Der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB5) ist eine der wichtigsten Kenngrößen in der Wasser- und Abwassertechnik. Er gibt die Menge an Sauerstoff an, die Mikroorganismen benötigen, um die biologisch abbaubaren organischen Stoffe in einer Wasserprobe innerhalb von fünf Tagen unter standardisierten Bedingungen abzubauen. Der BSB5 ist ein zentraler Parameter zur Beurteilung der organischen Belastung von Abwasser und dient als Indikator für die Effizienz biologischer Reinigungsprozesse.

Technischer Hintergrund

Grundlagen des BSB5
  • Definition: Der BSB5 beschreibt den Sauerstoffverbrauch, der durch den mikrobiellen Abbau von organischen Substanzen in einer Wasserprobe innerhalb von fünf Tagen bei einer konstanten Temperatur von 20 °C entsteht.
  • Einheit: mg O₂/L (Milligramm Sauerstoff pro Liter).
  • Prinzip: Mikroorganismen oxidieren die organischen Stoffe in der Probe zu Kohlendioxid (CO₂) und Wasser (H₂O), wobei Sauerstoff verbraucht wird. Dieser Verbrauch wird gemessen.
Bedeutung des BSB5
  • Bewertung der organischen Belastung: Der BSB5 gibt Auskunft über die Menge biologisch abbaubarer Stoffe im Wasser.
  • Überwachung der Abwasserqualität: Der BSB5 wird eingesetzt, um die Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte zu kontrollieren, bevor Abwässer in Gewässer eingeleitet werden.
  • Effizienz biologischer Reinigungsprozesse: Der BSB5 wird genutzt, um die Leistungsfähigkeit von biologischen Abwasserbehandlungsanlagen wie Belebtschlammverfahren oder Biofiltration zu bewerten.
Messverfahren

Die Messung des BSB5 erfolgt nach genormten Verfahren:

  1. Probevorbereitung:
    • Die Wasserprobe wird bei Bedarf verdünnt, um den Sauerstoffverbrauch in einem messbaren Bereich zu halten.
  2. Anreicherung mit Mikroorganismen:
    • Falls nötig, wird die Probe mit aktivem Schlamm oder anderen Mikroorganismen geimpft.
  3. Messung des Sauerstoffgehalts:
    • Der Sauerstoffgehalt wird zu Beginn und nach fünf Tagen in einem luftdicht verschlossenen Gefäß unter Dunkelheit und konstanter Temperatur gemessen.
  4. Berechnung des BSB5:
    • Die Differenz zwischen dem Sauerstoffgehalt zu Beginn und am Ende der fünf Tage ergibt den BSB5-Wert.

Anwendungsbereiche

1. Industrielle Abwasserbehandlung
  • Einsatz: Der BSB5 wird in der industriellen Abwasserbehandlung zur Beurteilung der organischen Belastung genutzt, z. B. in der Lebensmittel-, Chemie- oder Papierindustrie.
  • Relevanz:
2. Überwachung der Gewässerqualität
  • Ziel: Sicherstellen, dass die Einleitung von Abwässern nicht zur Eutrophierung von Gewässern führt.
  • Anforderungen: Die BSB5-Werte müssen innerhalb der gesetzlichen Einleitgrenzwerte liegen (typisch: < 20 mg O₂/L).
3. Betriebsführung von Abwasseranlagen
  • Prozesskontrolle: Der BSB5 dient zur Überwachung und Steuerung von biologischen Reinigungsstufen, um die Abbauleistung der Mikroorganismen zu optimieren.
  • Vergleich von Roh- und gereinigtem Abwasser: Ermittlung der Reinigungsleistung (BSB5-Abbaurate).

Biologische Filtration für Wasserrecyclinganlagen

Foto: BSB5-Messungen helfen bei der Prozesssteuerung von biologischen Behandlungsanlagen wie unserer Biofiltrationsanlagen ALMA BioFil Compact

Zusammenhang mit anderen Parametern

Der BSB5 steht in enger Beziehung zu anderen Parametern der Wasser- und Abwasseranalytik:

  • CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf): Der CSB misst die Gesamtbelastung durch organische Stoffe, unabhängig von der biologischen Abbaubarkeit. Typischerweise ist der CSB etwa 2–4 Mal höher als der BSB5.
  • BSB5/CSB-Verhältnis: Gibt Hinweise auf die biologische Abbaubarkeit des Abwassers:
    • > 0,5: Hohe biologische Abbaubarkeit (z. B. Lebensmittelindustrie).
    • < 0,3: Hoher Anteil schwer abbaubarer Stoffe (z. B. Chemieindustrie).
  • Nährstoffbedarf: Der BSB5 hilft, den Bedarf an Nährstoffen (z. B. Stickstoff, Phosphor) für die biologische Reinigung zu bestimmen.

Bedeutung in der Praxis

  1. Dimensionierung biologischer Anlagen: Der BSB5 ist ein entscheidender Parameter für die Auslegung von biologischen Reaktoren wie Belebtschlamm- oder Biofiltrationsanlagen.
  2. Einleitung in öffentliche Kanalnetze: Abwässer mit hohem BSB5-Wert müssen vorbehandelt werden, um die Einhaltung der Einleitgrenzwerte zu gewährleisten.
  3. Optimierung von Betriebskosten: Eine genaue Kenntnis des BSB5 ermöglicht eine gezielte Dosierung von Sauerstoff oder Chemikalien, wodurch Betriebskosten reduziert werden können.

Grenzen und Herausforderungen

  • Langwierige Messung: Die Messung über fünf Tage ist zeitintensiv und kann für Echtzeitüberwachungen ungeeignet sein.
  • Schwankungen im Abwasser: Bei industriellen Prozessen können stark schwankende BSB5-Werte die Behandlung erschweren.
  • Ergänzende Verfahren: In der Praxis wird der BSB5 häufig durch schnelle Ersatzparameter wie den TOC (Gesamtorganischer Kohlenstoff) ergänzt.

Fazit

Der BSB5 ist ein unverzichtbarer Parameter für die Beurteilung und Behandlung von Abwässern in industriellen und kommunalen Anwendungen. Durch seine enge Verbindung zur biologischen Abbaubarkeit und seine zentrale Rolle in der Prozesssteuerung bietet der BSB5 eine fundierte Grundlage für die Planung, Überwachung und Optimierung von Wasseraufbereitungs- und Abwasserbehandlungsanlagen. In Kombination mit anderen Parametern wie dem CSB und dem TOC ermöglicht er eine ganzheitliche Bewertung der Wasserqualität und trägt zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben sowie zur Ressourcenschonung bei.

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