DE102011001855A1 - Identifying water containing unstable chemical compounds, preferably compounds having insufficient connection with oxygen, and/or exhibiting unacceptable amount of humic substances, comprises supplying water to developer region - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Identifizieren von Wasser, welches labile chemische Verbindungen beinhaltet und insbesondere Verbindungen mit einer zu geringen Sauerstoffanbindung und/oder einem nicht akzeptablen Gehalt an Huminstoffen aufweist, sowie eine Vorrichtung hierfür.The invention relates to a method for identifying water which contains labile chemical compounds and in particular comprises compounds with too low an oxygen binding and / or an unacceptable content of humic substances, as well as a device therefor.
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, dass es sehr unterschiedliche Wasser gibt, wobei nicht jedes Wasser zur Aufbereitung und damit zur Verfügungstellung bspw. als Trinkwasser geeignet ist. Ähnliches gilt auch für die Wasserdekontamination. Nicht jedes Wasser kann bspw. durch elektrische Impulse dekontaminiert werden. Nur bspw. wird auf das sogenannte Tiefenwasser oder auch ein Wasser mit einem höheren Huminsäuregehalt verwiesen. Dieses Tiefenwasser aus tieferen Bereichen der Erdoberfläche kann bspw. arm an Sauerstoff sein. Wird solches Wasser an die Oberfläche gebracht, braucht es eine gewisse Zeit, bis sich alle im Wasser befindlichen labilen chemischen Verbindungen mit Hilfe von atmosphärischem Sauerstoff stabilisiert haben. Dies dauert einige Stunden bis mehrere Monate, abhängig von der Temperatur und dem Licht, der Stufe der Sauerstoffarmut und der Art und Menge der labilen chemischen Verbindungen im Wasser. Diese labilen chemischen Verbindungen reagieren gerne bspw. mit Sauerstoff oder Chlor.It is known that there are very different types of water, although not every water is suitable for treatment and thus provision, for example, as drinking water. The same applies to water decontamination. Not every water can be decontaminated by electrical impulses, for example. Only, for example. Reference is made to the so-called deep water or a water with a higher humic acid content. This deep water from deeper areas of the earth's surface can, for example, be low in oxygen. When such water is brought to the surface, it takes some time for all labile chemical compounds in the water to stabilize with the help of atmospheric oxygen. This takes several hours to several months, depending on the temperature and light, the level of oxygen depletion and the type and amount of labile chemical compounds in the water. These labile chemical compounds like to react, for example, with oxygen or chlorine.
Das Problem des sauerstoffarmen Tiefenwassers wird bspw. in der
In Oberflächen- und insbesondere in Sumpfwasser befinden sich Huminsäuren und -stoffe. Auch dieses Wasser bindet bevorzugt Chlor, sofern es vorhanden ist. Die Chloride in solchem Wasser werden sogar gespalten.In surface and especially in swamp water are humic acids and substances. Also, this water preferably binds chlorine, if it is present. Chlorides in such water are even split.
Aus der
Fachpersonal in Wasserwerken identifiziert das Wasser langwierig mit komplizierten Analysegeräten. Dies gilt vor allem für Wasser, das nicht mit Hilfe von Sauerstoff, Ozon oder Chlor zum Trinkwasser aufbereitet werden kann. Die in solchen Wassern beinhalteten labilen chemischen Verbindungen binden das für die Entkeimung bzw. Konservierung des Wassers in Wasserwerken zugegeben Chlor und den Sauerstoff zu neuen, stabileren Verbindungen, so dass die Substanzen eben nicht mehr für die Entkeimung bzw. Konservierung zur Verfügung stehen.Specialists in waterworks slowly identify the water with sophisticated analyzers. This is especially true for water, which can not be treated with the help of oxygen, ozone or chlorine to drinking water. The unstable chemical compounds contained in such waters bind the chlorine and the oxygen added to the sterilization or preservation of the water in waterworks to form new, more stable compounds, so that the substances are no longer available for sterilization or preservation.
Aufgabetask
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, nicht etwa ungeeignetes Wasser aufzubereiten, sondern ungeeignetes Wasser zu erkennen, damit es gar nicht erst in die Aufbereitung gelangt. Das Verfahren und die Vorrichtung sollte von jedem Nicht-Fachmann ohne Vorkenntnis durchgeführt bzw. betrieben werden können und ein sofortiges Ja/Nein-Ergebnis liefern.Object of the present invention is not to reprocess about unsuitable water, but to recognize unsuitable water so that it does not even get into the treatment. The method and apparatus should be able to be performed by any non-specialist without prior knowledge and provide an immediate yes / no result.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass das Wasser einem Entwicklerbereich zugeführt wird, in dem es mit zumindest einem Entwickler reagiert/nicht reagiert, wobei dem Entwickler ein Reagenzmittel zugeordnet ist, das auf nicht mit dem Wasser reagierten Entwickler anspricht.To achieve the object, the water is supplied to a developer area in which it reacts / does not react with at least one developer, wherein the developer is assigned a reagent which responds to developer which has not reacted with the water.
Grundgedanke der Erfindung ist, dass ungeeignetes Wasser soviel Entwickler zur Stabilisierung seiner chemischen Verbindungen benötigt, dass das Reagenzmittel, auf welches das Wasser danach trifft, nicht reagiert, da kein oder zuwenig Entwickler vorhanden ist. In dem Augenblick reagiert das Reagenzmittel auch nicht, bspw. ändert es nicht seine Farbe. Ändert das Reagenzmittel dagegen seine Farbe, so signalisiert es das Vorhandensein vom genügend Entwickler, was als Indiz dafür zu werten ist, dass das Wasser keinen oder nur wenig Entwickler benötigt hat und es sich damit um geeignetes Wasser handelt.The basic idea of the invention is that unsuitable water requires so much developer to stabilize its chemical compounds that the reagent encountered by the water does not react because there is little or no developer. At that moment, the reagent does not react either, for example, it does not change its color. On the other hand, if the reagent changes its color, it signals the presence of enough developer, which is an indication that the water did not require any or only little developer and is therefore suitable water.
In der Praxis wurde festgestellt, dass ungeeignetes Wasser beispielsweise zu viel zweiwertiges Eisen anstelle von dreiwertigem Eisen enthält. Vor allem aber fehlt es an ausreichenden Sauerstoffanbindungen. So ist beispielsweise in dem Wasser SO, SO2 oder SO3 aber kein oder wenig SO4 vorhanden.In practice, it has been found that inappropriate water, for example, contains too much divalent iron instead of trivalent iron. Above all, there is a lack of sufficient oxygen connections. For example, in the water SO, SO 2 or SO 3 but no or little SO 4 is present.
Bevorzugt sollen sich Entwickler und Reagenzmittel auf einem Saugstreifen befinden. Entlang diesem Saugstreifen wird das Wasser durch Kapillareffekte transportiert. Dies wird noch dadurch verbessert, wenn der Saugstreifen zwischen zwei Folien laminarartig eingeschlossen wird. Bei den Folien handelt es sich um undurchlässige, transparente, laminierbare Folien, die seitlich verschweisst sind, jedoch nach oben und nach unten eine Öffnung ausbilden, um den Kapillareffekt für das Wasseransaugen auszunützen.Preferably, developer and reagent should be on a suction strip. Along this suction strip the water is transported by capillary effects. This is further improved if the suction strip is sandwiched between two films. The films are opaque, transparent, laminatable films which are laterally welded but which form an opening up and down to exploit the capillary effect for water suction.
Der Streifen selbst besteht aus einem beliebigen Saugmaterial, vorzugsweise aus Zellulose, wie bspw. Saugpapier.The strip itself consists of any absorbent material, preferably cellulose, such as, for example, absorbent paper.
Als Entwickler kommen vor allem Stoffe in Betracht, die Oxid- und/oder Chlor abgeben bzw. entwickeln. Hierzu zählt z. B. Hypochlorid in Methyl- oder Ethylzellulose. Als Reagenzmittel, welches auf Oxid und/oder Chlor farbig reagiert, kann bspw. ein Tetramethylbenzidin-Indikator verwendet werden. As developers are mainly substances into consideration, the oxide and / or chlorine release or develop. This includes z. As hypochlorite in methyl or ethyl cellulose. As a reagent which reacts in color to oxide and / or chlorine, for example, a tetramethylbenzidine indicator can be used.
Befindet sich der Saugstreifen zwischen den beiden oben erwähnten Folien, so ist es möglich, durch die Breite der Umhüllung, die Art des Saugmaterials und die Grösse der Öffnungen die Wassertransportzeit zu bestimmen. Diese kann einige Sekunden bis einige Minuten, bevorzugt etwa eine halbe Minute, gehen.If the suction strip is located between the two films mentioned above, it is possible to determine the water transport time by the width of the casing, the type of absorbent material and the size of the openings. This can go from a few seconds to a few minutes, preferably about half a minute.
Ein zweites erfindungsgemässes Verfahren bezieht sich vor allem auf die Identifikation von Wasser mit einem höheren Huminstoffgehalt. Die Identifikation geschieht hier auf elektrischem Wege. Huminsäuremoleküle sind im Wasser polar, d. h., die Moleküle bewegen sich in einem pulsierten elektrischen Gleichspannungsfeld langsam in die gleiche Richtung. Werden zwei Elektroden, Anode und Kathode, ziemlich nahe zueinander angeordnet (z. B. 1 mm bis 2 mm Abstand), haben sich die Huminsäuremoleküle schon in kurzer Zeit nach dem Einschalten eines Stromes zwischen den Elektroden hintereinander geordnet. Eine jetzt ermittelte Leitfähigkeit ρ1 [S] im Wasser hat sich durch die Entwicklung von Gasen und durch die Wanderung und Anhäufung von Huminsäuremolekülen zwischen den Elektroden gegenüber einer Anfangs gemessenen Leitfähigkeit ρ0 verändert. Wenn jetzt die zwischen oder an den Elektroden befindlichen Huminsäuremoleküle durch gezielte schnelle Dreh- oder Vertikalbewegung der Elektroden abgeschüttelt werden, ändert sich die Leitfähigkeit wiederum zu ρ2. Dabei bleibt aber die Gasentwicklung konstant, nur die Wirkung der polarisierten Huminsäuremolküle durch das Abschütteln eliminiert. Es genügt auch oft ein Hochziehen der Elektroden in dem Wasser. Jetzt kann der Unterschied zwischen den gemessenen Leitfähigkeiten ρ1 und ρ2 ermittelt und zum Einschalten einer Signaleinrichtung genutzt werden. Als Signaleinrichtung kann bspw. eine Diode oder ein anderes Licht Anwendung finden. Dieses Licht signalisiert dann die Anwesenheit von Huminsäure in Wasser.A second method according to the invention relates above all to the identification of water with a higher humic substance content. The identification happens here by electricity. Humic acid molecules are polar in the water, ie the molecules move slowly in the same direction in a pulsed DC electric field. If two electrodes, anode and cathode, are arranged quite close to each other (eg 1 mm to 2 mm spacing), the humic acid molecules have already arranged themselves in a short time after switching on a current between the electrodes one behind the other. A now determined conductivity ρ 1 [S] in the water has changed by the evolution of gases and by the migration and accumulation of humic acid molecules between the electrodes compared to an initial measured conductivity ρ 0 . If now the humic acid molecules located between or at the electrodes are shaken off by targeted rapid rotary or vertical movement of the electrodes, the conductivity again changes to ρ 2 . However, gas evolution remains constant, eliminating only the effect of polarized humic acid molecules by shaking off. It is also often sufficient to pull up the electrodes in the water. Now the difference between the measured conductivities ρ 1 and ρ 2 can be determined and used to switch on a signaling device. As a signaling device can, for example, find a diode or another light application. This light then signals the presence of humic acid in water.
Wenn dagegen die gemessenen Leitfähigkeiten ρ1 und ρ2 keinen signifikanten Unterschied aufweisen, schaltet die Signaleinrichtung auch nicht ein und es wird signalisiert, dass kaum oder keine Huminsäure im Wasser anwesend ist.In contrast, if the measured conductivities ρ 1 and ρ 2 have no significant difference, the signaling device does not switch on and it is signaled that little or no humic acid is present in the water.
Von der vorliegenden Erfindung wird auch eine entsprechende Vorrichtung zum Identifizieren von Wasser umfasst, die sehr einfach ausgestaltet ist. Der Saugstreifen, der sich zwischen den beiden Folien befindet, wird einfach in das Wasser gehalten und der Benutzer kann nach kürzester Zeit feststellen, ob es sich um geeignetes oder um „schlechtes” Wasser handelt.The present invention also includes a corresponding device for identifying water, which is very simple in design. The suction strip, located between the two sheets, is simply held in the water and the user can quickly determine if it is suitable or "bad" water.
Figurenbeschreibungfigure description
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Identifizieren von Wasser. Diese Vorrichtung weist einen Saugstreifen
Auf dem Saugstreifen
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Die Vorrichtung zum Identifizieren von Wasser wird im Bereich der Öffnung
The device for identifying water becomes in the region of the opening
Falls das Wasser, welches bspw. für eine Aufbereitung in Wasserwerken bestimmt ist, nicht geeignet erscheint, da es bspw. zu wenig Sauerstoff enthält, reagiert es mit dem Entwickler
Durch die Kapillarkräfte gelangt das Wasser weiter nach oben und in den Bereich des Reagenzmittels
Sollte das Wasser aber für eine Aufbereitung bspw. in Wasserwerken geeignet sein, beinhaltet es fast ausschliesslich innere stabile chemische Bindungen, so dass dieses Wasser mit dem Entwickler, bspw. mit Chlor und/oder Oxid, nicht oder nur wenig reagiert. Es nimmt jedoch Chlor und/oder Oxid mit nach oben in den Bereich des Reagenzmittels, das nun wiederum mit dem freien Chlor bzw. Oxid reagiert und sich dadurch farblich ändert. Es zeigt an, dass es sich um ein für die Aufbereitung bestimmtes Wasser handelt. Bezugszeichenliste
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4229453 C2 [0003] DE 4229453 C2 [0003]
- EP 0671363 B1 [0005] EP 0671363 B1 [0005]
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4229453C2 (en) | 1992-09-03 | 1996-05-23 | Diethelm Wohlgemuth | Device for the accumulation of oxygen in surface and deep water for standing or flowing oxygen-poor water |
EP0671363B1 (en) | 1994-03-08 | 2000-12-27 | Nec Environment Engineering, Ltd. | Method and system for treating polluted water |
-
2011
- 2011-04-06 DE DE201110001855 patent/DE102011001855A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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