So nutzen Sie den CSB-Rechner
Der CSB-Rechner ermöglicht die schnelle und fehlerfreie Ermittlung des Chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) aus Titrationsdaten der klassischen Kaliumdichromat-Oxidation. Ob im Kläranlagenbetrieb oder im Umweltlabor – mit dem CSB-Rechner werten Sie Rücktitrationen mit Ferroin-Indikator und Ammoniumeisen(II)-sulfat (FAS) in Sekundenschnelle aus:
- Titrationsvolumen Blindwert ($V_{\text{blind}}$) — Tragen Sie das verbrauchte Volumen an FAS-Maßlösung für die Blindprobe in Millilitern (mL) in den CSB-Rechner ein.
- Titrationsvolumen Probe ($V_{\text{probe}}$) — Geben Sie den Titriermittelverbrauch der aufgeschlossenen Wasserprobe in mL an. Dieser Wert muss kleiner oder gleich dem Blindwert sein.
- Normalität der Maßlösung ($N$) — Hinterlegen Sie die genaue Äquivalentkonzentration (Normalität) der verwendeten FAS-Lösung in mol/L (z. B. $0{,}05$ oder $0{,}125,\text{mol/L}$).
- Volumen der Wasserprobe ($V$) — Tragen Sie das Aliquot der eingesetzten Wasserprobe in mL ein (beispielsweise $20{,}0,\text{mL}$ oder $50{,}0,\text{mL}$).
- Ergebnis analysieren — Der CSB-Rechner berechnet die Volumendifferenz, führt die Formelsubstitution durch und gibt den CSB-Wert präzise in $\text{mg/L } \text{O}_2$ aus.
Formel & chemische Grundlagen im CSB-Rechner
Die Berechnung im CSB-Rechner basiert auf dem international genormten Standardverfahren der Dichromat-Rücktitration (DIN 38409-H41 / ISO 6060 / APHA 5220):
CSB (mg/L O₂) = [(V_blind − V_probe) × N × 8000] / V| Parameter | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| $V_{\text{blind}}$ | Verbrauch der FAS-Maßlösung für den Blindwert | mL |
| $V_{\text{probe}}$ | Verbrauch der FAS-Maßlösung für die Wasserprobe | mL |
| $N$ | Normalität (Äquivalentkonzentration) der FAS-Lösung | mol/L (eq/L) |
| $V$ | Eingesetztes Volumen der Wasserprobe | mL |
| $8000$ | Äquivalentmasse von Sauerstoff ($8,\text{g/val}$) $\times 1000,\text{mg/g}$ | $\text{mg}\cdot\text{mL}/\text{mol}$ |
| $\text{CSB}$ | Chemischer Sauerstoffbedarf | $\text{mg/L } \text{O}_2$ |
Herleitung der Umrechnungskonstante
Der Faktor $8000$ im CSB-Rechner ergibt sich aus der Redox-Stöchiometrie: Ein Mol Sauerstoff ($O_2$, molare Masse $32{,}00,\text{g/mol}$) nimmt bei der Reduktion zu $2,\text{O}^{2-}$ insgesamt $4$ Elektronen auf. Das Äquivalentgewicht von elementarem Sauerstoff beträgt somit $32 / 4 = 8{,}00,\text{g/val}$. Um die molare Äquivalentkonzentration der Maßlösung und die Probenvolumina in Millilitern direkt in Milligramm Sauerstoff pro Liter ($\text{mg/L}$) umzurechnen, wird der Wert mit $1000,\text{mg/g}$ multipliziert ($8 \times 1000 = 8000$).
Praxisbeispiel zur Titrationsberechnung
Ein Abwasserlabor analysiert den Ablauf einer biologischen Klärstufe:
- Blindwert-Verbrauch $V_{\text{blind}} = 24{,}80,\text{mL}$ FAS
- Proben-Verbrauch $V_{\text{probe}} = 19{,}20,\text{mL}$ FAS
- Normalität der FAS-Lösung $N = 0{,}100,\text{mol/L}$
- Probenvolumen $V = 50{,}0,\text{mL}$
Im CSB-Rechner ergibt sich der Rechenweg:
$$\Delta V = 24{,}80,\text{mL} - 19{,}20,\text{mL} = 5{,}60,\text{mL}$$
$$\text{CSB} = \frac{5{,}60,\text{mL} \times 0{,}100,\text{mol/L} \times 8000}{50{,}0,\text{mL}} = 89{,}60,\text{mg/L } \text{O}_2$$
Der CSB-Rechner validiert diesen Rechenschritt ohne manuelles Nachschlagen von Tabellen.
Typische Richtwerte & Verhältnis von CSB zu BSB5
In der Abwassertechnik dient das Verhältnis von CSB zu $\text{BSB}_5$ als zentraler Indikator für die biologische Behandelbarkeit des Abwassers:
| Wassertyp | Typischer CSB-Bereich | $\text{BSB}_5$-Bereich | $\text{CSB} / \text{BSB}_5$-Verhältnis | Bewertung der Abbaubarkeit |
|---|---|---|---|---|
| Trinkwasser / Quellwasser | $< 5,\text{mg/L}$ | $< 1,\text{mg/L}$ | - | Sehr hohe Reinheit |
| Flusswasser (mäßig belastet) | $10 - 30,\text{mg/L}$ | $2 - 6,\text{mg/L}$ | $\approx 2{,}0 - 3{,}0$ | Natürlicher Selbstreinigungsprozess |
| Kommunales Rohabwasser | $400 - 800,\text{mg/L}$ | $200 - 400,\text{mg/L}$ | $\approx 1{,}5 - 2{,}0$ | Sehr gut biologisch abbaubar |
| Industrieabwasser (Chemie/Textil) | $1000 - 15000+,\text{mg/L}$ | $100 - 2000,\text{mg/L}$ | $> 3{,}0 - 10+$ | Schwer biologisch abbaubar |
| Ablauf Kläranlage (gereinigt) | $20 - 90,\text{mg/L}$ | $< 15,\text{mg/L}$ | $> 4{,}0$ | Leicht abbaubare Fracht weitgehend eliminiert |
Ein CSB / BSB5-Verhältnis unter $2{,}0$ signalisiert, dass der Großteil der organischen Wasserinhaltsstoffe biologisch zersetzbar ist. Liegt der Quotient über $3{,}0$, enthält das Wasser erhebliche Anteile refraktärer (schwer abbaubarer) Verbindungen, die weitergehende Reinigungsverfahren erfordern.
Anwendungsbereiche für den CSB-Rechner
Der CSB-Rechner leistet in zahlreichen Bereichen der Umwelttechnik und Analytik wertvolle Dienste:
- Betriebsüberwachung auf Kläranlagen — Schnelle Kontrolle der Reinigungsleistung von Belebungsbecken und Vorklärbecken zur Prozessoptimierung.
- Einhaltung behördlicher Grenzwerte — Zuverlässige Überprüfung von Einleitwerten nach der Abwasserverordnung (AbwV) zur Vermeidung von Abwasserabgaben.
- Industrielle Prozesskontrolle — Überwachung von Produktionsabwässern in der Lebensmittel-, Chemie- und Papierindustrie vor der Indirekteinleitung.
- Ausbildung und Umweltlaboratorien — Schnelle Auswertung stöchiometrischer Titrationsreihen für Studenten und Laboranten mit dem CSB-Rechner.