allgemeinen dauert die Messung mindestens 5 Tage. Wenn das Wasser giftige Substanzen enthält, werden die Mikroorganismen im Wasser vergiftet, was einen großen Einfluss auf die Testergebnisse hat.

COD: Die verwendeten Reagenzien sind Kaliumdichromat und Kaliumpermanganat. Das Abwasser muss zuerst vorbehandelt werden. Menschen werden leicht dazu verleitet, COD-Entferner zu verwenden, was zu ungenauen Testergebnissen führt. Darüber hinaus ist Chromsäure eine giftige Substanz und verursacht Sekundärverschmutzung.

TOD: Beim Messvorgang werden fast alle organischen Stoffe nebenbei oxidiert, Sauerstoff reagiert aber auch mit Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Sind mehr dieser Bestandteile in der Wasserprobe vorhanden, sind die Messergebnisse definitiv ungenau.

TOC: Zur Messung muss zunächst verdünnte Schwefelsäure verwendet werden, um anorganischen Kohlenstoff in der Wasserprobe zu entfernen, diese dann in einem Hochtemperatur-Sauerstoffstrom zu verbrennen und schließlich den Kohlendioxidgehalt durch einen Infrarotdetektor/Wärmeleitfähigkeitsdetektor zu ermitteln. Dieser Prozess erfordert jedoch sehr präzise Instrumente. Wenn die Instrumentengenauigkeit nicht ausreicht, treten wahrscheinlich Fehler auf.

Warum BOD und CSB als Abwasserindikatoren verwenden?

Theoretisch ist die Verwendung des TOC zur Angabe des organischen Stoffgehalts im Abwasser am genauesten, aber derzeit verwenden die meisten Länder der Welt BOD und COD. Dies liegt daran, dass bei der Festlegung der Standards vor Jahrzehnten das technische Niveau jedes Landes begrenzt war und TOC-Tests nicht populär gemacht werden konnten. Obwohl das technische Niveau der meisten Länder mittlerweile erreicht werden kann, werden BOD und COD seit Jahrzehnten als Standards für Abwasserindikatoren verwendet, und es ist nicht einfach, sie alle durch TOC zu ersetzen.

Warum befürworten viele Länder mittlerweile die Verwendung von TOC-Standards?

Der TOC-Indikator war ursprünglich in den Bereichen Wasserversorgung und industrielle Wassernutzung weit verbreitet und wird jetzt oft im Bereich der Wasseraufbereitung erwähnt, da viele Länder derzeit intensiv an der Entwicklung intelligenter Wassersysteme arbeiten.

Der erste Schritt bei der Entwicklung intelligenter Wassersysteme besteht darin, die Online-Überwachung populärer zu machen. Derzeit ist die Messung des COD sehr umständlich. Sie müssen nicht nur mehr Reagenzien vorbereiten, die Messergebnisse dauern eine gewisse Zeit und es kommt auch zu Sekundärverschmutzung.

Im Gegensatz dazu weist TOC eine kürzere Messzeit, eine höhere Genauigkeit, keine Sekundärverschmutzung und niedrige Erkennungskosten auf und eignet sich besser für eine hochfrequente Online-Überwachung.