Feststoffe (gesamt und gelöst)

Was sind die gesamten suspendierten Feststoffe (TSS - Total Suspended Solids))?

Die gesamten suspendierten Feststoffe (TSS) sind bei zu hoher Konzentration in Wasser immer problematisch. Deshalb ist dieser Parameter in der Liste der gängigen Schadstoffe des US-amerikanischen Gesetzes zur Reinhaltung des Wassers (Clean Water Act) enthalten. Durch Messung des TSS kann die Qualität von Wasserproben, vom Meerwasser bis zum Abwasser, beurteilt werden. Wenn Wasser durch einen vorgewogenen Filter gegeben wird und der Filter danach getrocknet wird, werden die dann darin vorhandenen Partikelrückstände als TSS bezeichnet. Bei dieser Art der Messung wird eine tatsächliche Trockenmasse der suspendierten Feststoffe ermittelt. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig. Deshalb kombinieren Experten für Wasserqualität diese TSS-Messung oft mit ihren Standard-Trübungsmessungen. Durch die Ermittlung standortspezifischer Korrelationen kann dann TSS schneller und effektiver gemessen werden

Was sind die gesamten gelösten Feststoffe (TDS - Total Dissolved Solids)?

Gesamte gelöste Feststoffe (TDS) sind ein Maß für den gelösten kombinierten Gehalt aller anorganischen und organischen Substanzen, die in einer Flüssigkeit in molekularer, ionisierter oder mikrogranularer (kolloidales Sol) suspendierter Form vorhanden und kleiner sind als 2 Mikrometer sind. Sie bestehen in erster Linie aus anorganischen Salzen (hauptsächlich Calcium, Magnesium, Kalium, Natrium, Bicarbonate, Chloride und Sulfate) sowie geringen Mengen wasserlöslicher organischer Stoffe. Die TDS-Konzentration ist die Summe aller Stoffe im Wasser, die gravimetrisch bestimmt werden können. In den meisten Fällen besteht TDS jedoch hauptsächlich aus Ionen. TDS wird vorwiegend bei der Untersuchung der Wasserqualität in natürlichen Gewässern, einschließlich Oberflächen- und Grundwasser, verwendet.

Umweltauswirkungen von Feststoffen

Eine hohe Konzentration von TSS in Wasser kann Trübung hervorrufen, die Wassertemperatur erhöhen und den Gehalt an gelöstem Sauerstoff (DO) senken. Das Wasser heizt sich schneller auf, da die suspendierten Partikel mehr Wärme aufnehmen und Sauerstoff verbrauchen. Das wiederum kann sich negativ auf Wasserorganismen auswirken. Eine höhere Feststoffkonzentration verringert außerdem die Photosynthese der Wasserpflanzen, weil weniger Licht die Pflanzen erreicht. Eine zu hohe aber auch zu niedrige TDS-Konzentration kann das Wachstum von Wasserpflanzen ausbremsen und zum Tod vieler Wasserorganismen führen.

Wasser mit hohen Mengen an gelösten Feststoffen ist ungenießbar und möglicherweise auch zum Baden oder Reinigen ungeeignet.

Gründe für die Messung der TSS

Ein hoher Gehalt an suspendierten Feststoffen kann die Leistung von Filtrationssystemen, Anlagen- und Leitungssystemen beeinträchtigen.

Große Mengen an suspendierten Feststoffen in Seen, Flüssen und Bächen schädigen das Ökosystem. Die Überwachung von TSS im Ablauf von Kläranlagen und Industrieanlagen oder nach intensiver landwirtschaftlicher Bewässerung ist entscheidend für die Erhaltung der Gesundheit der aufnehmenden Gewässer.

Die Messgeräte für TSS von Hach® bieten Lösungen zum Messen von Feststoffen und Trübung in Trinkwasser, Abwasser und Industriewasser. Die Messgeräte verfügen über Selbstreinigungsoptionen sowie eine einzigartige Technologie zur Verbesserung der Präzision und Genauigkeit von Messungen. Zusätzlich ist der Einsatz in Gefahrenbereichen möglich.

Gründe für die Messung von TDS

TDS im Trinkwasser kann aus natürlichen Quellen, städtischen Ableitungen, kommunalem und industriellem Abwasser, chemisch aufbereitetem Wasser und aus der eigentlichen Leitungsinfrastruktur stammen.

TDS gilt zwar nicht als eigentlicher Schadstoff, ist aber ein Indikator für die Wasserqualität. Gemäß dem sekundären Wasserqualitätsstandard der US EPA ist Trinkwasser genießbar bis zu einer TDS-Konzentration von 500 mg/L. Ein hoher Anteil an gelösten Feststoffen im Trinkwasser kann den Geschmack beeinflussen, sodass das Wasser bitter oder salzig schmeckt. Ein hoher TDS-Gehalt kann auch bei allen Anwendungen zu Ablagerungen und Korrosion führen, insbesondere bei Kühl- und Kesselwasser.

Bei Hach finden Sie die Messgeräte, Verfahren, Schulungen und die Software, die Sie benötigen, um den TSS- und TDS-Gehalt in Ihrer spezifischen Anwendung erfolgreich zu überwachen und zu verwalten.

Empfohlene Produkte zur Feststoffmessung

Tragbare Messgeräte der HQ-Serie

Die HQ-Serie ist für Anwender im Bereich Wasserqualitätssicherung gedacht, die elektrochemische Analysen in Feld- und Laborumgebungen durchführen möchten. Mit unserer neuen Plattform der portablen Messgeräte können Sie intuitiv genaue Messungen durchführen, Daten verwalten und Ergebnisse einfach überprüfen. All dies erhalten Sie mit der Schutzart IP67.

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Intellical Sonden

Wählen Sie aus einem großen Sortiment von Intellical Sonden für Ihre anspruchsvollsten Anwendungen im Labor und vor Ort. Damit messen Sie Parameter wie pH-Wert, gelösten Sauerstoff (DO), Leitfähigkeit, gesamte gelöste Feststoffe (TDS), Ammonium, Chlorid, Fluorid, Nitrat, Natrium, biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) und Redoxpotential.

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Pocket Tester

Pocket Pro und Pocket Pro+ Tester messen elektrochemische Parameter bei einer Vielzahl von Wasseranwendungen. Die Produktfamilie von 12 Pocket Testern umfasst praktische tragbare Lösungen für pH-Wert, Redoxpotential, Leitfähigkeit, TDS, Salinität und Temperatur. So erhalten Sie genaue Ergebnisse, auf die Sie sich verlassen können.

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Solitax sc Sonden

Die digitalen Solitax sc Prozesssonden von Hach sind für die genaue Bestimmung von Trübung und suspendierten Feststoffen konzipiert.

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TSS Tragbar

Die Hach TSS tragbare Sonde zur Messung von Trübung, TSS und Schlammpegel bedient sich eines einzigartigen Mehrstrahl-Wechsellicht-Verfahrens mit Infrarot-Diodensystem, wodurch ein breiter Messbereich erreicht wird.

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TSS sc Sonden

Die TSS sc Sonden von Hach sind digitale Spezialsonden zur Bestimmung von Trübung und suspendierten Feststoffen in wässrigen und aggressiven Medien.

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Filter

Mikrobiologische Filter von diversen namhaften Herstellern, die für die Messung von Feststoffen verwendet werden können, sind bei Hach erhältlich.

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Prozesse, die die Überwachung von TSS erfordern

Abwasseraufbereitung

Eine effektive Überwachung von TSS/Trübung in einer Abwasseraufbereitungsanlage bietet diese bedeutenden Vorteile:

  • Bessere Effizienz der Anlage durch Stabilität und Kontinuität des Aufbereitungsprozesses
  • Die kontinuierliche Online-Überwachung reduziert den Bedarf an zeitaufwändigen Laboranalysen
  • Die Echtzeitüberwachung ermöglicht eine genauere Prozesssteuerung
  • Überwachung der Einhaltung von Grenzwerten für die Konzentration von Feststoffen in Zulauf und Ablauf

Zusätzlich kACönnen Labormethoden und -messgeräte erfolgreich eingesetzt werden, um die Kalibrierung der Prozesssensoren zu realisieren, bzw. zu überprüfen.

Belüftungsbecken. Eine hohe Konzentration an TSS kann auf eine unsachgemäße Belüftung des Systems hinweisen.

Trinkwasseraufbereitung

Trinkwasser wird aus verschiedenen Quellen wie Flüssen, Seen, Grundwasserleitern und künstlichen Reservoirs gewonnen. Die Aufbereitungsprozesse für Rohwasser variieren stark, je nach Ursprung und Verunreinigung des Wassers. Zu den häufigsten Verunreinigungen in Rohwasser gehören suspendierte Feststoffe aus organischem Material wie Algen und anorganischen Stoffen wie Sand-, Schlick- und Tonpartikeln. Die Kenntnis der gesamten suspendierten und gelösten Feststoffe im Rohwasser hilft bei der Festlegung der richtigen Aufbereitungsprozesse und -verfahren (z.B. Koagulations-/Flockungsmittel), um die Belastung der Filter zu reduzieren. Die Überwachung von TSS/Trübung und TDS/Leitfähigkeit in Rohwasser und im aufbereiteten Wasser trägt zur Aufrechterhaltung einer konstanten Wasserqualität bei.

Neben der Überwachung des Wassers, das im Aufbereitungsprozess verwendet wird, ist es wichtig, TSS oder Trübung während der Filterrückspülung zu messen, da diese Werte bei der Prozessoptimierung helfen, die Lebensdauer der Filter verlängern und zusätzliche Einsparungen bei den Energiekosten ermöglichen.

Diese Trinkwasseraufbereitungsanlage muss das Zulaufwasser auf TSS in Form von organischen Stoffen, Ton und Schlick überwachen.

Energiebranche

Hochreines Wasser ist für die Stromerzeugung in Kraftwerken unerlässlich. Der Gehalt an TSS ist ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Wasser. Faktoren wie Schlick, Sand, Bakterien, Sporen und chemische Ausfällprodukte tragen zur Trübung von Wasser bei. Aus diesem Grund ist die Überwachung von Trübung oder TSS entscheidend für die Aufrechterhaltung einer hohen Wasserqualität im gesamten Kraftwerk.

In Kesselwasser von Kraftwerken müssen TSS und die Trübung überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Wärmetauscher optimal arbeiten.

Wie werden Feststoffe überwacht?


Hach Reagenz-Pulverkissen für Ammonium-Salicylat, 25 mL, 50 Stück

Laboruntersuchungen

Bei der Analyse von Feststoffen im Labor werden die in der Wasserprobe suspendierten Feststoffe mithilfe einer Filtervorrichtung abfiltriert und anschließend wird die Trockenmasse dieser Feststoffe bestimmt.

Gravimetrische Methode

Gelöste Feststoffe

Filtrierbare Feststoffe

Gesamt-Feststoffe

Gesamt, nicht filtrierbare Feststoffe

Flüchtige, nicht filtrierbare Feststoffe

Direkte Messung

Absetzbare Feststoffe

Imhoff-Trichter

Imhoff-Sedimentiertrichter

Elektrochemisch

Leitfähigkeitssensor

TSS tragbare Sonde

Häufig gestellte Fragen

Wie ist das Verfahren zur Aufbereitung bzw. Vorbereitung von Glasfaserfiltern, die bei TSS-Methoden verwendet werden?

Die nicht vorgewogenen Glasfaserfilter werden nicht vorgewaschen. Hach benötigt kein spezielles Verfahren zur Vorbereitung der Filter. Es wird empfohlen, die Filter gemäß den Anforderungen der Standardmethoden 2540 D vor- oder aufzubereiten.

Kann Trübung anstelle von TSS gemessen werden?

Obwohl suspendierte Feststoffe Trübung verursachen, ist eine Trübungsmessung nicht mit einer Messung von suspendierten Feststoffen identisch. Eine Messung von suspendierten Feststoffen, wie von der USEPA definiert, bestimmt die Menge an Feststoffen in einer Probe nach Gewicht, wogegen eine Trübungsmessung zeigt, wie die suspendierten Feststoffe das Licht streuen. Wenn sich die Partikelzusammensetzung der Probe ändert, können sich die Lichtstreuungseigenschaften der Probe unvorhersehbar ändern. Wenn bekannt ist, dass der Partikelgehalt der Probe im Laufe der Zeit konstant ist, kann eine Korrelation ermittelt werden und die Konzentration an suspendierten Feststoffen mithilfe von Trübungsmessungen gemessen werden.

Dies würde die Erstellung einer Kalibrierkurve für suspendierte Feststoffe (gravimetrisch bestimmt) im Vergleich zu den gemessenen Trübungswerten (NTU) für eine Reihe von Proben mit unterschiedlichen Konzentrationen an suspendierten Feststoffen erfordern. Selbst in diesen Fällen zeigen viele Proben kein lineares Verhältnis zwischen suspendierten Feststoffen in ppm und dem Trübungswert (NTU). Dies kann durch Interferenzen wie Farbe, Partikelform, Verteilung und Lichtabsorption verursacht werden. Eine natürliche Probe mit einer Trübung von 500 NTU zeigt beispielsweise oft eine Trübung von deutlich mehr als 100 NTU, wenn sie im Verhältnis 5:1 mit destilliertem Wasser verdünnt wird.

In welcher Beziehung stehen TS, TDS und TSS zueinander?

Die Gesamt-Feststoffe (TS) sind die Summe aus den gesamten suspendierten Feststoffen (TSS) und den gesamten gelösten Feststoffen (TDS): TS = TSS + TDS.

Warum misst der Solitax sc sowohl die gesamten suspendierten Feststoffe, als auch die Trübung korrekt?

Der Solitax sc Sensor verfügt über eine Infrarot-(IR-)LED als Lichtquelle und zwei Detektoren. Ein Detektor befindet sich zur Messung der Trübung bei einer 90°-Streuung des Lichtstrahls, während sich der andere Detektor bei einer 140°-Streuung des Lichtstrahls befindet, als Referenz für die Rückstreuung. Die Trübungsmessung erfolgt durch eine werkseitige Kalibrierung mit dem 90°-Winkel. Für die Messung von suspendierten Feststoffen werden beide Detektoren, bei 90° und bei 140° verwendet.

Die Messung von suspendierten Feststoffen erfordert eine Kalibrierung anhand der eigentlichen Probe, um bestmöglich die am Messort typische Partikelgröße und -form zu kompensieren. Wenn die Feststoffmesswerte durch signifikante Faktoren nicht korrekt sind und durch die Kalibrierung nicht korrigiert werden können, reinigen Sie das optische Gerät mit 10%iger HCl, bevor Sie eine Einzelmessungsanalyse zur Neukalibrierung durchführen. Stellen Sie sicher, dass eine Einzelmessung entsprechend mit geeigneten Laborverfahren durchgeführt wird.

Wenn das Problem weiterhin besteht, funktioniert der zweite Detektor möglicherweise nicht ordnungsgemäß und das Gerät muss von Hach Kundendienstpersonal gewartet werden.

Wie wird TDS mit einer Sonde Intellical CDC401 bestimmt, und warum stimmen die Ergebnisse möglicherweise nicht mit der Laboranalyse überein?

Die TDS-Ergebnisse werden auf der Basis einer Leitfähigkeitsmessung ermittelt. Die CDC401 verwendet standardmäßig einen TDS-Faktor von 0,5 basierend auf Natriumchlorid. Dieser Faktor kann angepasst werden. Für die beste Genauigkeit sollte er mit einer behördlich zugelassenen gravimetrischen Methode, wie z.B. der Hach Methode 8163, bestimmt werden. Gravimetrische Methoden bestimmen den tatsächlichen Feststoffgehalt durch eine Kombination aus Filterung, Verdampfung und Gewicht. Auf dieser Basis wird dann der TDS-Faktor der CDC401 angepasst.