CH711780B1 - Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser, wobei die Anordnung folgende Merkmale aufweist: ein Analysegerät, das aus einer Festphasenmikroextraktionseinrichtung und einer Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung besteht, wobei diese beiden Einrichtungen herkömmlich verwendet sind; einen Heizblock; eine Probeflasche; eine Abführungseinheit; und eine Steuereinheit. Erfindungsgemäss ist es vorgesehen, dass unter unveränderter Verwendung des bisher benutzten Analysegerätes die Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser geschaffen werden kann, welche dazu ausgebildet ist, durch das fortlaufende, echtzeitige Bereitstellen einer Probe einen Erzeugungszeitpunkt eines hochkonzentrierten, organischen Schmutzstoffs genau und schnell erkennen und somit eine geeignete nachfolgende Gegenmassnahme ergreifen zu können sowie eine chemische und eine sensorische Analyse des Schmutzstoffs durchführen zu können.

Description

Beschreibung

Gebiet der Erfindung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser, mittels welcher durch das echtzeitige, stândige Entnehmen einer Probe auch unter Verwendung eines bestehenden Analysegeràtes ein Erzeugungszeitpunkt einer hohen Konzentration eines schâdlichen, organischen Schmutzstoffs schnell und genau erkannt und somit geeignete Gegenmassnahme in einer Wasseraufbereitungsanlage etc. ergriffen werden kann.

Stand der Technik [0002] Aufgrund der Industrialisierung und Urbanisierung tauchen die Umweltverschmutzungen seit langem als soziale Problème auf, wobei gleichzeitig auch die systematischen Kontrollen der Trinkwasserqualitâten, wie z.B. Schutz der Trink-wasserversorgungsquelle, Verwaltung und Ftegulierung der Anlagen zum Auslaufen des Schmutzstoffs etc. im nationalen Ftahmen streng werden. Dabei ist eine Grundlage für diese Kontrollen eine schnell und genaue Messung der Schmutzstof-fe im Wasser. Da eine schnelle Wasserqualitâtsmessung in den mit Trinkwasser zusammenhângenden Trinkwasserver-sorgungsquellen, gereinigten Wâssern und Leitungswâssern etc. einen schnellen Wasserreinigungsprozess ermoglichen kann, ist sie angesichts einer Sicherheit noch wichtiger.

[0003] Zu den organischen, vom Wasserversorgungssystem verwalteten Schmutzstoffen gehoren Dutzende Arten von Substanzen, wie z.B. flüchtige organische Verbindungen, Agrochemikalien, Desinfektionsnebenprodukte, sowie schme-ckende und übelriechende Stoffe etc. Da diese organischen Schmutzstoffe auf menschliche Gesundheit schâdliche Wir-kungen haben oder durch das Verursachen eines âsthetischen Problems direkt auf die Qualitât des Leitungswassers wirken, ist es nôtig, solche Schmutzstoffe jeweils voll und ganz zu verwalten. Seit kurzem werden die schmeckenden und übelriechenden Stoffe (Geosmin, 2-MIB [Methylisoborneol]) von den derartigen Schmutzstoffen in ihrer in die Wasseraufbereitungsanlage einfliessenden Konzentration und Erzeugungsfrequenz zunehmend deshalb vermehrt, weil die Algenblüte aufgrund der Klimaânderungen, wie z.B. Wassertemperaturanstiege und Niederschlags-Musterânderungen etc. immer mehr verursacht werden. Daher müssen die Stoffe durch das Einsetzen eines Wasserreinigungsmaterials, wie z.B. pulverartiger Aktivkohle etc., bei der Wasseraufbereitungsanlage und somit durch das Ergreifen der schnellen Gegenmassnahmen auf kleiner als einen Geruchsschwellenwert behandelt werden, bevor sie in ein Wasserversorgungs-netz einfliessen konnen, sodass die Kundenbeschwerden vermieden werden konnen. Hierzu ist die noch vollstândigere Verwaltung daher erforderlich.

[0004] Bei den gegenwârtigen Wasseraufbereitungsanlagen werden die schmeckenden und übelriechenden Stoffe im normalen Zustand einmal oder weniger pro Tag und nur beim Entstehen der hohen Konzentration derselben zweimal pro Tag manuell analysiert, wobei es jedoch gegenwârtig nicht leicht ist, eine bestândig wechselnde Wasserqualitât manuell zu messen und somit eine Gegenmassnahme zum schnellen Wasserreinigungsprozess zu ergreifen. Dabei ist es nôtig, die flüchtigen organischen Verbindungen und die Agrochemikalien, welche beiden in den Notfallsituationen, wie Leckunfâlle in Chemiewerken, Überrollunfâlle von die Chemikalien transportierenden Tankfahrzeugen, im Wasserversorgungsnetz entstehen, sowie die Desinfektionsnebenprodukte, welche nur in kleinen Mengen, jedoch beim Wasserreinigungsprozess entstehen, in Echtzeit zu überwachen, wobei jedoch nur manuelle Messung erfolgen kann, weshalb es schwer ist, durch die schnelle Detektion solche Schmutzstoffe zu bekâmpfen.

[0005] Um diese Problème zu losen, ist man bisher bemüht, die Wasserqualitât in Echtzeit zu überwachen.

[0006] Zum Beispiel sind verschiedene Technologien zur echtzeitigen Überwachung einer Wasserqualitât von den folgenden Südkoreanischen Ftegistrierungspatenten vorgeschlagen:

Ftegistrierungspatent-Nr. KR 10-0 901 779 (2.6.2009) mit Bezeichnung «Internetbasierendes Überwachungs- und Steu-ersystem zur Messung einer Wasserqualitât», Registrierungspatent-Nr. KR 10-0 522 764 (12.10.2005) mit Bezeichnung «Vorrichtung zur echtzeitigen Überwachung einer Wasserqualitât und Verfahren zur Steuerung derselben», Registrierungspatent-Nr. KR 10-1 406 884 (5.6.2014) mit Bezeichnung «Mehrwellenlângenanalyse-basierendes Online-System zur Messung einer Wasserqualitât zum Zweck der echtzeitigen Detektion der organischen Schmutzstoffe im Wasser», und Registrierungspatent-Nr. KR 10-1 253 251 (4.4.2013) mit Bezeichnung «Vorrichtung und Verfahren zur echtzeitigen Überwachung und Steuerung der Geschmack und Geruch verursachenden Stoffe zwecks der Wasserreinigung».

[0007] Aber die meisten obenstehenden Patentschriften betreffen nach dem Stand der Technik die Messung von den grundsâtzlichen Grossen der Wasserqualitât (z.B. Wassertemperatur, pH, Trübung, elektrische Leitfâhigkeit eines Rest-chlors etc.) oder von den gesamten Indexgrôssen der organischen Materialien (z.B. gesamter organischer Kohlenstoff [TOC], chemischer Sauerstoffbedarf [CSB] etc.), wobei einige von denen das Verfahren zur echtzeitigen Messung der bestimmten organischen Schmutzstoffe betreffen. Bei diesen Patentschriften werden jedoch die Verfahren, welche anders als bei bestehenden Analysegerâten, oder durch das Kombinieren der unterschiedlichen teuren Ausrüstungen miteinander erfolgen, verwendet, was folglich zu einem Nachteil führt, dass Genauigkeit, Zuverlâssigkeit und Wirtschaftlichkeit reduziert sowie Betrieb und Verwaltung erschwert werden.

[0008] Wie oben erwâhnt, sollten die organischen Schmutzstoffe im Wasser, wie z.B. schmeckende und übelriechende Stoffe etc. ferner noch hâufiger analysiert werden. Jedoch beschreiben die Registrierungspatente die Kombination der separaten teuren Ausrüstungen miteinander, was unwirtschaftlich ist und nur kompliziert betrieben und verwaltet werden kann. Als breit verbreitete Vorrichtung zur Analysierung eines organischen Schmutzstoffs im Wasser wird ein aus einer Festphasenmikroextraktionseinrichtung und einer Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung beste-hendes Analysegerât gegenwârtig umfangreich verwendet, wobei der Ausnutzungsgrad dieses Analysegerâtes jedoch zu niedrig ist und so neue Gerâte wieder aufgebaut werden müssen, was folglich zu den unbequemen Problemen führt.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung [0009] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser, mittels welcher durch das Automatisieren aller Messungsvorgânge der jeweiligen Grossen des organischen Schmutzstoffs im Wasser unter Verwendung eines zur manuellen Analyse bisher viel verwendeten Analysegerâtes ein praktisches Analysesystem entwickelt werden kann, das es ermoglicht, Messungsergebnisse zur Verwaltung der Wasserqualitât schnell in Echtzeit zu verwenden, bestimmte organische Schmutzstoffe, wie z.B. schme-ckende und übelriechende Stoffe, flüchtige organische Verbindungen, Agrochemikalien und Desinfektionsnebenprodukte etc. in Echtzeit zu analysieren, diese Schmutzstoffe im kontrollierbaren Konzentrationsgrad (mehrere ng/L-Niveaus im Falle von den schmeckenden und übelriechenden Stoffen) zu messen, sowie zuverlâssige Messwerte, wirtschaftliche In-standhaltungen und leichte Montagen und Bedienungen zu verwirklichen.

Losung der Aufgabe der Erfindung [0010] Daher weist die erfindungsgemâsse Anordnung zusâtzlich folgende Merkmale, die speziell derart ausgelegt sind, dass sie an einem bisher verwendeten Analysegerât geeignet angebracht sein konnen, auf: eine Probeflasche; einen Heizblock, der die Temperaturregelung und Ftührung ausführen kann; eine Probenzu- und -abfuhreinheit; eine Wasserabführungsleitung; eine Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung; und eine Einrichtung zur Ànderung eines Stromungswegs, die in Abhângigkeit von einem Programm die Stromung der Probe ândern kann; und somit im bestehenden Analysegerât einstückig integriert angetrieben werden kann, sodass die organischen Schmutzstoffe, wie z.B. schmeckende und übelriechende Stoffe im Wasser, stândig in Echtzeit analysiert werden konnen und dadurch ein Erzeugungszeitpunkt eines hochkonzentrierten, organischen Schmutzstoffs schnell erkannt und somit geeignete Gegenmassnahme ergriffen werden kann.

Effekt der Erfindung [0011] Ferner kann es mittels der erfindungsgemâssen Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser vorgesehen sein, dass ein gewünschter Grad der Messempfindlichkeit bezüglich der organischen Schmutzstoffe aus der Kapazitât der Probeflasche und mittels eines Heizungs- und Ftührungsmittel des Heizblocks erhalten werden kann, ohne andere teure und komplizierte Ausrüstungen und Chemikalien zu verwenden, wobei die erfindungsgemâsse Anordnung auch im bestehenden Analysegerât einfach eingebaut sein sowie einfache Bedienungen und Instandhaltungen und hohe Wirtschaftlichkeit und Zweckmâssigkeit erreichen kann.

[0012] Ausserdem Ferner kann es mittels der erfindungsgemâssen Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser vorteilhaft vorgesehen sein, dass mehrere Probeflaschen am Heizblock vorgesehen sind, sodass die Überprüfung der Wasserqualitât in unterschiedlichen Positionen als zu analysierender Gegenstand erfolgen kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0013] Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitendarstellung einer Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser gemâss der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Verbindungsverhâltnisses zwischen einem Heizblock und einer Probeflasche gemâss der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch Schnitt A-A in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch Schnitt B-B in Fig. 2;

Fig. 5 einen Zustand, bei dem eine Probe gemâss der vorliegenden Erfindung zur Probeflasche bereitgestelIt ist;

Fig. 6 einen anderen Zustand, bei dem die Probe der Probeflasche mittels eines Analysegerâtes entnommen (kon- zentriert/extrahiert) ist; und

Fig. 7 einen weiteren Zustand, bei dem die Probe aus der Probeflasche abgeführt ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung [0014] Nachfolgend werden die Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen noch nâher erlâutert.

[0015] Als Erstes weist ein Analysegerât 10, wie in Fig. 1 ersichtlich, eine Festphasenmikroextraktionseinrichtung 11, die zur Extrahierung einer geringen Quantitât einer Probe dient, und eine Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analy-seeinrichtung 12, die die von der Festphasenmikroextraktionseinrichtung 11 extrahierte Probe erhâlt und diese die orga-nischen Schmutzstoffe enthaltende Probe qualitativ und quantitativ analysiert, auf.

[0016] Auch wenn die Festphasenmikroextraktionseinrichtung 11 in der Figur nicht ausführlich dargestellt ist, ist sie derart ausgestaltet, dass eine Faser, die die Probe absorbieren kann, in eine bzw. aus einer Nadel einer Spritze zur Entnehmung (Konzentrierung/Extrahierung) einer Probe eingesteckt bzw. entfernt werden kann, sodass die zu analysierende Probe mittels der Spritzennadel entnommen, danach diese Spritzennadel in einen in der Gaschromatographie-Massenspektro-metrie-Analyseeinrichtung 12 ausgebildeten Probeeinführungsteil (in der Figur nicht gezeigt) eingesteckt, und schliesslich die Probe qualitativ und quantitativ analysiert werden kann.

[0017] Insbesondere dient die Gaschromatographie der obigen Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseein-richtung 12 bekanntermassen zur Separierung der in der Probe gemischten Substanzen von der Probe selbst, wobei, wenn neben der Gaschromatographie ein Massenspektrometer als Detektor verwendet wird, dann eine solche gattungs-mâssige Ausgestaltung vorgesehen ist, dass eine Molekülmasse der separierten Substanzen auf fünf Dezimalstellen genau erkannt werden kann und somit die in der Probe enthaltenen, gemischten Substanzen voneinander separiert sowie qualitativ und quantitativ analysiert werden konnen.

[0018] Um die Probe auf diese Weise zu analysieren, ist es hierbei in dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Festphasenmikroextraktionseinrichtung 11 üblicherweise an einer Oberseite der Gaschromatogra-phie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung 12 angebracht ist.

[0019] Darüber hinaus ist es in dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, wie in Fig. 1 bis 4 ersichtlich, vorgesehen, dass ein Heizblock 20 zwischen der Festphasenmikroextraktionseinrichtung 11 und der der Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung 12 des obenstehenden Analysegerâtes 10, insbesondere an der Oberseite der Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung 12 angeordnet ist, wobei an einer Innenseite des Heiz-blocks mehrere Probeflasche-Sitzausnehmungen 21 ausgebildet sind und wobei der Heizblock selbst zur Erwârmung in seiner Ganzheit mit einem Heizungsmittel 22 und Temperatursensor 23 versehen ist.

[0020] Hierbei kann es in dieser Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die mehreren Probeflasche-Sitzausnehmungen 21 im bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, und dass innerhalb des Heizblocks 20 zusâtzlich ein magnetisches oder schwingendes Ftührungsmittel 24 eingeschlossen ist.

[0021] Daneben ist die erfindungsgemâsse Anordnung, auch wie in Fig. 1 bis 4 ersichtlich, derart ausgestaltet, dass eine Probeflasche 30 an den im obigen Heizblock 20 ausgebildeten Probeflasche-Sitzausnehmungen 21 anliegen kann, wobei an einer Innenseite der Probeflasche eine Aufnahme 31 zum Aufnehmen einer für die Überprüfung der Wasserqualitât zu verwendenden Probe ausgebildet ist, sodass die von der Aufnahme 31 aufgenommene Probe durch die Festphasen-mikroextraktionseinrichtung 11 des obenstehenden Analysegerâtes 10 absorbiert wird.

[0022] Hierbei ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Aufnahme 31 der obigen Probeflasche 30 hinsichtlich ihrer Kapazitât so gross ausgebildet ist, dass sie eine Quantitât zwischen 100 und 150 ml aufnehmen kann, was aber nicht besonders darauf beschrânkt ist.

[0023] Natürlich ist an einer Oberseite der Probeflasche 30 ein Pfropfen (in der Figur nicht gezeigt) ausgebildet, der die Probeflasche verschliessen kann und durch den die Nadel der Spritze durchgehen kann.

[0024] In der Probeflasche 30 sind ferner eine Probenzuführung 32, die dazu dient, der Aufnahme 31 die Probe zuzufüh-ren, und eine Probenabführung 33 ausgebildet, die dazu dient, die in der Aufnahme 31 aufgenommene Probe abzuführen, nachdem die Probe zur Analysierung aus dem Analysegerât 10 entnommen (konzentriert/extrahiert) wurde.

[0025] Hierbei ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Probenzuführung 32 am oberen Ende einer Seitenflâche der Probeflasche 30 ausgebildet ist, was aber nicht besonders darauf beschrânkt ist, wobei es auch vorteilhaft vorgesehen ist, dass die Probenabführung 33 zur leichten Abführung der Probe am unteren Ende der Seitenflâche der Probeflasche 30 ausgebildet ist.

[0026] Darüber hinaus ist die erfindungsgemâsse Anordnung derart ausgestaltet, dass eine Probenzu- und -abfuhreinheit 40 mit der Probeflasche 30 verbunden ist und somit die Probe zu- und abführen kann.

[0027] Dabei ist es wie in Fig. 2 ersichtlich vorgesehen, dass in der Probenzu- und -abfuhreinheit 40 eine Probenzufüh-rungsleitung 42 aufgebaut ist, die mit der Probenzuführung 32 der Probeflasche 30 verbunden ist, wobei in dieser Proben-zuführungsleitung 42 ein Probenzufuhr-Ftegelventil 42a aufgebaut ist, mittels welchem die Zuführung oder Blockierung der Probe durchgeführt werden kann.

[0028] D.h. es ist derart ausgestaltet, dass ein Ende der Probenzuführungsleitung 42 mit der Probeflasche 30 verbunden ist, wâhrend ein anderes Ende derselben mit einer Leitung eines Médiums, das ein Analytiker analysieren mochtet d.h. eines Gegenstandes, den der Analytiker auf seine Wasserqualitât überprüfen mochte, wie z.B. Ftohwassers (vom Gewâs-ser, See etc.), verarbeitetes Wassers in der Wasseraufbereitungsanlage, aufbereitetes Wasser etc. verbunden ist, sodass die Probe zur in der Probeflasche 30 ausgebildeten Aufnahme 31 in Echtzeit bereitgestellt werden kann.

[0029] Hierbei kann in einem Abschnitt, der mit einer Stellung der Probenzuführungsleitung 42, in der der Analytiker die Wasserqualitât überprüfen mochte, verbunden ist, zusâtzlich eine Pumpe 42b angeordnet sein, die das Fluid (die Probe) fordern kann. Zudem ist am Ende der Probenzuführungsleitung zusâtzlich eine Waschleitung (in der Figur nicht gezeigt) angeordnet, die der Probeflasche 30 ein Waschwasser zum Waschen des Inneren derselben zuführen kann, oder das Ende mit einem Abschnitt, dem das Waschwasser zugeführt wird, verbunden, sodass dieses Waschwasser der Probeflasche zugeführt werden kann.

[0030] Demgegenüber ist es so ausgestaltet, dass eine Wasserabführungsleitung 50 mit der obigen Probenzuführungsleitung 42 verbunden ist, sodass stets eine neue Probe zur Probenzuführungsleitung bereitgestellt werden kann.

[0031] Dabei ist die Wasserabführungsleitung 50 derart ausgebildet, dass sie von der Probenzuführungsleitung 42 ab-gezweigt ist, d.h. dass sie zwischen einer Stellung, in der die Wasserqualitât überprüft werden sollte, und dem in der Probenzuführungsleitung 42 angeordneten Probenzufuhr-Ftegelventil 42a angeordnet ist, wobei es aber noch vorteilhafter ist, dass sie direkt vor dem Probenzufuhr-Ftegelventil 42a angeordnet ist.

[0032] Demgegenüber ist die erfindungsgemâsse Anordnung derart ausgestaltet, dass sie zur Ermoglichung der quanti-tativen Analyse einen Bestandteil aufweist, der mit einer bestimmten Menge der an der obigen Probeflasche 30 zuzufüh-renden Probe gefüllt werden kann.

[0033] Hierzu weist die Probeflasche 30 eine Probenzufuhrmenge-Ftegeleinheit 34 auf, die dazu ausgebildet ist, um mittels der Aufnahme 31 die bestimmte Menge an Probe aufnehmen zu konnen, wobei die Probenzufuhrmenge-Ftegeleinheit 34 an einer Seitenflâche der Probeflasche 30 angeordnet ist. Jedoch ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Probenzufuhr-menge-Ftegeleinheit auf einer genauen Hohe angeordnet ist, auf der die Aufnahme 31 mit der Probe vollig gefüllt werden kann, sodass nur die bestimmte Quantitât an Probe in der Aufnahme 31 aufgenommen werden kann.

[0034] Ferner kann es zusâtzlich vorgesehen sein, dass eine Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung 60 ein Probenzufuhrmenge-Ftegelventil 61 aufweist, das die Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung mit der in der Probeflasche 30 ausgebildeten Pro-benzufuhrmenge-Ftegeleinheit 34 verbindet.

[0035] Hierbei kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass die obenerwâhnten Ventile âhnlich einem Elektromagnetventil so elektronisch gesteuert ausgebildet sind, dass sie durch die Steuerung einer Steuereinheit C geoffnet oder geschlossen werden konnen.

[0036] Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser gemâss der vorliegenden Erfindung, die die obenerwâhnten Ausgestaltungen aufweisen, noch nâher beschrieben.

[0037] Als Erstes stellt die Anordnung 100 zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser gemâss der vorliegenden Erfindung diejenige dar, welche unter unverânderter Verwendung des bisher benutzten Analysegerâtes 10 die organischen Schmutzstoffe im Wasser in Echtzeit automatisch analysieren kann, und muss in Orten oder Laboratorien etc. innerhalb der entsprechenden Prüfungszonen der Wasserqualitât eingerichtet sein, um das Untersuchungswasser, wie z.B. aufbereitetes Wasser, Ftohwasser und verarbeitetes Wasser, das in einer Wasserbehandlungsanlage, wie z.B. Wasseraufbereitungsanlage entsteht, auf seine Wasserqualitât zu überprüfen.

[0038] Danach wird das Untersuchungswasser über die in der Probenzu- und -abfuhreinheit 40 ausgebildete Probenzuführungsleitung 42, die mit der Probenzuführung 32 der Probeflasche 30 verbunden ist, zu dieser Probeflasche in Echtzeit bereitgestellt.

[0039] Dabei erfolgt der Zufuhrvorgang, mittels welchem das Untersuchungswasser über die Probenzuführungsleitung 42 der Probeflasche 30 zugeführt wird, derart, dass die übliche Steuereinheit C das in der Probenzuführungsleitung 42 angeordnete Probenzufuhr-Ftegelventil 42a offnet, sodass das Untersuchungswasser zur Probeflasche bereitgestellt werden kann, wie in Fig. 5 ersichtlich, wâhrend ein Probenabfuhr-Ftegelventil 43a einer Probenabführungsleitung 43, das in der mit der Probenabführung 33 der Probeflasche 30 verbundenen Probenzu- und -abfuhreinheit 40 angeordnet ist, und ein Wasserabfuhr-Ftegelventil 51 einer mit der Probenzuführungsleitung 42 verbundenen Wasserabführungsleitung 50 in einen geschlossenen Zustand gesteuert werden, sodass die Aufnahme 31 der Probeflasche 30 mit der Probe als Untersuchungswasser gefüllt wird.

[0040] Hierbei ist es moglich, dass die über die Probenzuführungsleitung 42 bereitgestellte Probe mittels einer üblichen Pumpe 42a bereitgestellt, oder durch einen aus dem gereinigten Wasser oder Ftohwasser entstehenden Wasserdruck bewegt wird.

[0041] Erreicht die Menge an in der Probeflasche 30 gefüllter Probe auf diese Weise eine bestimmte Quantitât, d.h. eine Stellung, auf der die Probenzufuhrmenge-Ftegeleinheit 34 der Probeflasche 30 ausgebildet ist, dann wird die übermâssige, über die mit der Probenzufuhrmenge-Ftegeleinheit 34 verbundene Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung 60 bereitgestellte Probe nach aussen abgeführt, sodass nur die bestimmte Quantitât an Probe in der Aufnahme 31 gefüllt ist.

[0042] Wird die bestimmte Quantitât an Probe auf diese Weise gefüllt, dann werden das in der Probenzuführungsleitung 42 angeordnete Probenzufuhr-Ftegelventil 42a und das in der Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung 60 angeordnete Proben-zufuhrmenge-Ftegelventil 61 mittels der Steuereinheit C geschlossen und somit die Aufnahme 31 innerhalb der Probefla-sche 30 von aussen getrennt, wie in Fig. 6 ersichtlich, damit eine Probenentnahme (-konzentrierung/-extrahierung) durch das Analysegeràt 10 und eine Analysearbeit erfolgen kann, wâhrend die über die Probenzuführungsleitung 42 stândig bereitgestellte Probe durch das Offnen des Wasserabfuhr-Ftegelventils 51 der Wasserabführungsleitung 50 über diese Wasserabführungsleitung 50 abgeführt werden kann.

[0043] Dabei kann mittels der Wasserabführungsleitung 50 ein Effekt erreicht werden, dass die in der Probenzuführungsleitung 42 existierende Probe nur um die in Echtzeit bereitzustellende Quantitât übrigbleiben kann.

[0044] D.h. der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, durch das Analysieren der in Echtzeit zugeführten Probe zu erkennen, in welchem Zeitpunkt die organischen Schmutzstoffe innerhalb der Probe überflüssig entstehen, wie oben erlâutert. Daher wurde die obige Wasserabführungsleitung 50 eingeführt, wodurch sie in solcher Weise wirkt, dass die in der Probenzuführungsleitung 42 existierende Probe nur um die echtzeitig bereitzustellende Quantitât aufrechterhalten und somit in Echtzeit analysiert werden kann.

[0045] Danach wird eine Nadel der Festphasenmikroextraktionseinrichtung 11 zur Konzentrierung/Extrahierung der Probe in einem Kopfraum innerhalb der Probeflasche 30 positioniert.

[0046] Demgegenüber wird der die obige Probeflasche 30 aufnehmende Heizblock 20 auf die für die Analyse geeignete Temperatur (je nach der Analysegrosse reguliert) erwârmt und ggf. das Ftührungsmittel 24 betrieben, damit sich die organischen Schmutzstoffe der in der Aufnahme 31 der Probeflasche 30 entnommenen Probe in den Kopfraum innerhalb der Probeflasche 30 gut bewegen konnen.

[0047] Danach wird die Festphasenmikroextraktionseinrichtung 11 betrieben und die Probe der Probeflasche 30 somit absorbiert, sodass diese Probe dann in die Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung 12 eingesetzt wird und somit die Analysearbeit derselben erfolgt.

[0048] Wâhrend des Vorgangs, bei dem die Arbeit durch das Analysegeràt 10 erfolgt, wird die stândige Bereitstellung der Probe zur Probeflasche 30 natürlich mittels der Bestandteile, wie sie oben erwâhnt sind, durchgeführt. Wird die Analysearbeit durch das Analysegeràt 10 dabei vollendet, dann kann die in der anderen Probeflasche 30 aufgenommene Probe danach aufeinander folgend analysiert werden.

[0049] Demgegenüber wird die Probe der Probeflasche 30, aus der das Analysegeràt 10 die zu analysierende Probe entnommen hat, durch das Offnen des Probenabfuhr-Ftegelventils 43a der Probenabführungsleitung 43, die mit der in der Probeflasche 30 ausgebildeten Probenabführung 33 verbunden ist, und des Probenzufuhrmenge-Ftegelventils 61 der Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung 60 nach aussen abgeführt, wie in Fig. 7 ersichtlich, wobei anschliessend über die Probenzuführungsleitung 42 die neue Probe wiederum bereitgestellt und somit die zuerst in der Aufnahme 31 der Probeflasche 30 verbleibende Probe ailes über die Probenabführungsleitung 43 abgeführt wird, sodass danach in einem Zustand, bei dem das Probenabfuhr-Ftegelventil 43a geschlossen ist, das Probenzufuhrmenge-Ftegelventil 61 der Probenzufuhr-menge-Ftegelleitung 60 geschlossen wird. Auf diese Weise werden daher die Vorgânge zum Aufnehmen und Analysieren der Probe wiederholt durchgeführt werden konnen.

[0050] Da die dabei über die Probenzuführungsleitung 42 der Probenzu- und -abfuhreinheit 40 bereitgestellte Probe die-jenige darstellt, welche in Echtzeit bereitgestellt wird, werden die echtzeitige Probenentnahme und die Probenanalyse durch das Analysegeràt 10 aufeinander folgend durchgeführt, sodass ein Erhohungszeitpunk der Konzentration der organischen Schmutzstoffe schnell erkannt und allerdings auch die stândige Analyse ermoglicht werden kann.

[0051] Demgegenüber konnen mehrere Probeflaschen 30 gemâss der vorliegenden Erfindung am Heizblock 20 ausgebildet sein. Dabei kann nur die Probe irgendeiner Stellung entnommen werden, wobei jedoch die eine, mit irgendeiner Probeflasche 30 verbundene Probenzu- und -abfuhreinheit 40 im verarbeiteten Wasser angeordnet ist, wâhrend die andere, mit der anderen Probeflasche 30 verbundene Probenzu- und -abfuhreinheit 40 im Ftohwasser angeordnet ist usw., sodass in verschiedenen Stellungen die Probenanalysen durch das Analysegeràt gleichzeitig durchgeführt werden konnen.

[0052] Zudem ist es erfindungsgemâss so ausgestaltet, dass die obige Probeflasche 30 hinsichtlich ihrer Kapazitât in einer Grosse zwischen ca. 100 und 150 ml ausgebildet ist, sodass eine genüge Menge an organischem Schmutzstoff darin eingeschlossen sein kann, wobei die Temperaturerhaltung durch das Heizungsmittel 22 und den Temepratursensor 23 des Heizblocks 20 sowie die Entnahme (Konzentration/Extraktion) der Probe durch das Ftührungsmittel 24 wirkungsvoll durchgeführt werden konnen, was folglich auch zu einem Vorteil führt, dass ein ausreichender Grad der Analyseempfind-lichkeit bei der Probenanalyse durch das Analysegeràt 10 ohne Vorgang zum Einsetzen der separaten Fteaktionschemi-kalien erhalten werden kann.

[0053] Insbesondere wenn die Analyse der Probe einen Vorgang zur automatischen Echtzeitanalyse der schmeckenden und übelriechenden Stoffe der Probe darstellt, dann hat die erfindungsgemâsse Anordnung einen Vorteil, dass neben der chemischen Analyse durch das Analysegeràt 10 auch eine sensorische Analysearbeit parallel durchgeführt werden kann, bei der der Mensch selber die Probe in der Tat anriecht und somit analysiert.

[0054] Da bei der sensorischen Analyse der Grad der Analyseempfindlichkeit durch die Geruchsempfindung bei der nied-rigen Temperatur reduziert wird, wird die Probe erwârmt und dann erfolgt die Analyse über viele Vorbereitungsvorgânge. Jedoch ist es erfindungsgemâss vorgesehen, dass durch das Einführen des Heizblocks 20 auch die sensorische Analyse-arbeit ohne weiteres erfolgt, weshalb ein Effekt erreicht werden kann, dass die stândige Echtzeitanalyse ermoglicht sowie die Analysezeit verkürzt werden kann.

[0055] Wie oben erwâhnt, kann es mit der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass durch das Einbauen der separaten Ausrüstungen im Analysegerât die bestehenden Ausrüstungen unverândert verwendet werden, wobei die Probe in Echtzeit stândig bereitgestellt und somit ein Zeitpunkt, bei dem ein Ereignis entsteht, schnell erkannt wird, sodass schnelle Gegenmassnahme ergriffen werden kann, und wobei die vorliegende Erfindung gleichzeitig auf das bestehende Analysegerât 10 einfach angewandt werden kann, sodass es nicht nôtig ist, neue Ausrüstungen einzuführen, was folglich zur Erzielung eines wirtschaftlich sehr nützlichen Effektes führen kann.

[0056] Dabei sei darauf hingewiesen, dass die obenerwâhnten Ausführungsbeispiele nur ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschreiben, wobei die vorliegende Erfindung daher nicht darauf beschrânkt wird, sondern vielmehr innerhalb eines Bereichs, der nicht die technischen Gedanken der Erfindung verlâsst, in verschiedenen Formen verândert und ausgeführt werden kann.

Bezugszeichenliste [0057] C: Steuereinheit 10: Analysegerât 11 : Festphasenmikroextraktionseinrichtung 12: Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung 20: Heizblock 21: Probeflasche-Sitzausnehmung 22: Heizungsmittel 23: Temperatursensor 24: Ftührungsmittel 30: Probeflasche 31: Aufnahme 32: Probenzuführung 33: Probenabführung 34: Probenzufuhrmenge-Ftegeleinheit 40: Probenzu- und -abfuhreinheit 42: Probenzuführungsleitung 42a: Probenzufuhr-Ftegelventil 42b: Pumpe 43: Probenabführungsleitung 43a: Probenabfuhr-Ftegelventil 50: Wasserabführungsleitung 51: Wasserabfuhr-Ftegelventil 60: Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung 61 : Probenzufuhrmenge-Ftegelventil

Claims (3)

1. Patentansprüche

   1. Anordnung zur automatischen Echtzeitanalyse eines organischen Schmutzstoffs im Wasser, wobei die Anordnung folgende Merkmale aufweist: ein Analysegerât (10), das aus einer Festphasenmikroextraktionseinrichtung (11), die zur Extrahierung einer geringen Quantitât einer Probe dient, und einer Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Analyseeinrichtung (12), die dazu ausgebildet ist, die von der Festphasenmikroextraktionseinrichtung (11) extrahierte Probe zu erhalten und diese die organischen Schmutzstoffe enthaltende Probe qualitativ und quantitativ zu analysieren, besteht; einen Heizblock (20), der an einer Unterseite der das Analysegerât (10) aufbauenden Festphasenmikroextraktions-einrichtung (11) angeordnet ist und in seiner Innenseite mehrere Probeflasche-Sitzausnehmungen (21) sowie ein Heizungsmittel (22) und einen Temperatursensor (23) aufweist; mehrere Probeflaschen (30), die jeweils an den Probeflasche-Sitzausnehmungen (21) des Heizblocks (20) anliegen sowie jeweils eine Aufnahme (31) zum Aufnehmen einer Probe, die an einer Innenseite der jeweiligen Probeflaschen ausgebildet ist, eine Probenzuführung (32), die dazu dient, der Aufnahme (31) die zu analysierende Probe in Echtzeit zuzuführen, und eine Probenabführung (33), die dazu dient, die Probe der Aufnahme (31) abzuführen, aufweisen; eine Probenzu- und -abfuhreinheit (40), die aus einer Probenzuführungsleitung (42), die mit der Probenzuführung (32) der Probeflasche (30) verbunden ist und ein Probenzufuhr-Ftegelventil (42a) zur Zuführung der Probe aufweist, und einer Probenabführungsleitung (43), die mit der Probenabführung (33), die dazu ausgebildet ist, die Probe der m der Probeflasche (30) ausgebildeten Aufnahme (31) abzuführen, verbunden ist, und ein Probenabfuhr-Ftegelventil (43a) zur Abführung der Probe auf weist, besteht; und eine Steuereinheit (C) zur Steuerung des Probenzufuhr-Ftegelventils (42a) und des Probenabfuhr-Ftegelventils (43a); dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung auch zusâtzliche folgende Merkmale aufweist: eine Wasserabführungsleitung (50), die mit der in der Probenzu- und -abfuhreinheit (40) ausgebildeten Probenzuführungsleitung (42) verbunden ist und ein Wasserabfuhr-Ftegelventil (51) zur echtzeitigen Bereitstellung der Probe zur Probeflasche (30) aufweist; eine Probenzufuhrmenge-Ftegeleinheit (34), die zudem in der Probeflasche (30) vorgesehen ist und zur Ftegulierung der Menge an der in der Aufnahme (31) aufgenommenen Probe dient; und eine Probenzufuhrmenge-Ftegelleitung (60), die mit der Probenzufuhrmenge-Ftegeleinheit (34) verbunden ist und ein Probenzufuhrmenge-Ftegelventil (61) zur Ftegulierung der Menge an Probe aufweist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Heizblocks (20) zusâtzlich ein Ftührungs-mittel (24) eingeschlossen ist, das zur Ftührung der Probe innerhalb der Aufnahme (31) der an der Probeflasche-Sitzausnehmung (21) anliegenden Probeflasche (30) dient.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegenüberliegendes Ende der Probenzuführungsleitung (42) der Probenzu- und -abfuhreinheit (40), das mit der Probenzuführung (32) der Probeflasche (30) verbunden ist, an einer zu analysierenden Wasserbehandlungsanlage oder am Untersuchungswasser einschliesslich des Ftohwassers und des verarbeiteten Wassers angeschlossen ist, wobei zusâtzlich eine Pumpe (42b) zur Bereitstellung der Probe zur Probeflasche (30) vorgesehen ist.