DE19500803A1 - Appts for qualitative and quantitative measurement of organic matter in water - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur qualitativen und quantitativen Erfassung organischer Wasserinhalts stoffe mit einem Dünnfilmreaktor, in dem durch eine pho tochemische Strahlungsquelle, vorzugsweise durch einen UV-Strahler aus einer mit Reinstwasser geförderten, ange säuerten Wasserprobe, gasförmige und flüssige photochemi sche Reaktionsprodukte gebildet werden und bei der ferner dem Dünnfilmreaktor eine Reinigungseinheit zur Reinigung des zur Förderung benötigten Reinstwassers und/oder zur Reinigung der dem Dünnfilmreaktor zugeleiteten Ansäue rungsflüssigkeit vorgeschaltet sind, wobei ferner zur in direkten Messung der einzelnen Wasserinhaltsstoffe UV- und/oder IR-Detektoren zur Bestimmung der gebildeten pho tochemischen Reaktionsprodukte in Verbindung mit dem Flüssigkeits- und Gasauslaß des Dünnfilmreaktors vorgese hen sind.The invention relates to a device for qualitative and quantitative recording of organic water content substances with a thin film reactor in which a pho chemical radiation source, preferably by a UV lamp from a pumped with ultrapure water acidified water sample, gaseous and liquid photochemi cal reaction products are formed and in the further a cleaning unit for cleaning the thin film reactor of the ultrapure water required for conveying and / or Purification of the acid supplied to the thin film reactor tion fluid are connected upstream, and further to in direct measurement of the individual water constituents UV and / or IR detectors for determining the pho formed chemical reaction products in connection with the Liquid and gas outlet of the thin film reactor hen are.
Die Herstellung des Reinstwassers besitzt zur Erzeugung der sogenannten Grundlinie der Messung bei der Überwa chung von Trinkwasseraufbereitungsanlagen, bei der Abwas serüberwachung und in der Meerwasseranalyse aber auch für industrielle Anwendungen, beispielsweise bei der Chip- Herstellung für Computer, große Bedeutung. Die extreme Reinigung des Förderwassers der Probe und gegebenenfalls auch der Ansäuerungsflüssigkeit ist bei diesen Anlagen deshalb erforderlich, weil sich störende Fremdbestand teile als Rauschpegel dem Meßergebnis überlagern und die Empfindlichkeit der Messung herabsetzen.The production of ultrapure water has for generation the so-called baseline of the measurement for monitoring of drinking water treatment plants, for waste water water monitoring and in seawater analysis but also for industrial applications, for example in chip Manufacturing for computers, great importance. The extreme Purification of the sample water and if necessary The acidifying liquid is also present in these systems therefore necessary because disruptive external inventory parts as noise level overlay the measurement result and the Reduce the sensitivity of the measurement.
Dabei gewinnen besonders solche Analysesysteme Bedeutung, welche im Gegensatz zu singulären Analyseverfahren eine kontinuierliche Bestimmung der Wasserinhaltsstoffe ermög lichen. Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist in der Veröffentlichung Stefan A. Huber und Fritz H. Frimmel "Flow Injection Analysis of Organic and Inorganic Carbon in the Low-ppb Range" in der Zeitschrift "Analytical Chemistry" 1991, 63, 2122-2130, beschrieben. Das dort angegebene Meßsystem ermöglicht die direkte und kontinuierliche Bestimmung von organischem Kohlenstoff und anorganischem Kohlenstoff im niedrigen µg/l Bereich.Such analysis systems are particularly important which, in contrast to singular analysis methods continuous determination of the water constituents possible lichen. A device of the type described above is in the publication Stefan A. Huber and Fritz H. Frimmel "Flow Injection Analysis of Organic and Inorganic Carbon in the Low-ppb Range "in the magazine "Analytical Chemistry" 1991, 63, 2122-2130. The measuring system specified there enables direct and continuous determination of organic carbon and inorganic carbon in the low µg / l range.
In dieser Anlage wird in einem UV-Batch-Reaktor gereinig tes Reinstwasser zur Förderung der in das Reinstwasser eingetragenen Wasserprobe in einen Dünnfilmreaktor ange wendet. Ein weiterer UV-Batch-Reaktor dient zur Reinigung der Ansäuerungsflüssigkeit, die ebenfalls in den Dünn filmreaktor eingeleitet wird. In diesem Dünnfilmreaktor werden durch eine UV-Strahlungsquelle gasförmige und flüssige photochemische Reaktionsprodukte gebildet, aus denen mit Hilfe von UV- und IR-Detektoren durch eine Da tenverarbeitungseinheit die gewünschten Wasserinhalts stoffe quantitativ ermittelt werden können. In this system, cleaning takes place in a UV batch reactor ultrapure water for pumping into the ultrapure water entered water sample in a thin film reactor turns. Another UV batch reactor is used for cleaning the acidifying liquid, which is also in the thin film reactor is initiated. In this thin film reactor are gaseous and by a UV radiation source liquid photochemical reaction products formed from which with the help of UV and IR detectors through a da processing unit the desired water content substances can be determined quantitatively.
Die zur Erzeugung des zur Probenförderung erforderlichen Reinstwassers und der Ansäuerungsflüssigkeit verwendeten Batchreaktoren sind Apparaturen von erheblichen Abmessun gen und beträchtlichem Kostenaufwand.The necessary to generate the sample transport Ultrapure water and the acidifying liquid used Batch reactors are devices of considerable dimensions conditions and considerable expense.
Die Erfindung geht daher von der Aufgabenstellung aus, den gesamten Anlagenaufbau wesentlich verkleinert und da mit kostengünstiger zu gestalten und außerdem eine ent scheidende Verkürzung der Durchlaufzeit innerhalb der Meßanlage zu erreichen.The invention is therefore based on the task, the entire plant structure significantly reduced and there to design with less expensive and also an ent shortening the lead time within the To reach the measuring system.
Das Kennzeichnende der Erfindung wird darin gesehen, daß die Reinigungseinheit mindestens einen Rohrreaktor ent hält, welcher durch ein dünnes Rohr aus UV-durchlässigem Material zur Aufnahme der zu reinigenden Flüssigkeit ge bildet wird, und daß dieses Rohr innerhalb des Entladungsraumes des UV-Strahlers angeordnet ist. Eine zweckmäßige Weiterbildung kann dabei so aufgebaut sein, daß eine Ummantelung vorgesehen ist, welche den Raum um den Rohrreaktor und UV-Strahler umschließt. Eine solche Vorrichtung bietet hinsichtlich der Durchlaufzeit wesent liche Vorteile und ermöglicht eine Verkürzung des Probendurchlaufs von etwa 30 Stunden bei der eingangs be schriebenen vorbekannten Vorrichtung auf etwa eine Minute bei der erfindungsgemäßen Ausbildung. Außerdem wird durch den deutlich höheren Energieeintrag aus der UV-Strah lungsquelle ein höherer Wirkungsgrad der Anlage erreicht.The characteristic of the invention is seen in that the cleaning unit ent at least one tubular reactor which holds through a thin tube of UV-permeable Material to hold the liquid to be cleaned is formed, and that this tube within the Discharge space of the UV lamp is arranged. A Appropriate further training can be constructed in such a way that a casing is provided which surrounds the space encloses the tubular reactor and UV lamp. Such Device offers essential in terms of lead time advantages and enables a shortening of the Sample run of about 30 hours at the beginning previously known device to about a minute in the training according to the invention. In addition, through the significantly higher energy input from the UV beam a higher efficiency of the system.
Es kann dabei zweckmäßig sein, daß in der Ummantelung mindestens zwei Rohrreaktoren in Form von längserstreck ten dünnen Rohren zentral in Längsabschnitten des rohr förmigen UV-Strahlers angeordnet sind. Ein weiterer Vor teil läßt sich gegebenenfalls dadurch erreichen, daß der Rohrreaktor aus hochreinem Quarzglas (Kieselglas) besteht und in die rohrförmige Glaswandung des UV-Strahlers ein geschmolzen ist. Eine solche Anordnung vermeidet Strah lungsverluste der UV-Strahlung und gewährleistet eine op timale Ausnutzung der Strahlungsquelle.It may be appropriate that in the casing at least two tubular reactors in the form of a longitudinal extension th thin tubes centrally in longitudinal sections of the tube shaped UV lamp are arranged. Another before part can be achieved if necessary by the Tube reactor made of high-purity quartz glass (silica glass) and into the tubular glass wall of the UV lamp has melted. Strah avoids such an arrangement loss of UV radiation and ensures an op maximum utilization of the radiation source.
Die Ummantelung kann gegebenenfalls abgeschlossen, bevor zugt jedoch durchströmbar ausgebildet sein. Dadurch kann der durch den Ummantelungsbehälter gebildete Raum zusätz lich zur Bestrahlung fluider Medien verwendet werden.The sheathing can be completed before if necessary However, trains are designed to be flowable. This can the space formed by the casing container additional Lich used to irradiate fluid media.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform können in der Um mantelung zwei Rohrreaktoren zur Reinigung des Förderwas sers der Wasserprobe und der Ansäuerungsflüssigkeit in den beiden parallelen Schenkeln eines U-förmig abgewin kelten UV-Strahlers angeordnet sein. Der im Ummantelungs behälter vorhandene Raum wird vorteilhaft zur Reinigung des im Verfahrensablauf benötigten inerten Gases, insbe sondere Stickstoff verwendet.In a preferred embodiment, in order jacket two tube reactors for cleaning the pumped water sers of the water sample and the acidifying liquid in the two parallel legs of a U-shaped bend cold UV lamp can be arranged. The one in the jacket container available space becomes advantageous for cleaning of the inert gas required in the process, in particular special nitrogen used.
Das Rohr eines solchen zur Reinigung von Förderwasser und Ansäuerungsflüssigkeit verwendeten Rohrreaktors weist zweckmäßig eine lichte Weite unterhalb von 5 mm auf. Bei einem Rohrreaktor aus Quarzrohr wird eine Wandstärke von unterhalb von 3 mm bevorzugt.The pipe of such for the purification of pumped water and Acidifying liquid used tube reactor has expediently a clear width below 5 mm. At a tube reactor made of quartz tube has a wall thickness of preferred below 3 mm.
Die Länge des in den UV-Strahler eingebetteten und von diesem bestrahlten Rohrabschnitts liegt zweckmäßig unter halb von 100 cm.The length of the embedded in the UV lamp and of this irradiated pipe section is expediently below half of 100 cm.
Zur weiteren Verbesserung der Vorrichtung kann vorgesehen sein, daß in die Zuleitung der Wasserprobe zum Dünnfilm reaktor eine mit einem Bypass überbrückbare chromatogra phische Säule einschaltbar ist.To further improve the device can be provided be that in the feed line of the water sample to the thin film reactor a chromatogra which can be bypassed phical column can be switched on.
Obwohl in Verbindung mit der aus mindestens einem Rohrre aktor bestehenden Reinigungseinheit verschieden aufge baute Dünnfilmreaktoren zur Bildung der zu bestimmenden Reaktionsprodukte verwendet werden können, erscheint die Anwendung eines Dünnfilmreaktors vom Gräntzeltyp mit an der Gefäßinnenwand anliegenden, drehbaren Wisch- und Ver teilerelementen (DE-PS 25 15 604) besonders zweckmäßig. Durch die Kombination eines solchen Dünnfilmreaktors vom Gräntzeltyp mit einer die beschriebenen Rohrreaktoren enthaltenden Reinigungseinheit wird eine Vorrichtung zur qualitativen und quantitativen Erfassung organischer Was serinhaltsstoffe geschaffen, welche eine kontinuierliche Messung der einzelnen Inhaltsstoffe mit hoher Genauigkeit ermöglicht.Although in conjunction with that of at least one pipe existing cleaning unit differently built thin film reactors to form the to be determined Reaction products can be used, the appears Use of a thin film reactor from the Gräntzel type the rotatable wiping and ver divider elements (DE-PS 25 15 604) particularly useful. By combining such a thin film reactor from Bark type with one of the described tube reactors containing cleaning unit is a device for qualitative and quantitative recording of organic what Serin ingredients created, which is a continuous Measurement of the individual ingredients with high accuracy enables.
Die Oxidation erfolgt dabei zweckmäßig in einem offenen Dünnfilmreaktor, d. h. Druck, Temperatur und Volumen im Reaktor verändern sich nicht. Zur Oxidation ist zweck mäßig ein UV-Niederdruckstrahler in Verbindung mit einem Rohrreaktor aus hochreinem Quarzglas vorgesehen. Dadurch ist es möglich, für die Bestrahlung die kurzwellige Dop pellinie bei 185 nm zu nutzen. Dies ergibt ein höheres Oxidationspotential gegenüber konventionellen Oxidations mitteln. Auf die externe Zugabe eines Oxidationsmittels kann deshalb unter Umständen verzichtet werden. Die Oxi dation erfolgt rasch, da im Dünnfilmreaktor wenige Milli liter der Lösung auf einer relativ großen Fläche aufge tragen werden. Dies bedeutet Vorteile für die Oxidation, für die Austreibung des Kohlendioxids und für die Nach weisstärke. Zwischen dem UV-Strahler und der zu analysie renden Flüssigkeit besteht kein direkter Kontakt. Damit wird die Erblindung für den UV-Strahler ausgeschlossen. Der Dünnfilmreaktor reinigt sich selbst, wodurch eine Verunreinigung in der Regel ausgeschlossen werden kann. Partikel stören den Betrieb daher nicht. Die maximal zu erfassende Partikelgröße von 100 µm wird erfaßt. Damit kann sowohl der gelöste organisch gebundene Kohlenstoff (DOC) als auch der gesamte organisch gebundene Kohlen stoff (TOC) bestimmt werden.The oxidation is conveniently carried out in an open Thin film reactor, d. H. Pressure, temperature and volume in Reactor don't change. For the purpose of oxidation moderately a UV low pressure lamp in connection with a Tube reactor made of high-purity quartz glass is provided. Thereby it is possible to use the shortwave dop for radiation to use pellinie at 185 nm. This results in a higher one Oxidation potential compared to conventional oxidation average. On the external addition of an oxidizing agent can therefore be dispensed with under certain circumstances. The oxi dation takes place quickly, since a few milli liter of the solution on a relatively large area will wear. This means advantages for the oxidation, for the expulsion of carbon dioxide and for the night strength of wisdom. Between the UV lamp and the one to be analyzed There is no direct contact with the liquid. In order to blindness is excluded for the UV lamp. The thin film reactor cleans itself, causing a Contamination can usually be ruled out. Particles therefore do not interfere with the operation. The maximum too particle size of 100 µm is recorded. In order to can both the dissolved organically bound carbon (DOC) as well as the entire organically bound coal substance (TOC) can be determined.
Im Dünnfilmreaktor werden der anorganisch gebundene Kohlenstoff (TIC, DIC) und der organisch gebundene Koh lenstoff (TOC, DOC) getrennt. Dadurch entfällt ein Probenvorbehandlungsschritt. Beide Spezies lassen sich simultan bestimmen. Gesamtphosphor P und Gesamtstickstoff N können ebenfalls mit der Messung erfaßt werden. Im Reaktorausgang liegt der Gesamtphosphor P als Orthophos phat in leicht saurer Lösung vor. Der Gesamtstickstoff N liegt im Reaktorausgang wahrscheinlich als Nitrat vor. Das Nitrat kann durch einen UV-Detektor bei 210 nm direkt bestimmt werden, der Gesamtphosphor nach entsprechender Kopplungsreaktion.The inorganically bound are in the thin film reactor Carbon (TIC, DIC) and the organically bound Koh lenstoff (TOC, DOC) separated. This eliminates one Sample pre-treatment step. Both species can be determine simultaneously. Total phosphorus P and total nitrogen N can also be detected with the measurement. in the The total phosphorus P is located in the reactor outlet as Orthophos phat in a slightly acidic solution. The total nitrogen N is probably present as nitrate in the reactor outlet. The nitrate can be measured directly by a UV detector at 210 nm be determined, the total phosphorus according to Coupling reaction.
In die Zuleitung der Wasserprobe zum Dünnfilmreaktor kann gegebenenfalls zweckmäßig ein UV-Detektor eingeschaltet sein, welcher die Stoffe in der Originalprobe erfaßt, die im UV-Bereich absorbierende, delokalisierte Elektronensy steme enthalten.In the supply line of the water sample to the thin film reactor can if appropriate, a UV detector is expediently switched on which records the substances in the original sample, the Delocalized electron system absorbing in the UV range included.
Eine weitere Verbesserung läßt sich unter Umständen da durch erzielen, daß in die Zuleitung der Wasserprobe zum Dünnfilmreaktor ein Fluoreszenz-Detektor eingeschaltet ist.A further improvement can possibly be there by achieving that in the supply line of the water sample Thin film reactor turned on a fluorescence detector is.
Die Vorrichtung kann im einzelnen je nach ihrem Verwen dungszweck mit verschiedenen Komponenten aufgebaut sein.The device can be used in detail depending on its use purpose with different components.
In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Vorrichtung zur qualitativen und quantitativen Erfassung organischer Wasserinhaltsstoffe schematisch dargestellt; es zeigen: In the drawing are embodiments of the device for the qualitative and quantitative recording of organic Water constituents shown schematically; show it:
Fig. 1 Eine Reinstwasserüberwachungsanlage, Fig. 1 A Reinstwasserüberwachungsanlage,
Fig. 2 eine Abwasserüberwachungsanlage, Fig. 2 is a waste water monitoring system,
Fig. 3 eine Überwachungsanlage zur Überwachung der Trinkwasseraufbereitung, Fig. 3 shows a monitoring system for monitoring the treatment of drinking water,
Fig. 4 eine Überwachungsanlage zur Überwachung der Art und Menge organischer Inhaltsstoffe im Meerwas ser, Fig. 4 shows a monitoring system for monitoring the type and amount of organic ingredients in Meerwas ser,
Fig. 5 eine Anlage zur Analytik von hydrophilen orga nischen Wasserinhaltsstoffen allgemein, Fig. 5 is a system for the analysis of hydrophilic orgasmic African water constituents generally,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Anordnung mit zwei Rohrreaktoren, Fig. 6 shows a longitudinal section through an arrangement with two tubular reactors,
Fig. 7 einen Querschnitt durch diese Anordnung längs der Linie VI-VI in Fig. 6. Fig. 7 shows a cross section through this arrangement taken on the line VI-VI in Fig. 6.
In der in Fig. 1 dargestellten Anlage zur Reinstwasser überwachung können TOC und TIC bestimmt werden. Eine Probe 1 steht mit einem Einsatzschieber 5 in Verbindung, welcher diese Probe in eine Reinstwasserströmung aus dem Behälter 2 einträgt. Die Reinstwasserströmung aus dem Be hälter 2 wird in einem Rohrreaktor 6 gereinigt. Ein wei terer Rohrreaktor 7 dient zur Reinigung der aus dem Be hälter 3 zuströmenden Ansäuerungsflüssigkeit mit pH-Wert 2. Aus dem Vorratsbehälter 4 wird Stickstoff abgegeben, im gemeinsamen Ummantelungsbehälter 26 der Rohrreaktoren 6, 7 durch die dort vorhandene UV-Strahlung zusätzlich gereinigt und zusammen mit der die Probe enthaltenden Reinstwasserströmung und mit der Ansäuerungsflüssigkeit einem Dünnfilmreaktor 8 zugeführt. Dieser Dünnfilmreaktor 8 ist vorzugsweise entsprechend der in der deutschen Pa tentschrift 25 15 604 dargestellten Ausführungsform als Gräntzeltyp aufgebaut. Die unter dem Einfluß der UV- Strahlung im Dünnfilmreaktor 8 gebildeten photochemischen Reaktionsprodukte werden mit Hilfe eines IR-Detektors 9 mit einem Meßbereich von 0 bis 10 ppm CO₂ und mit einem weiteren IR-Detektor 10 im gleichen Meßbereich bestimmt. In the system for ultrapure water monitoring shown in FIG. 1, TOC and TIC can be determined. A sample 1 is connected to an insert slide 5 , which enters this sample into a high-purity water flow from the container 2 . The ultrapure water flow from the loading container 2 is cleaned in a tubular reactor 6 . A white direct tubular reactor 7 is used to clean the acidifying liquid flowing from the container 3 with a pH of 2 . Nitrogen is released from the storage container 4 , additionally cleaned in the common casing container 26 of the tube reactors 6 , 7 by the UV radiation present there, and fed to a thin-film reactor 8 together with the ultrapure water flow containing the sample and with the acidifying liquid. This thin-film reactor 8 is preferably constructed in accordance with the embodiment shown in the German patent document 25 15 604 as a Gräntzel type. The photochemical reaction products formed under the influence of UV radiation in the thin film reactor 8 are determined with the aid of an IR detector 9 with a measuring range from 0 to 10 ppm CO₂ and with a further IR detector 10 in the same measuring range.
Eine Anlage zur Abwasserüberwachung ist in Fig. 2 darge stellt. Die nicht näher erläuterten Teile entsprechen denen der Fig. 1. In die Probenzuleitung vor dem Dünn filmreaktor 8 ist ein UV-Detektor 11 eingeschaltet. Aus dem Ablauf des Dünnfilmreaktors werden Stickstoff und Phosphor mit UV-Detektoren 12,13 bestimmt. Die Anlage er faßt die Parameter UV, TOC, N und P.A plant for wastewater monitoring is shown in Fig. 2 Darge. The parts not explained correspond to those of FIG. 1. In the sample feed line in front of the thin film reactor 8 , a UV detector 11 is switched on. Nitrogen and phosphorus are determined from the outlet of the thin film reactor using UV detectors 12, 13 . The system records the parameters UV, TOC, N and P.
Die Anlage nach Fig. 3 dient zur Überwachung der Trink wasseraufbereitung. Eine optimale Trinkwasseraufbereitung erfordert genaue Informationen über die Qualität des Roh wassers, insbesondere dort, wo Oberflächenwasser und an gereichertes Uferfiltrat aufbereitet werden. Dem Dünn filmreaktor 8 ist ein durch eine Überbrückungsleitung 14 überbrückbares chromatographisches Trennsystem 15 vorge schaltet. Erfaßt werden die Parameter UV und DOC. An che mischen Substanzgruppen können über das spezifische chro matographische Trennsystem 15, Fe/Al-Hydroxide, Humin stoffe, Polysacharide und gegebenenfalls auch Proteine (Peptide, Aminosäuren) summarisch erfaßt und näherungs weise quantifiziert werden.The plant of Fig. 3 is used to monitor drinking water treatment. Optimal drinking water treatment requires precise information about the quality of the raw water, especially where surface water and enriched bank filtrate are treated. The thin film reactor 8 is switched by a bridging line 14 bridgeable chromatographic separation system 15 . The parameters UV and DOC are recorded. Chemical groups of substances can be summarized and approximately quantified using the specific chromatographic separation system 15 , Fe / Al hydroxides, humic substances, polysaccharides and optionally also proteins (peptides, amino acids).
Die in Fig. 4 dargestellte Anlage zur Bestimmung der Art und Menge organischer Inhaltsstoffe in Meerwasser ent spricht in ihrem Aufbau der Anordnung nach Fig. 2, wobei jedoch zusätzlich in die Probenzuleitung zum Dünnfilmre aktor 8 ein chromatographisches Trennsystem 15 einge schaltet ist. Ferner ist am Dünnfilmreaktor 8 zusätzlich zum IR-Detektor 9 ein weiterer IR-Detektor 16 vorgesehen. Erfaßt werden die Parameter UV, DOC, DIC, P und N. Mit Hilfe der chromatographischen Trennung werden zusätzlich die chemischen Substanzklassen Huminstoffe, Polysacharide und gegebenenfalls auch Proteine (Peptide, Aminosäuren) summarisch erfaßt. The plant shown in Fig. 4 for determining the type and amount of organic ingredients in sea water ent speaks in its structure of the arrangement according to Fig. 2, but in addition to the sample feed line to the thin film actuator 8, a chromatographic separation system 15 is switched on. Furthermore, a further IR detector 16 is provided on the thin film reactor 8 in addition to the IR detector 9 . The parameters UV, DOC, DIC, P and N are recorded. With the help of chromatographic separation, the chemical substance classes humic substances, polysaccharides and possibly also proteins (peptides, amino acids) are also summarized.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Anlage handelt es sich um eine Forschungsanlage für die Grundlagenforschung und alle angewandten Forschungsgebiete, die sich mit der Ana lytik von hydrophilen organischen Wasserinhaltsstoffen befassen. Die chromatographische Säule 15 ist durch die Überbrückungsleitung 14 überbrückbar. Aus dem Auslaß des Dünnfilmreaktors 8 werden Phosphor, Stickstoff und zu sätzlich Metalle bestimmt. Erfaßt werden unter Umgehung der chromatographischen Säule 15 die Parameter TOC, POC (partikulärer Anteil), DOC, HOC (hydrophiler Anteil), UV- VIS, Fluoreszenz - mit Hilfe eines zusätzlichen Fluores zenz-Detektors 17 -, TIC, DIC, P und N. Im chromatogra phischen Betrieb können neben den chemischen Substanz klassen Fe/Al-Hydroxide, Huminstoffe, Polysacharide und Proteine (Aminosäuren) auch die Bindungsformen von N, P und den Metallen bestimmt werden.In the embodiment shown in Fig. 5 system, it is a research facility for basic research and applied research all the lytik with the Ana deal of hydrophilic organic substances in water. The chromatographic column 15 can be bridged by the bypass line 14 . From the outlet of the thin film reactor 8 , phosphorus, nitrogen and additional metals are determined. Bypassing the chromatographic column 15, the parameters TOC, POC (particulate fraction), DOC, HOC (hydrophilic fraction), UV-VIS, fluorescence - with the aid of an additional fluorescence detector 17 -, TIC, DIC, P and N are detected In addition to the chemical substance classes Fe / Al hydroxides, humic substances, polysaccharides and proteins (amino acids), the binding forms of N, P and the metals can also be determined in the chromatographic operation.
Die Auswertung der Meßdaten erfolgt bei sämtlichen Anla gen mit Hilfe einer digitalen Recheneinheit.The measurement data is evaluated in all systems conditions with the help of a digital computing unit.
Ein Ausführungsbeispiel einer zur Reinigung des Förder wassers und der Ansäuerungsflüssigkeit vorteilhaft ver wendbaren Rohrreaktoranordnung mit zwei Rohrreaktoren ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Diese zeigen einen Ummantelungsbehälter 18, welcher einen Einlaß 19 und einen Auslaß 20 aufweist. Im Inneren des Ummantelungsbe hälters 18 befindet sich ein U-förmig abgebogener Queck silber-Niederdruckstrahler 21, mit zwei rohrförmigen, pa rallelen Schenkeln 22, 23. Zentral in den beiden längser streckten Schenkeln 22, 23 ist jeweils als Rohrreaktor ein dünnes Rohr 24, 25 aus hochreinem Quarzglas (Wandstärke kleiner als 1,5 mm, lichte Weite kleiner als 5 mm) angeordnet, welche von den zu bestrahlenden Flüs sigkeiten, nämlich vom Förderwasser und von der An säuerungsflüssigkeit, durchströmt werden.An embodiment of a for cleaning the delivery water and the acidifying liquid advantageous ver usable tubular reactor arrangement with two tubular reactors is shown in FIGS. 6 and 7. These show a casing container 18 which has an inlet 19 and an outlet 20 . Inside the Ummantelungsbe container 18 is a U-shaped bent mercury low-pressure lamp 21 , with two tubular, pa parallel legs 22 , 23rd A thin tube 24 , 25 made of high-purity quartz glass (wall thickness less than 1.5 mm, clear width less than 5 mm) is arranged centrally as a tube reactor in the two longer legs 22 , 23 , which liquids from the liquids to be irradiated, namely from the pumped water and from the acidifying liquid.
Der Ummantelungsbehälter 18 aus Weichglas ist mit den dünnen Rohren 24, 25 stirnseitig verschmolzen, und ebenso besteht eine Schmelzverbindung zwischen dem Sockel des Quecksilber-Niederdruckstrahlers 21 an der Stirnseite des Ummantelungsbehälters 18.The casing container 18 made of soft glass is fused to the end with the thin tubes 24 , 25 , and there is also a melt connection between the base of the low-pressure mercury lamp 21 on the end face of the casing container 18 .
Durch den Einlaß 19 kann gegebenenfalls zweckmäßig ein im Verfahren benötigtes Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, eingeleitet werden, welches an dem Auslaß 20 des Ummante lungsbehälters 18 wieder abgezogen und in hochreinem Zu stand in den Dünnfilmreaktor eingeleitet wird.Through the inlet 19 , an inert gas, preferably nitrogen, which is required in the process may optionally be introduced, which is withdrawn again at the outlet 20 of the casing 18 and in a highly pure state is introduced into the thin film reactor.
In der praktischen Anwendung sind verschiedenartige Ge staltungen der Rohrreaktoranordnung möglich und gegebe nenfalls zweckmäßig. So können beispielsweise für das Förderwasser, die Ansäuerungsflüssigkeit und den Stick stoff drei räumlich trennte Rohrreaktoren mit jeweils zu geordneten UV-Strahlern angewendet werden. Wesentlich für die sichere Wirkung bleibt jedoch für alle Ausführungs formen die Voraussetzung, daß der Rohrreaktor durch ein dünnes Rohr aus UV-durchlässigem Material zur Aufnahme der die oxidierbaren Anteile enthaltenden Flüssigkeit ge bildet wird und daß dieses Rohr innerhalb des Entla dungsraumes des UV-Strahlers, d. h. im unmittelbaren Ein wirkungsbereich einer Gasentladung, angeordnet ist.Various types of Ge are in practical use Events of the tubular reactor arrangement possible and given if appropriate. For example, for the Conveying water, the acidifying liquid and the stick material three spatially separated tubular reactors each with orderly UV lamps are used. Essential for however, the safe effect remains for all execution form the requirement that the tubular reactor by a thin tube made of UV-permeable material for receiving of the liquid containing the oxidizable portions is formed and that this tube within the Entla space of the UV lamp, d. H. in the immediate on effective range of a gas discharge is arranged.
Anstelle der häufig gebrauchten Bezeichnung "Quarzglas" ist zweckmäßiger "Silikatanhydridglas" zu setzen.Instead of the frequently used term "quartz glass" is more appropriate to put "silicate anhydride glass".
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