Ionenselektives Messsystem ISEmax

ISEmax CAM40/CAS40

Das neue Messsystem ISEmax CAS40 von Endress+Hauser zur Messung von Ammonium und Nitrat beruht auf der potentiometrischen Messung mit ionenselektiven Elektroden. Vor allem in der Abwasseraufbereitung macht es die Prozesse der Nitrifikation und Denitrifikation transparent. Es reduziert spürbar die Kosten beim Energieaufwand für die Belüftersysteme.

ISEmax erfasst schnell und kontinuierlich die Ammonium- und Nitratkonzentrationen in der kommunalen Kläranlage. Die sehr robuste In-situ-Messung erfolgt direkt im Prozess und erfasst mehrere Parameter gleichzeitig mit einem Sensor. ISEmax zeichnet sich durch eine kurze Ansprechzeit aus. Die schnelle Trendanzeige unterstützt die frühzeitige Steuerung und Regelung der Prozesse. Die Anwendung ist einfach: Das chemikalienfreie Messsystem ist wartungsarm und erfordert keine externe Probenahme. Außerdem beugt die integrierte automatische Druckluftreinigung der Verschmutzung der Membranen vor.

ISEmax deckt einen großen Messbereich ab:

	Ammonium-Stickstoff: 0,1 - 1000 mg/l NH4-N
	Nitrat-Stickstoff: 0,1 - 1000 mg/l NO3-N

Typische Einsatzbereiche in der kommunalen Kläranlage sind die Konzentrationsbestimmung von Ammonium und Nitrat direkt in der Belebung, die Frachtbestimmung von Ammonium (pH- kompensiert) im Zulauf zur Belebung und die frachtabhängige Belüftungssteuerung.

	ISEmax in der Anwendung im Belebungsbecken einer kommunalen Kläranlage.

Das kompakte Messsystem beinhaltet einen ionenselektiven Sensor und einen Messumformer. Der Sensor besteht aus ionenselektiven Elektroden sowie einer Referenzelektrode, die in einer Eintaucharmatur mit automatischer Druckluftreinigung und einem Vorverstärker eingebaut ist. Mit der passenden Halterung wird der Sensor direkt am Beckenrand montiert. Die Armatur taucht mit den Elektroden direkt in den Prozess ein.

Bis zu drei ionenselektive Elektroden messen simultan Ammonium, Nitrat und je nach Kundenwunsch eine weitere Messgröße. Sie haben leicht zu wechselnde Membrankappen, die selektiv für das zu messende Ion sind. Ein Membran-Kit mit einfach zu handhabenden Wechselkappen ist als Zubehör erhältlich. Die neuartigen Membranen sind sehr robust und können bis zu einem halben Jahr verwendet werden. Durch die integrierte Druckluftreinigung werden sie von Verschmutzungen frei gehalten und sind damit ständig messbereit.

Die potentiometrische Messung mittels ionenselektiver Elektroden erfolgt analog der pH-Messung: Durch die "Wanderung” geladener Ionen entsteht eine Potentialdifferenz zwischen Mess- und Referenzelektrode. Diese Potentialdifferenz wird gemessen und ist proportional zur Ionenkonzentration.

Das Messprinzip im Detail: Der Kern der ionenselektiven Elektroden ist eine für das jeweils zu messende Ion selektive Membran, in die sogenannte Ionophore eingelagert sind. Diese Ionophore ermöglichen quasi die selektive "Wanderung” der Ionen in das Innere der Elektrode und führen durch diese Ladungsverschiebung zum Aufbau eines - zur Ionenkonzentration proportionalen - elektrochemischen Potentials über die Membran. Das Potential wird über den Innenelektrolyten an das Ableitsystem der Elektrode übertragen und gegenüber einer separaten Referenzelektrode mit konstantem Potential gemessen. Die Spannungsdifferenz wird dann entsprechend der Nernst'schen Gleichung in eine stoffspezifische Konzentration umgerechnet. Bei diesem Messprinzip haben Farbe und Trübung der Messlösung keinen Einfluss auf das Messergebnis.

Da ISEmax unmittelbar in die Messlösung eintaucht und ein schnelles Ansprechverhalten zeigt, antwortet das Messsystem sehr rasch auf Konzentrationsänderungen. Messsignal und Konzentration des Messions stehen über einen sehr weiten Bereich in direkter Beziehung, so dass dieses System einen sehr hohen Messbereich abdeckt.