DE4301087C2 - Vorrichtung zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Vorrichtung zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs von Abwas­ seranlagen.

Der biochemische Sauerstoffbedarf gehört zu den wichtigsten Renngrößen bei der Bestimmung des Verschmutzungsgrades von Abwässern. Üblicherweise wird die für den Abbau von organi­ schem Material in fünf Tagen benötigte Sauerstoffmenge erfaßt (BSB₅). Das bedeutet, es dauert fünf Tage, bis die Meßergeb­ nisse vorliegen. Zur Kontrolle und Regelung von Abwasserrei­ nigungsanlagen ist demgemäß dieser Rennwert nicht geeignet. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, schnellere und präzisere Methoden zur Überwachung von Abwasseranlagen zu entwickeln. Ein Beispiel hierfür ist der sogenannte chemische Sauerstoffbedarf (CSB). Mit dieser Kenngröße werden aber nicht nur die biologisch abbaubaren Kohlenstoffverbindungen, sondern auch alle anderen Substanzen erfaßt. Der CSB kann da­ her nur bedingt anstelle des BSB eingesetzt werden.

Einen entscheidenden Fortschritt in der Schnellbestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs brachte die Entwicklung der sogenannten Biosensoren. Durch diese Geräte eröffneten sich neue, bisher unbekannte Möglichkeiten zur schnellen und prä­ zisen Erfassung des BSB.

Als Biosensoren bezeichnet man Vorrichtungen, die aus einer Biokomponente und einem physikalischen Transduktor bestehen. Als Biokomponenten können Enzyme oder Mikroorganismen zum Einsatz kommen. Derartige Sensoren vereinigen in sich die Spezifität biologischer Systeme mit der großen Nachweisem­ pfindlichkeit physikalischer Methoden. Sie wandeln die biochemische Information eines Substrates in ein physika­ lisches, quantifizierbares Signal um, vorzugsweise in ein elektrisches Signal, das einer elektronischen Verstärkung zugänglich ist. Das heißt, zur Messung wird Substrat der Biokomponente zugeführt und umgewandelt. Die durch die Umwandlung ausgelösten Veränderungen werden durch den physikalischen Transduktor erfaßt.

Als Transduktoren kommen potentiometrische (pH-Elektroden, ionenselektive Elektroden), Feldeffekttransistoren, amperome­ tische Elektroden (Gelöstsauerstoff-Elektroden) sowie opto­ elektronische Detektoren und Thermistoren in Frage.

Zahlreiche Biosensoren, insbesondere mikrobiologische Senso­ ren sind für die spezifische Messung verschiedener Substanzen bereits entwickelt worden. So ist beispielsweise in Riedel K. et al. Zentral Bl. Mikrobiol. 146 (1991) 425-434 der Einsatz von Rhodococcus zur Bestimmung von Phenol und Benzoat be­ schrieben. Eine Übersicht über verschiedene spezifische mi­ krobiologische Sensoren ist darüber hinaus Riedel et al. Chem.-Ing. Tech 64 (1992) 518-528 zu entnehmen.

Diese Sensoren sind jedoch für den Einsatz in der Abwasser­ technik ungeeignet, weil die verwendeten Mikroorganismen nur für bestimmte Substanzen spezifisch sind. Hierfür mußten dem­ gemäß andere Sensoren entwickelt werden.

Die Anwendung mikrobiologischer Sensoren zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs beruht auf dem Prinzip der Registrierung des Sauerstoffverbrauchs durch Mikroorganismen auf einer Sauerstoffelektrode als physikalischen Transduktor in Abhängigkeit von der Konzentration organischer Substrate in der Probe. Im Gegensatz zur Nutzung mikrobieller Sensoren zur Substratanalytik müssen die für die Bestimmung des bio­ chemischen Sauerstoffbedarfs eingesetzten Sensoren ein brei­ tes Substratspektrum aufweisen. Es sollten möglichst alle or­ ganischen Verbindungen im Abwasser erfaßt werden.

Um dieses Problem zu lösen, ist versucht worden, die Sensoren mit Mikroorganismenstämmen zu bestücken, die ein ausreichend breites Substratspektrum aufweisen (GB 1586291; DD 253045 B1; DD 275379 A3; Riedel K. et al. Wat. Res. Vol. 24, Nr. 7, Seiten 883-887, 1990). Die mit diesen Sensoren ermittelten Werte für den biochemischen Sauerstoffbedarf sind allerdings nicht mit den BSB₅-Werten identisch, denn die mikrobiologischen Senso­ ren enthielten nur einen definierten Mikroorganismenstamm, während der BSB₅ mittels Bioschlammm der jeweiligen Kläran­ lage gewonnen wird. Infolgedessen ließen sich bisher bei Ver­ wendung eines Mikroorganismenstammes keine mit dem BSB₅ ver­ gleichbaren Werte erzielen, auch wenn die verwendete Mikroor­ ganismenart ein äußerst breites Substratspektrum aufwies. In diesem Zusammenhang ist insbesondere der Einsatz von Tri­ chosporon cutaneum untersucht worden (Hikuma M, ; Suzuki H.; Yasuda T.; Karube I.; Suzuko S.; Eur. J. Appl. Microbiol, Biotechnol, 8 (1979) S. 289/297; Riedel, K.; Renneberg, R.; Rühn, M.; F.. Appl Microbiol. Biotechnol, 28 (1988) S. 316/318; Riedel, K.; Lange, K. P.; Stein H. J.; Kühn, M.; Ott, P.;Scheller, F.; Water-Res. 24 (1990) S. 883/88.)

In Analogie zum konventionellen BSB₅-Test wurde der Einsatz von Bioschlamm getestet (Riedel, K.; Rennenberg, R.; Scheller, F.; Bioelectrochem. Bioenerg. 22 (1989) S. 113/125; Karube, I.; Matsunaga, T.; Suzuki, S.; Biotechnol. Bioeng. 19 /1977) S. 1535/1547; Strand, S. E.; Carlson D. A.; J. Water Pollut. Control Fed. 56 (1984) S. 464/467). Allerdings hat es sich als schwierig erwiesen, mit derartigen Sensoren reproduzier­ bare Ergebnisse zu erzielen, weil die Aktivität des Sensors speziesabhängig ist und Mischpopulationen wenig Stabilität aufweisen. Insbesondere sind derartige Systeme mit Mischkul­ turen für einen Einsatz in Biosensoren ungeeignet, da die verschiedenen Organismenarten unterschiedliche Stabilität aufweisen und sich physiologisch unterschiedlich verhalten, so daß einige Mikroorganismen absterben und lysieren, andere können dann mittels der freigesetzten Substrate ihren Stoff­ wechsel aufrecht erhalten und sich auch vermehren. Man kann allgemein von sogenannten Beute-Räuber-Beziehungen sprechen. Infolge des Abbaus bzw. Aufbaus einzelner Zellen entstehen somit Verhältnisse, die nicht mehr denen des Bioschlamms der Anlage entsprechen. Ein exakter BSB₅-Wert läßt sich somit auf diese Weise nicht ermitteln.

Hinzu kommt, daß die meisten, bisher entwickelten BSB-Senso­ ren eine relativ lange Meßzeit benötigen, so daß sie für den Einsatz in der Regeltechnik ungeeignet sind. Die meisten Systeme basieren auf der Endpunktbestimmung (stationäre Messungen) und weisen Ansprechzeiten von 15-20 Minuten auf. Inzwischen ist es auch gelungen, kinetische Meßprinzipien zu nutzen (Riedel, K.; Renneberg, R.; Kühn, M.; F.: Appl. Microbiol. Biotechnol, 28 (1988) S. 316/318; Riedel, K.; Lange, K. P.; Stein H. J.; Kühn, M.; Ott, P.;Scheller, F.; Water-Res. 24 (1990) S. 883/88). Die dadurch erzielte Verkürzung der Meßzeit auf 15-30 Sekunden ermöglicht bereits den Einsatz für die Prozeßkontrolle und -steuerung. Ausreichend sind jedoch auch diese Werte noch nicht, zumal bei allen bisher entwickelten Biosensoren die oben geschilderten Probleme der Substratspezifität, der Stabilität der eingesetzten Kulturen und der Reproduzierbarkeit noch nicht gelöst sind.

Die DE-OS 40 27 728 beschreibt einen Transduktor auf den in einer laminierten Schichtfolge eine Membran, eine Schicht von in Polymeren eingebetteten Mikroorganismen sowie eine weitere Membranschicht aufgebracht sind. Die Polymere müssen ganz bestimmte Eigenschaften aufweisen. Die Polymerdispersion muß zum einen dauerhaftfähig sein, d. h. sie darf sich kaum oder nur schwer vom Substrat ablösen lassen. Darüber hinaus muß sie wasserunlöslich sein, d. h. sie muß bei dem Kontakt mit den Analyten keinerlei Auflösungserscheinungen zeigen dürfen. Die Membranen gemäß der DE-OS 40 27 728 weisen erhebliche Nachteile auf. Dadurch, daß sie sich nicht auflösen, werden die Organismen bei der Berührung mit Wasser nicht sofort für die Reaktion freigegeben. Reaktion und Signalwiedergabe sind somit nicht ausreichend empfindlich. Zudem besteht die Gefahr, daß Substrat in den Poren der festen Polymerschicht haften bleibt, so daß es beim Dauereinsatz zu einer Verfälschung des Meßergebnisses kommt.

Insbesondere sind beim Einsatz von Belebtschlamm die verschiedenen Organismenarten von unterschiedlicher Stabilität. Zudem verhalten sie sich physiologisch unterschiedlich, so daß einige Organismen absterben und lysieren, andere wiederum mittels der freigesetzten Substrate ihren Stoffwechsel aufrechterhalten und sich vermehren. Die Praxis hat gezeigt, daß selbst bei Verwendung von Mischkulturen aus Belebtschlamm für Biosensoren sich nicht die Verhältnisse herstellen lassen, die dem Bioschlamm der Anlage entsprechen.

Die vorliegende Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB), bestehend aus einem physikalischen Transduktor, einer auf diesen aufgebrachten gasdurchlässigen Membran, einer über diese gezogenen Dialysemembran und einer zwischen den beiden Membranen angeordneten Mikroorganismenkultur, deren Einzelzellen mit einer aus einem hydrophilen und wasserlöslichen Polymer bestehenden Schicht umhüllt sind, zur Verfügung zu stellen, durch die die zuvor geschilderten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dialysemembran mit einer getrockneten Suspension überzogen ist, die aus dem hydrophilen, wasserlöslichen Polymer und getrennt hergestellten Reinkulturen aus mindestens je einer Bakterien- und einer Pilzart besteht.

Aus Appl. Microbiol. Biotechnol. (1988) 28, S. 316-318 ist eine Vorrichtung bekannt, die aus einem physikalischen Transduktor, einer auf diesen aufgebrachten gasdurchlässigen Membran, einer über diese gezogenen Dialysemembran und einer zwischen den Membranen angeordneten Mikroorganismenkultur besteht, deren Einzelzellen mit Polyvinylalkohol umhüllt sind. Bei diesen ergibt sich für den Fachmann das Problem, daß die mit den dort geschilderten Sensoren ermittelten Werte nicht mit den BSB₅-Werten vergleichbar sind; denn die mikrobiologischen Sensoren enthalten nur einen definierten Mikroorganismenstamm, während der BSB₅ mittels Bioschlamm der jeweiligen Kläranlage gewonnen wird. Infolgedessen lassen sich bisher bei Verwendung eines Mikroorganismenstammes keine mit dem BSB₅ vergleichbaren Werte erzielen, selbst wenn die eingesetzte Mikroorganismenart ein äußerst breites Substratspektrum aufweist. Demzufolge führt auch der Einsatz von Trichosporon-kutaneum nicht zu dem gewünschten Erfolg.

Aus der GB 15 86 291 ist wiederum der Einsatz von Mischkulturen bekannt. Hierzu wird die Mikroorganismenmischkultur unter aeroben Bedingungen kultiviert.

Der Einsatz von Mischkulturen ist jedoch für den Fachmann bisher mit Schwierigkeiten verbunden (European J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 8, 289-297 (1979)). Eine der Ursachen ist, daß zwischen den Mikroorganismen Wechselwirkungen auftreten. Im Belebtschlamm entstehen sogar sogenannte Beute-Räuber-Systeme, d. h. die Mikroorganismenarten können sich auch gegenseitig zerstören. In der Praxis hat es sich daher als schwierig erwiesen, mit Sensoren, die Mischkulturen enthalten, reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Die bisher erprobten Mischpopulationen wiesen zudem wenig Stabilität auf.

In der Regel reichen erfindungsgemäß zwei Mikroorganismenar­ ten aus. Diese müssen so ausgewählt werden, daß sie ein aus­ reichend breites Substratspektrum abdecken. Erfindungsgemäß werden daher vorzugsweise solche Mikroorganismen eingesetzt, die Kohlenhydrate, organische Säuren, Aminosäuren, Peptide, Alkohole, Antibiotika, Aromaten und Stickstoffverbindungen verwerten können.

Das genannte Substratspektrum läßt sich am ehesten erreichen, wenn man eine Bakterien- und eine Pilzart, vorzugsweise eine Hefeart einsetzt.

Zu den besonders geeigneten Bakterien gehören Bacillus-, Pseudomonas-, Laktobacillus-, und Rhodococcusarten. Diese können in Kombination mit Candida-, Issatchenkia-, Sacchar­ omyces- und Trichosporumarten verwendet werden. Die Aufzäh­ lung der genannten Bakterien und Hefen ist jedoch nicht als abschließend zu verstehen. Es können auch andere Arten einge­ setzt werden, sofern sie das obengenannte Substratspektrum abdecken.

Beispiele für besonders bevorzugte Bakterienarten sind Bacil­ lus subtilis, Rhodoccus-Eryt., Pseudomonas-Putita.

Zu den bevorzugten Hefearten gehören Candida guilliermondii, Saccharomyces cerevisiae und Trichosporon cutaneum.

Unter den genannten Bakterien- und Hefearten haben sich vor allen Dingen folgende Kombinationen bewährt:
Bacillus subtilis und Trichosporon cutaneum, Rhodococcus erythropolis und Issatchenkia orientalis, Pseudomonos putida und Candica guilliermondii, Pseudomona putida und Saccharomyces cerevisiae.

Erfindungswesentlich ist schließlich, daß die Mikroorganismen so aufgebracht werden, daß sie bis zu ihrem Einsatz im Ruhe­ zustand verharren. Aus diesem Grunde werden die Organismen unter Ausschluß von Substrat auf die Biosensormembran aufge­ bracht. Gleichzeitig muß dafür Sorge getragen werden, daß die Mikroorganismen sich nicht gegenseitig durch ihre unter­ schiedlichen physiologischen Reaktionen beeinflussen.

Ein optimales Verharren im Ruhezustand wird nach der vorlie­ genden Erfindung dadurch erreicht, daß um die einzelnen Zel­ len ein aus hydrophilen Polymeren bestehender Film gezogen wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Organismen gegenseitig nicht in Beziehung treten können. Zugleich weisen die hydro­ philen Polymere die Eigenschaft auf, daß sie bei Berührung mit Wasser sich sofort auflösen und die Organismen für die erforderlichen Reaktionen frei geben. Als besonders geeignet hat sich in diesem Zusammenhang Polyvinylalkohol erwiesen.

Dadurch, daß die Mikroorganismen unter Ausschluß von jegli­ chem Substrat und in voneinander abgetrennten Einzelzellen in hydrophilen Polymeren aufbewahrt werden, ist eine besonders empfindliche Reaktion gewährleistet. Denn durch die plötzli­ che Berührung mit Substrat, beispielsweise mit Abwasser, kommt es zu einer explosionsartigen Aktivitätsentwicklung, so daß über dem Transduktor sofort Signale aufgenommen werden.

Die Herstellung der Biokomponente des Biosensors geschieht in der Weise, daß zunächst in getrennten Gefäßen Reinkulturen der für den Einsatz gedachten Mikroorganismenarten gezüchtet werden. Dies geschieht regelmäßig in konventionellen Züch­ tungsverfahren. Geeignet sind natürlich auch alle anderen Me­ thoden, die im Ergebnis zu entsprechenden Reinkulturen füh­ ren. So ist es insbesondere denkbar, auch die Methoden der Gentechnik einzusetzen.

Die erhaltenen Reinkulturen werden in den hydrophilen Polyme­ ren suspendiert. Anschließend wird eine der Suspensionen auf eine Membran aufgetragen. Sobald die Suspension mit der er­ sten Mikroorganismenkultur eingetrocknet ist, wird die andere Suspension mit der zweiten Mikroorganismenkultur aufgebracht, so daß getrennte Schichten mit jeweils einer Mikroorganis­ menart entstehen. Gegebenenfalls können auch noch mehr Filme mit anderen Mikroorganismenarten übereinander geschichtet werden.

Erfindungsgemäß ist es jedoch auch möglich, vor dem Auftragen auf die Membran eine homogene Mischung der verschiedenen Mi­ kroorganismenarten mit dem hydrophilen Polymer herzustellen. Bei der Suspension muß nur dafür Sorge getragen werden, daß die Zellen möglichst vereinzelt in dem Polymer verteilt sind, so daß jede einzelne Zelle von einer Polymerschicht umschlos­ sen ist. Die Polymerhülle muß so dicht sein, daß keine Wech­ selbeziehungen zwischen den einzelnen Zellen auftreten.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die an­ liegenden Figuren näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für die Herstellung der Reinkulturen mit anschließender Beschichtung der Membran.

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäß verwendeten Elektrodengrundkörper.

Fig. 3 gibt die die Biokomponente enthaltende Membrankappe wieder.

Fig. 4 zeigt den aus Elektrodengrundkörper und Membrankappe zusammengesetzten Sensor.

Fig. 5 stellt in der vergrößerten Seitenansicht Biokomponente und Transduktor dar.

Fig. 6 zeigt den grundsätzlichen Wirkungsmechanismus des mikrobiologischen Sensors.

Für die Herstellung des erfindungsgemäßen mikrobiologischen Sensors werden die Mikroorganismen zunächst auf den Agarplatten 7 und 8 in herkömmlicher Weise angezüchtet und geklont. Anschließend werden die Kultivierungsgefäße 9 und 11, die die für die beiden Mikroorganismenarten notwendigen Nährlösungen enthalten, beimpft und nach Vermehrung (dargestellt durch Gefäße 11 und 12) durch Zentrifugation die Zellen gewonnen. Die Zellen werden sodann zentrifugiert und zusammen mit dem Immobilisierungsmittel in das Reagenzglas 5 gegeben. Hier besteht die Möglichkeit, entweder beide Mikroorganismenarten sofort mit dem Immobilisierungsmittel zusammenzubringen oder zwei getrennte Suspensionen 13a, b herzustellen.

Die erhaltene Suspension wird sodann auf die Dialysemembran 14 aufgebracht. Sofern die Mikroorganismen sich in zwei ver­ schiedenen Suspensionen mit Immobilisierungsmittel (hydrophi­ len Polymer) befinden, werden die Suspensionen in Schichten aufgebracht, d. h. zunächst wird eine Suspension aufgetragen und nach deren Abtrocknen die zweite. Mit der mit Mikroorga­ nismen 2 beschichteten Membran 14 wird die Membrankappe 16 hergestellt. Dies geschieht dergestalt, daß über die gas­ durchlässige Membran 15 die mit Mikroorganismen 2 beschich­ tete Dialysemembran 14 gezogen wird.

Die so hergestellte Membrankappe 16 wird auf den Elektroden­ grundkörper 17 befestigt. Dieser Grundkörper besteht aus ei­ nem Elektrodenmantel 18, in welchem eine Kathode 19 und eine Anode 20 angeordnet sind. Gefüllt ist der Eletrodengrundkör­ per mit einem Elektrolyten 21.

Die Membrankappe 16 wird auf den Elektrodengrundkörper 17 in der Weise aufgesetzt, daß die Membran 15 die Kathode 19 ab­ deckt.

Das Meßprinzip des erfindungsgemäßen Sensortyps ist schema­ tisch in den Fig. 6 und 7 dargestellt. In dem Beispiel handelt es sich um eine sogenannte amperometrischen Sauer­ stoffelektrode, welche als physikalischer Transduktor dient.

Bei dem beschriebenen System diffundieren Sauerstoff 3 und Substrat 4 durch die Dialysemembran 14 in die die Mikroorga­ nismen 2 enthaltene Schicht 1, die durch die Dialysemembran 14 und die gasdurchlässige Membran 15 begrenzt wird. Durch die Berührung mit Flüssigkeit löst sich augenblicklich die hydrophile Polymerhülle auf. Die Miroorganismen 2 kommen mit dem Substrat in Berührung und beginnen sofort mit ihrer Stoffwechselaktivität. Aus der damit verbundenen Atmung resultiert eine Verminderung des Sauerstofkonzentrationsgradienten. Dieser wird als Steady- State-Strom von der Sauerstoffelektrode gemessen.

Wird ein assimilierbares Substrat oder Substratgemisch, beispielsweise eine Abwassersprobe mit dem Biosensor in Berührung gebracht, permeieren die Substrate durch die Dialysemembran 14 in die Zelle 1 und werden dort durch die Mikroorganismen aufgenommen. Hierdurch erhöht sich die Respirationsrate. Der Sauerstoffkonzentrationsgradient sinkt, was eine Verminderung des Stromes nach sich zieht. Der Strom fällt, bis sich ein neuer Steady-State eingestellt hat. Die Differenz zwischen dem Steady-State-Strom am Anfang und dem Strom nach der Substrataddition reflektiert die Respirationsrate RS für das Substrat.

Durch die spezielle erfindungsgemäße Konstruktion wird ein Biosensor zur Verfügung gestellt, der sich durch eine besonders kurze Meßzeit auszeichnet. Die Ansprechzeiten sind mit 15-30 Sekunden vergleichbar den kinetischen Meßprinzipien. Insgesamt liegt die Meßzeit bei ca. 3 Minuten, also erheblich unter den bisher mit BSB-Sensoren erzielten Zeiten von 15-20 Minuten. Damit sind die erfindungsgemäßen Biosensoren auch für den Einsatz in der Regeltechnik geeignet.

Hinzu kommt, daß die beschriebenen Sensoren gemäß der vorliegenden Erfindung reproduzierbare Ergebnisse gewährleisten, die zudem dem Resultat der fünftägigen Analyse nach BSB₅ ent­ sprechen und daß die erfindungsgemäß gefertigten Membran­ kappen lange Zeit lagerbar sind. Die Rappen werden als nach­ lieferbare Geräteteile zu der Sauerstoffelektrode verkauft. Dadurch, daß sich die Mikroorganismen in der Rappe im Ruhe­ zustand ohne jedes Substrat befinden und auch zwischen den Organismen der Mischkultur keine Wechselbeziehungen auf­ treten, lassen sich auch nach längerer Lagerung mit hoher Präzision absolut vergleichbare Meßergebnisse erzielen.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem repräsentativen Bei­ spiel erläutert.

Beispiel

Rhodococcus erythropolis DSM 311 und Issatchenkia orientalis DSM 70077 werden getrennt mit Polyvinylalkohol (Endkonzen­ tration 2,5%) immobilisiert und nacheinander auf Kapillar­ porenmembran Rotroc (Oxyphen GmbH Dresden) getropft. Die zweite Spezies wird dabei nach Verfestigung der ersten aufge­ tragen. Eine Auftragung einer Mischung beider in Polyvinyl­ alkohol resuspendierter Mikroorganismen ist auch möglich. Die Beladung beträgt für beide Organismen je 5 mg Trockengewicht pro cm². Zur Kontrolle werden Biosensoren mit den Einzel­ spezies analog präpariert.

Tabelle 1 demonstriert die unterschiedliche Substratspezifi­ tät der Sensoren mit Rhodococcus erythropolis und Issatchen­ kia orientalis im Vergleich mit dem Kombisensor.

Tabelle 2 zeigt die Überlegenheit des Kombisensors insbeson­ dere bei Abwässern mit hohem Industrieanteil im Vergleich zu den bisher meist genutzten Trichosporon cutaneum-Sensor.

Tabelle 1

BSB-Werte mikrobieller Sensoren für verschiedene Substrate (Substratspezifität)

Tabelle 2

BSB/CSB-Korrelationen mikrobieller Sensoren

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB), bestehend aus einem pyhsikalischen Transduktor, einer auf diesen aufgebrachten gasdurchlässigen Membran (15), einer über diese gezogenen Dialysemembran (14) und einer zwischen den beiden Membranen (14, 15) angeordneten Mikroorganismenkultur (2), deren Einzelzellen mit einer aus einem hydrophilen und wasserlöslichen Polymer bestehenden Schicht umhüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysemembran (14) mit einer getrockneten Suspension überzogen ist, die aus dem hydrophilen, wasserlöslichen Polymer und getrennt hergestellten Reinkulturen aus mindestens je einer Bakterien- und einer Pilzart (2) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysemembran (14) mit einer getrockneten Suspension einer ersten Mikroorganismenart in dem hydrophilen, wasserlöslichen Polymer überzogen ist und diese wiederum mit einer getrockneten Suspension einer zweiten Mikroorganismenart in dem hydrophilen, wasserlöslichen Polymer bedeckt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pilzart eine Hefe ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten Bakterien Bacillus-, Pseudomonas-, Lactobacillus- und Rhodococcus-Arten sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten Hefen Candida-, Issatchenkia-, Saccharomyces- und Trichosporon-Arten sind.

6. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Schnellbestimmung des BSB.

7. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Ist-Wert- Geber für die Regelvorrichtungen von Abwasseranlagen.