Labor für Wasser und Abwassertechnik

Das UMTEC verfügt über verschiedene analytische Geräte und Versuchsaufbauten, um Fragestellungen im Bereich der Analytik sowie zur Bodenbelastung, Trinkwasseraufbereitung und Abwasserbehandlung zu bearbeiten. Nachfolgend stellen wir unsere wichtigsten Geräte vor.

Probenvorbereitung

Mikrowellenaufschlussgerät

Das Mikrowellenaufschlussgerät wird im Rahmen der Probenvorbereitung für die Elementanalyse mittels ICP-OES zum Aufschliessen aller Arten von Feststoffen oder feststoffhaltigen Flüssigkeiten eingesetzt.
Anwendungsbeispiel: Aufschluss von Schlacken aus Kehrrichtverbrennungsanlagen, Strassenrandböden oder Deponiesickerwasser.

Ultrazentrifuge und Tischzentrifuge

Durch Zentrifugation lassen sich feinste suspendierte Feststoffe aus wässrigen Proben abtrennen und entweder das Wasser und/oder die Feststofffraktion untersuchen.

Anwendungsbeispiel: Zentrifugation von Nanopartikeln aus Wasserproben oder Abtrennung von Porenwasser aus Bodenproben

Kryomühle (Retsch / Labor)

Diese, für die Kryogenvermahlung entwickelte Schwingmühle eignet sich für die Zerkleinerung von Probenmengen bis 20 ml. Durch die integrierte Kühlung des Mahlbechers mit flüssigem Stickstoff wird die Probe bei -196°C versprödet. Dadurch lassen sich Materialien wie weiche Kunststoffe zerkleinern. Ein weiterer Vorteil der Kühlung ist, dass leichtflüchtige Stoffe in der Probe erhalten bleiben.

Luftstrahlsieb

Mit dem Luftstrahlsieb können trockene Siebgüter einer Korngrössenanalyse unterzogen werden. Durch das Heizregister zur Luftvorwärmung können ebenfalls hygroskopische Feststoffe klassiert werden. Es können Siebe der Grössen 200 mm und 400 mm eingesetzt werden. Der Analysebereich erstreckt sich von ca. 10 bis 4'000 µm.

Planetenkugelmühle

Zur Vorbereitung von Proben für die chemische Analyse stehen zwei Planetenkugelmühlen zur Verfügung. Mit Hilfe von Edelstahl- respektive Zirkonoxidmahlbechern und den entsprechenden Mahlkugeln werden je nach Mahlgut Korngrössen von zum Teil deutlich unter < 0.1 mm erreicht. Je Mahlgang können 125 ml Probe verarbeitet werden.

Rotor-Schnellmühle

Temperaturempfindliche Proben werden in der Rotor-Schnellmühle zerkleinert, da durch die schnelle Mahlung die thermische Belastung des Mahlgutes minimiert wird. Ein schnell laufender Rotor mit angeformten Rippen zerkleinert die Probe durch Prallwirkung. Zusätzlich zerschneiden die scharfkantigen Zähne zusammen mit dem eingesetzten Sieb die Probe durch Scherung.
In der letzten Zerkleinerungsstufe wird die Probe durch Reibung zwischen Rotor und Sieb beansprucht.

Analyse

ICP-OES

Mit der ICP-OES (Optische Emissions-Spektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma) lassen sich 72 Elemente des Periodensystems in wässrigen Proben analysieren. Feststoffproben werden vorher chemisch aufgeschlossen oder extrahiert (vgl. Mikrowellenaufschlussgerät).

Ionenchromatograph

Der Ionenchromatograph (IC) wird zur Quantifizierung von Ionen in wässrigen Proben eingesetzt. Analyse von zum Beispiel Chlorid (Cl-), Ammonium (NH4+), Nitrat (NO3-), Nitrit (NO2-), Phosphat (PO43-), Sulfat (SO42-) und Schwermetallionen.
Anwendungsbeispiel: Überwachung der Wirksamkeit von Fällmitteln zur Phosphateliminination im kommunalen Abwasser.

Quecksilber-Messgerät

Für die Bestimmung von Quecksilber in Feststoffen und Flüssigkeiten steht ein nachweisstarkes System bereit, welches in einer Pyrolysekammer das in der Probe enthaltene Quecksilber verdampft, auf einem Amalgamator aufkonzentriert und in einer AAS-Einheit detektiert.

Photometer

Mit dem Photometer lassen sich verschiedene gelöste Wasserinhaltsstoffe, zum Beispiel Chlorid (Cl^-), Ammonium (NH₄⁺), Nitrat (NO₃^-), Nitrit (NO₂^-), Phosphat (PO₄^3-), Sulfat (SO₄^2-), Schwermetallionen und Farbstoffe, aber auch die Trübung (FNU, NTU) in wässrigen Proben bestimmen. Das UMTEC verfügt über drei verschiedene Geräte.

TOC/TNb-Analysator

Mit dem Analysegerät werden auf Basis der Hochtemperaturoxidation verschiedene Kohlenstoffparameter in Flüssigkeiten und Feststoffen bestimmt.
Analysierbare Parameter: Gesamter anorganischer Kohlenstoff (TIC), gesamter organischer Kohlenstoff (TOC), ausblasbarer organischer Kohlenstoff (POC), gelöster organischer Kohlenstoff (DOC).

Lichtmikroskope

Zur qualitativen Beurteilung von flüssigen oder festen Proben stehen ein Durchlichtmikroskop und ein Auflichtmikroskop mit digitalen Kameras und Software für die Bildanalyse zur Verfügung.

Anwendungsbeispiel: Morphologische Charakterisierung von Belebtschlamm aus der Kläranlage oder von Filtermaterialien.

Handmessgeräte

Zur Verfügung stehen mehrere mobile Messgeräte zur Erfassung von pH-Wert, Sauerstoff, Temperatur, Redoxpotential und Trübung im Gelände und Labor. Angeschlossene Datenlogger ermöglichen die Aufzeichnung von Messserien. Mit ionenselektiven Sonden kann z.B. Ammonium bestimmt werden.

BSB - Messeinrichtung

Dient zur Bestimmung des biologischen Sauerstoffbedarfs wässriger Proben.

Schichtdickenmessgerät

Mit dem Schichtdickenmessgerät kann die Dicke von Beschichtungen (nichtmagnetisch und isolierende Schichten) auf metallischen Untergründen gemessen werden, im Bereich zwischen 0 und 1,25 mm.

Anwendungsbeispiele: Überprüfung der Eloxal-Schicht nach dem Eloxieren.

Versuchsanlagen

Säulenanlage

Zur Beurteilung des Elutionsverhaltens von festen Proben unter gesättigten Bedingungen wird eine Säulenanlage eingesetzt, die die Anforderungen an die TVA erfüllt.

Anwendungsbeispiel: Bestimmung der Schwermetallfreisetzung aus Bodenaushub von Schiessanlagen.

Lysimeteranlage

Die Lysimeter-Anlage dient der Beurteilung des Verlagerungsverhaltens von Stoffen unter ungesättigten Bedingungen. Die Befüllung kann mit Boden, Schlacken, Sand usw. erfolgen. Der zu untersuchende Stoff wird entweder appliziert oder durch Beregnung aus dem eingefüllten Material freigesetzt. Die 6 Lysimeter (30 x 70 cm und 30 x 30 cm) lassen sich mit pF-, Tensiometer-, pH-, Temperatur- und Leitfähigkeitssonden ausstatten.

Flockungs- und Flotationsanlage + Lamellenklärer

Eine verfahrenstechnische Kombinationsanlage zur Fällung und Druckentspannungsflotation von Abwasser wird zur Demonstration und für Entwicklungsprojekte eingesetzt. Zahlreiche Parameter, wie pH-Wert, Konzentration des Flockungsmittels und Flockungshilfsmittel, können verändert werden.
Anwendungsbeispiel: Verfahrenstechnische Behandlung von Industrieabwasser.

Flockulator (JAR-Test)

Der Flockulator kommt bei der Beurteilung und Optimierung von Flockungsprozessen zum Einsatz.

Anwendungsbeispiel: Entwicklung einer geeigneten Flockungsroutine zur Reinigung von Wäschereiabwasser.

Membran-Testzelle Millipore

In Membranetestzellen lassen sich mit der Millipore Rührzelle bis 6 bar Druck Membranmaterialien testen, um die Permeabilität zu bestimmen.

Anwendungsbeispiel: Test von Ultrafiltrationsmembranen zur Abtrennung von Farbstoffen

Membran-Teststand Fouling

Im Membran-Teststand, einer Konstruktion in Anlehnung an die „Long Channel Membrane Test Cell“ (LCMTC) der TU Dresden, lassen sich Flach-Membranen zur Mikrofiltration bis hin zur Umkehrosmose mit den dazugehörigen Spacern auf das Fouling-Verhalten untersuchen. Eine Besonderheit ist, dass das Permeat über fünf hydraulisch getrennte Segmente mit Coriolis-Messgeräten kontinuierlich separat erfasst werden kann

Regenwasserbehandlungsanlage

Die modular aufgebaute Anlage umfasst einen Vorlagebehälter (2000 Liter), Biogasreaktor (3500 Liter), eine Klimatisierung zum Heizen und Kühlen, eine Ultrafiltrationsanlage mit Reinigungseinheit sowie einer Steuerung. Die Membrananlage lässt sich auch ohne Bioreaktor betreiben.

Laborfermenter

Die Laborfermenter dienen zur Kultivierung von Mikroorganismenreinkulturen und Durchführung von Abbautests (Mikroverunreinigungen) unter definierten Bedingungen (Temperatur, pH, Redoxpotential, Gaszusammensetzung, Leitfähigkeit, Trübung, Licht, Stoffkonzentrationen, Mikroorganismen, etc.).

Wasserhärte-Bestimmung

Mithilfe der komplexometrischen Titration kann der Härtegrad von Wasserproben bestimmt werden.

Anwendungsbeispiele: Beurteilung der Effizienz und Wirksamkeit von Wasserenthärtungsanlagen.