DE19724014A1 - Apparatus to determine zero charge point of colloids and suspensions - Google Patents

Apparatus to determine zero charge point of colloids and suspensions

Info

Publication number
DE19724014A1
DE19724014A1 DE1997124014 DE19724014A DE19724014A1 DE 19724014 A1 DE19724014 A1 DE 19724014A1 DE 1997124014 DE1997124014 DE 1997124014 DE 19724014 A DE19724014 A DE 19724014A DE 19724014 A1 DE19724014 A1 DE 19724014A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
local
particles
temporal
change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1997124014
Other languages
German (de)
Other versions
DE19724014B4 (en
Inventor
Klaus Prof Dipl Chem Heckmann
Friedrich Dipl Chem Suchomel
Peter Fuchs
Original Assignee
Heckmann Klaus Prof Dr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heckmann Klaus Prof Dr filed Critical Heckmann Klaus Prof Dr
Priority to DE1997124014 priority Critical patent/DE19724014B4/en
Priority claimed from DE29719152U external-priority patent/DE29719152U1/en
Publication of DE19724014A1 publication Critical patent/DE19724014A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19724014B4 publication Critical patent/DE19724014B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electro-chemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • G01N33/1826Water organic contamination in water
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/24Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by observing the transmission of wave or particle radiation through the material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/36Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4696Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrophoresis

Abstract

Apparatus to determine the zero charge point of electrically- charged colloids and/or suspended particles in a fluid comprises an electrophoresis cell (1), a dosing meter, a measuring device and a data analyser. The fluid under investigation flows through the cell, where an electrostatic field is applied to the particles in the suspension. The dosing meter adds a charge-neutralising medium. The measuring device (9-16) determines alteration of particle density with time, preferably taken locally, in the fluid within the cell. The data processor (12) records this density variation as a function of neutraliser dosed, up to the point where it approaches zero. The remaining quantity of neutraliser needed to complete the neutralisation is extrapolated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen des Ladungsnullpunkts von elektrisch geladenen kol­ loidalen und/oder suspendierten Teilchen in einem Fluid.The invention relates to a method and a device for Determining the zero point of charge of electrically charged col loidal and / or suspended particles in a fluid.

Um elektrisch geladene kolloidale und/oder suspendierte Teil­ chen aus Abwässern zu entfernen, werden dem Abwasser ionische Flockungsmittel zugesetzt, so daß die Teilchen neutralisiert und ausgeflockt werden. Im allgemeinen sind die kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen elektrisch negativ geladen, so daß man als Flockungsmittel Poly-Kationen-Flockungsmittel ver­ wendet; jedoch können die Teilchen auch positiv geladen sein, in welchem Falle das Flockungsmittel ein Poly-Anionen-Flockungs­ mittel ist.To electrically charged colloidal and / or suspended part If the water is removed from the waste water, the waste water becomes ionic Flocculant added so that the particles are neutralized and be flocculated. Generally the colloidal ones and / or suspended particles electrically negatively charged, so that ver as a flocculant poly cation flocculant turns; however, the particles can also be positively charged, in which case the flocculant is a poly anion flocculant is medium.

Eine wesentliche Problematik bei der Ausflockung mit ionischen Flockungsmitteln besteht darin, daß die Menge des zuzusetzen­ den Flockungsmittels äußerst kritisch ist, da ein optimales Ausflocken nur dann erreicht wird, wenn gerade soviel Flockungsmittel zugesetzt wird, wie zur Neutralisierung aller elektrisch geladenen Teilchen in dem Abwasser erforderlich ist. Nicht nur dann, wenn dem Abwasser zuwenig Flockungsmittel zugesetzt wird, sondern auch dann, wenn zuviel Flockungsmittel zugesetzt wird, bleibt ein Teil der geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen im Abwasser zurück. Während im er­ steren Fall das Flockungsmittel zur Neutralisierung nicht aus­ reicht, kommt es im letzteren Fall zu einer Wiederaufladung oder Resuspendierung der kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen durch den Überschuß an ionischem Flockungsmittel.An essential problem in the flocculation with ionic Flocculant is that the amount of added the flocculant is extremely critical, as an optimal Flocculation is only achieved when there is just so much flocculant is added, as to neutralize all electrically charged particles in the wastewater required is. Not only if there is not enough flocculant in the waste water is added, but also when too much flocculant is added, part of the charged colloidal and / or remains suspended particles in the wastewater. While im he the flocculant does not fail to neutralize is sufficient, the latter will be recharged  or resuspending the colloidal and / or suspended Particles due to the excess of ionic flocculant.

Daher führt ein Überschuß an Flockungsmittel nicht nur zu einem übermäßigen Verbrauch an Flockungsmittel und damit zu ei­ ner Verteuerung der Abwasserbehandlung, sondern darüber hinaus auch zu einem nur mäßig bis schlecht gereinigten Abwasser, was unbedingt vermieden werden sollte.Therefore, an excess of flocculant does not only result in one excessive consumption of flocculant and thus to egg ner more expensive wastewater treatment, but beyond also to only moderately to poorly cleaned wastewater, what should definitely be avoided.

Eine Ausflockung von elektrisch geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen in Abwässern erfordert es also, sowohl was den Verbrauch an Flockungsmittel als auch das Ausmaß der Reinigung des Abwassers von den Teilchen anbetrifft, daß genau soviel Flockungsmittel zu dem Abwasser hinzugegeben wird, wie nötig ist, damit gerade alle Teilchen elektrisch neutralisiert werden, d. h. der Ladungsnullpunkt der Teilchen gerade erreicht oder das sogenannte ζ-Potential zu Null gemacht wird, d. h. ζ = 0 mV. Eine solche genaue Dosierung war bisher problematisch und erforderte einen relativ hohen meß- und steuerungstechni­ schen Aufwand.A flocculation of electrically charged colloidal and / or suspended particles in wastewater so it requires both what the consumption of flocculant as well as the extent of Purification of the waste water from the particles affects that exactly as much flocculant is added to the waste water as is necessary so that all particles are electrically neutralized become, d. H. the particle's zero point of charge has just been reached or the so-called ζ potential is made zero, d. H. ζ = 0 mV. Such precise dosing has been problematic up to now and required a relatively high level of measurement and control technology effort.

Die vorstehende Problematik besteht natürlich nicht nur bei Abwässern, sondern überall dort, wo elektrisch geladene kol­ loidale und/oder suspendierte Teilchen aus einem Fluid durch Zugeben eines ladungsneutralisierenden Mittels eliminiert wer­ den sollen.Of course, the above problem does not only apply to Sewage, but wherever electrically charged col loidal and / or suspended particles from a fluid through Adding a charge neutralizing agent eliminates who that should.

Aufgabe der Erfindung ist es daher insbesondere, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen des Ladungsnullpunkts von elektrisch geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teil­ chen in einem Fluid zur Verfügung zu stellen, die es in ver­ hältnismäßig einfacher und zugleich sehr zuverlässiger Weise ermöglichen, die elektrisch geladenen Teilchen optimal zu neu­ tralisieren.The object of the invention is therefore in particular a method and means for determining the charge zero of electrically charged colloidal and / or suspended part Chen to provide in a fluid that it in ver relatively simple and at the same time very reliable way enable the electrically charged particles to be optimally new tralize.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches erfin­ dungsgemäß folgende Verfahrensschritte umfaßt:
This object is achieved with a method which, according to the invention, comprises the following method steps:

  • (a) Anwenden eines elektrostatischen Felds auf die Teilchen in dem Fluid, vorzugsweise einer Flüssigkeit;(a) Apply an electrostatic field to the particles in the fluid, preferably a liquid;
  • (b) Zugeben eines ladungsneutralisierenden Mittels (Neutrali­ sierungsmittel) zu dem Fluid;(b) adding a charge neutralizing agent (neutral sierungsmittel) to the fluid;
  • (c) Bestimmen der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteän­ derung der Teilchen des sich innerhalb des elektrostati­ schen Felds befindenden Fluids;(c) determining the, preferably local, temporal density change in the particles within the electrostati field fluids;
  • (d) Ermitteln der Abhängigkeit des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteänderung von der zugegebenen Neutralisierungsmittelmenge bis in den Bereich, in wel­ chem sich die, vorzugsweise lokale, zeitliche Dichteände­ rung dem Wert Null nähert; und(d) determining the dependence of the course of the, preferably local, temporal change in density from the added Amount of neutralizing agent in the range in which chem, the, preferably local, temporal density changes tion approaches zero; and
  • (e) Extrapolieren des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteänderung zu deren Wert Null und dadurch Ermitteln der bis zur vollständigen Neutralisierung der Teilchen noch zuzugebenden Neutralisierungsmittelmenge.(e) extrapolating the course of the, preferably local, temporal density change to their value zero and thereby Determine the until the neutralization of the Particles of neutralizing agent to be added.

Wie im Rahmen der Entwicklungsarbeiten festgestellt wurde, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, ändert sich das ζ-Potential von elektrisch geladenen kolloidalen und/oder sus­ pendierten Teilchen im Bereich des Ladungsnullpunkts auf ein­ fache und monotone Weise in Abhängigkeit von der Menge des zu­ gegebenen Flockungsmittels. Wenn demgemäß der Kurvenverlauf, d. h. der Verlauf der lokalen zeitlichen Dichteänderung, in Ab­ hängigkeit von der zugegebenen Neutralisierungsmittelmenge bis nahe an den Nullpunkt ermittelt wird, dann läßt sich der Null­ punkt selbst durch Extrapolation dieser sogenannten Titrati­ onskurve mit großer Genauigkeit vorausberechnen, wodurch man die bis zur optimalen Ausflockung noch erforderliche Menge an Neutralisierungsmittel, d. h. vorliegend an Ausflockungsmittel, erhält. As stated in the development work, the have led to the present invention, the ζ potential changes of electrically charged colloidal and / or sus particles in the area of the charge zero point fold and monotonous way depending on the amount of given flocculant. Accordingly, if the course of the curve, d. H. the course of the local temporal change in density, in Ab depending on the amount of neutralizing agent added to is determined close to the zero point, then the zero can be point itself by extrapolating these so-called titrati Predict on curve with great accuracy, so that one the amount still required until optimal flocculation Neutralizing agent, d. H. in the case of flocculants, receives.  

Nach den Testergebnissen, die im Rahmen der Erfindung durchge­ führt wurden, reichen hierfür im allgemeinen fünf Meßpunkte der Titrationskurve aus.According to the test results, which are carried out within the scope of the invention five measurement points are generally sufficient for this the titration curve.

Mit der Erfindung wird der elektrische Ladungszustand der kol­ loidalen und/oder suspendierten Teilchen direkt aufgrund ihrer elektrophoretischen Wanderungsgeschwindigkeit bestimmt, indem die lokale Dichteänderung in dem elektrostatischen Feld in Ab­ hängigkeit von der zugegebenen Menge an Neutralisierungs- bzw. Flockungsmittel ermittelt wird.With the invention, the electrical charge state of the col loidal and / or suspended particles directly due to their electrophoretic migration rate determined by the local density change in the electrostatic field in Ab depending on the amount of neutralization or Flocculant is determined.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die lokale Dichteänderung mittels Strahlung vorzugsweise optisch, durch Ermittlung der, bevorzugt lokalen, zeitlichen Änderung dT/dt der Transmission T und/oder der zeitlichen Änderung dR/dt der Reflexion R des Fluids bestimmt, wobei im allgemeinen das Ermitteln der zeitlichen Änderung der Transmission T bevorzugt wird, aber in bestimmten Fällen auch das Ermitteln der zeitlichen Änderung der Reflexion zu bevor­ zugen sein kann, was jeweils von der Art der Teilchen und/oder des Fluids abhängt.In a preferred embodiment of the invention The local density change by means of radiation is used preferably optically, by determining the, preferably local, temporal change dT / dt of the transmission T and / or the changes in time dR / dt of the reflection R of the fluid, generally determining the change in time of the Transmission T is preferred, but in certain cases also determining the change in reflection over time before can be drawn, depending on the type of particles and / or depends on the fluid.

Die Strahlung kann jede für das jeweilige Fluid und die jewei­ ligen kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen geeignete Art von Energie- oder Teilchenstrahlung sein, wie z. B. sicht­ bare oder unsichtbare elektromagnetische Strahlung, UV-Strahlung, sichtbares Licht, IR-Strahlung, etc.The radiation can each for the respective fluid and the jewei suitable colloidal and / or suspended particles Be kind of energy or particle radiation, such as B. view invisible or invisible electromagnetic radiation, UV radiation, visible light, IR radiation, etc.

Eine besonders bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die zeitliche Ände­ rung der Transmission und/oder Reflexion eines Laserstrahls oder mehrerer Laserstrahlen durch das die Teilchen enthaltende Fluid bestimmt wird, wobei vorzugsweise diese Änderung in der Nähe von wenigstens einer von zwei Elektroden bestimmt wird, mittels deren das elektrische Feld angewandt wird. A particularly preferred embodiment of the invention The process is characterized in that the changes over time tion of the transmission and / or reflection of a laser beam or more laser beams through the one containing the particles Fluid is determined, preferably this change in the Proximity of at least one of two electrodes is determined, by means of which the electric field is applied.  

Um eine hohe Genauigkeit zu erhalten, wird vorzugsweise die lokale Dichteänderung bzw. Transmissionsänderung dT/dt abwech­ selnd oder simultan in der Nähe der einen und der anderen der beiden Elektroden bestimmt, wobei das elektrostatische Feld gegebenenfalls, vorzugsweise periodisch, umgepolt werden kann. Das Umpolen des elektrischen Felds kann synchron mit dem Ab­ wechseln der Bestimmung der lokalen Dichteänderung in der Nähe der einen und der anderen Elektrode erfolgen.In order to obtain high accuracy, the local density change or transmission change dT / dt alternate selectively or simultaneously near one and the other of the determined two electrodes, the electrostatic field optionally, preferably periodically, can be reversed. The polarity reversal of the electric field can be synchronized with the Ab change the determination of the local density change in the vicinity one and the other electrode.

Um eine Verfälschung der Meßergebnisse durch Gase zu verhin­ dern, die in der Nähe des Meßorts an der Elektrode elektroly­ tisch abgeschieden werden, wird bevorzugt zwischen der jewei­ ligen Elektrode und dem Meßort eine für die Teilchen undurch­ lässige, jedoch für den elektrischen Strom durchlässige Mem­ brane angeordnet.In order to prevent the measurement results from being falsified by gases those who electroly near the measuring point on the electrode table, is preferred between the respective lige electrode and the measuring location one for the particles impermeable casual but permeable to the electric current brane arranged.

Die Erfindung ist nicht nur zum Ausflocken von Teilchen, son­ dern ganz generell zur Titration geeignet.The invention is not only for flocculating particles, son generally suitable for titration.

Die mit der Erfindung zur Verfügung gestellte Einrichtung zum Bestimmen des Ladungsnullpunkts von elektrisch geladenen kol­ loidalen und/oder suspendierten Teilchen in einem Fluid, vor­ zugsweise einer Flüssigkeit, zeichnet sich aus durch:
The device provided by the invention for determining the zero point of charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles in a fluid, preferably a liquid, is characterized by:

  • (a) eine von dem Fluid durchströmbare Elektrophoresezelle zum Anwenden eines elektrostatischen Felds auf die Teilchen in dem Fluid,(a) an electrophoresis cell through which the fluid can flow Apply an electrostatic field to the particles in the fluid,
  • (b) eine Dosiereinrichtung zum Zugeben eines ladungsneutrali­ sierenden Mittels (Neutralisierungsmittel) zu dem Fluid;(b) a metering device for adding a charge neutral neutralizing agent to the fluid;
  • (c) eine Meßeinrichtung zum Bestimmen der, vorzugsweise loka­ len, zeitlichen Dichteänderung der Teilchen in dem sich innerhalb der Elektrophoresezelle befindenden Fluid;(c) a measuring device for determining the, preferably loca len, temporal change in density of the particles in the fluid within the electrophoresis cell;
  • (d) eine Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise eine Aufzeichnungs- und/oder Speichereinrichtung, zum Aufneh­ men des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteänderung in Abhängigkeit von der zugegebenen Neu­ tralisierungsmittelmenge bis in den Bereich hinein, in welchem sich die, vorzugsweise lokale, zeitliche Dichte­ änderung dem Wert Null nähert.(d) a data processing device, for example a Recording and / or storage device, for recording  men of the course of the, preferably local, temporal Density change depending on the added new amount of agent up to the area in which is the, preferably local, temporal density change approaches zero.

Die Datenverarbeitungseinrichtung hat bevorzugt auch die Funk­ tion einer Extrapolationseinrichtung zum Extrapolieren des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteänderung zu deren Wert Null und dadurch zum Ermitteln der bis zur voll­ ständigen Neutralisierung der Teilchen noch zuzugebenden Neu­ tralisierungsmittelmenge.The data processing device preferably also has the radio tion of an extrapolation device for extrapolating the Course of the, preferably local, temporal change in density to their value zero and thus to determine the full constant neutralization of the particles still to be added amount of agent.

Demgemäß kann eine einzige Datenverarbeitungseinrichtung als Aufzeichnungs- und/oder Speicher- sowie Extrapolationseinrich­ tung zum integrierten Ausführen des Aufzeichnens, Speicherns und Extrapolierens vorgesehen sein, vorzugsweise ein Rechner mit einem für die vorgenannten Funktionen gemeinsamen Pro­ gramm, so daß die Extrapolation in dem Rechner über ein mathe­ matisches Unterprogramm ausgeführt wird, welches Teil des ge­ samten Datenverarbeitungsprogramms für die Meßwerte ist.Accordingly, a single data processing device can be used as Recording and / or storage and extrapolation device device for integrated execution of the recording, saving and extrapolating, preferably a computer with a pro common for the aforementioned functions grams, so that the extrapolation in the computer over a math matic subroutine is executed, which part of the ge entire data processing program for the measured values.

Als Meßeinrichtung ist bevorzugt eine optische Einrichtung zum Ermitteln der lokalen zeitlichen Änderung dT/dt bzw. dR/dt der Transmission T und/oder der Reflexion R des Fluids vorgesehen, die besonders bevorzugt eine Lasereinrichtung ist, welche eine hochgenaue lokale Bestimmung von dT/dt bzw. dR/dt ermöglicht.An optical device for measuring is preferred Determine the local temporal change dT / dt or dR / dt der Transmission T and / or the reflection R of the fluid are provided, which is particularly preferably a laser device which a enables highly precise local determination of dT / dt or dR / dt.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung so aufge­ baut, daß ein Laserstrahl oder mehrere simultane Laserstrahlen der Lasereinrichtung das Fluid in der Elektrophoresezelle in der Nähe von einer oder beiden Elektroden derselben, d. h. der Kathode bzw. Anode, transmissiv und/oder reflexiv durchsetzt bzw. durchsetzen.The device according to the invention is preferably opened in this way builds one laser beam or multiple simultaneous laser beams the fluid in the electrophoresis cell in the laser device close to one or both electrodes thereof, i.e. H. of the Cathode or anode, transmissive and / or reflective or enforce.

Eine besonders vorteilhafter Ausführungsform zeichnet sich hierbei dadurch aus, daß eine Strahlumlenkeinrichtung zum Um­ lenken eines Laserstrahls zwischen einem ersten Verlauf, in welchem der Laserstrahl das Fluid in der Elektrophoresezelle in der Nähe der einen von zwei Elektroden transmissiv und/oder reflexiv durchsetzt, und einen zweiten Verlauf, in dem der La­ serstrahl das Fluid in der Elektrophoresezelle in der Nähe der anderen Elektrode transmissiv und/oder reflektiv durchsetzt, vorgesehen ist, wobei der Laserstrahl vorzugsweise parallel zu der Elektrode, in deren Nähe er die Elektrophoresezelle durch­ setzt, verläuft und bevorzugt eine Umschalteinrichtung zum Um­ polen des elektrostatischen Felds vorgesehen ist, deren Betä­ tigung mit derjenigen der Strahlungslenkeinrichtung synchroni­ siert ist.A particularly advantageous embodiment is distinguished thereby characterized in that a beam deflecting device for order  direct a laser beam between a first course, in which the laser beam carries the fluid in the electrophoresis cell near one of two electrodes transmissively and / or enforced reflexively, and a second course in which the La serstrahl the fluid in the electrophoresis cell near the other electrode transmissively and / or reflectively, is provided, the laser beam preferably parallel to the electrode near which he passes the electrophoresis cell sets, runs and preferably a switching device for switching Poland of the electrostatic field is provided, the Betä adjustment synchronized with that of the radiation control device is.

Die Möglichkeit, an zwei Elektroden (Kathode und Anode) bzw. Membranen entlang derselben die Transmission zu messen oder in der Zone vor einer Elektrode bzw. Membran die Reflexion zu messen, läßt sich also - wie in der Zeichnung gezeigt - mit einem einzigen Laser und einem Umlenkblock bewerkstelligen. Jedoch können für denselben Zweck auch zwei Laser ohne Umlenk­ block oder zwei Laserdioden, die billiger sind als Laser, ver­ wendet werden, oder zwei Laserstrahlen, die durch einen Strahlteiler aus einem Laserstrahl erzeugt werden.The possibility of using two electrodes (cathode and anode) or Membranes along the same to measure transmission or in the reflection in front of an electrode or membrane can be measured - as shown in the drawing - with a single laser and a deflection block. However, two lasers without deflection can also be used for the same purpose block or two laser diodes that are cheaper than lasers, ver be used, or two laser beams through one Beam splitters are generated from a laser beam.

Bei Verwendung von zwei simultanen Laserstrahlen in der Nähe von je einer der Elektroden (Kathode und Anode) ist eine Umpo­ lung des elektrostatischen Felds nicht notwendig. Wenn nämlich auf diese Weise mit zwei Laserstrahlen simultan gemessen wird, findet man an der einen Elektrode bzw. Membran wegen Abwande­ rung der Teilchen eine Zunahme der Transmission, an der ande­ ren, gegenpoligen Elektrode, wegen der Zuwanderung der Teil­ chen eine Abnahme der Transmission. Da die Teilchen im natür­ lichen Zustand zwar meist negativ geladen sind, aber durchaus einmal positiv geladen sein können, ist es ebenfalls gut, si­ multan mit zwei Meßstrecken arbeiten zu können; man braucht dann also nicht umzupolen. When using two simultaneous laser beams nearby one of the electrodes (cathode and anode) is one umpo the electrostatic field is not necessary. If namely is measured simultaneously with two laser beams in this way, can be found on one electrode or membrane due to variations of the particles an increase in transmission, at the other Ren, opposite pole electrode, because of the immigration of the part Chen a decrease in transmission. Since the particles in the natural are usually negatively charged, but definitely once positively charged, it is also good to to be able to work multan with two measuring sections; you need then not to change the polarity.  

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich on-line betreiben, so daß es in vorteilhafter Weise möglich ist, die Dosierein­ richtung für das Neutralisierungs- bzw. Flockungsmittel durch die Extrapoliereinrichtung derart zu steuern, daß das Neutra­ lisierungs- bzw. Flockungsmittel durch die Dosiereinrichtung genau bis zum Erreichen des Ladungsnullpunkts durch die elek­ trisch geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen zugegeben wird.The device according to the invention can be operated on-line, so that it is advantageously possible to dose direction for the neutralizing agent or flocculant to control the extrapolator such that the neutra lizing or flocculant through the metering device exactly until the charge zero is reached by the elec trically charged colloidal and / or suspended particles is added.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer besonders bevor­ zugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung erläutert, die eine Einrichtung nach der Erfindung für die besonders bevor­ zugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausflocken von kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen aus Abwäs­ sern schematisch veranschaulicht.The invention is based on a particularly before preferred embodiment of the device according to the invention Explained with reference to the only figure of the drawing which a device according to the invention for the particularly before preferred application of the method according to the invention for flocculation of colloidal and / or suspended particles from waste water schematically illustrated.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung zum Bestimmen des Ladungsnullpunkts von elektrisch geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen weist eine Elektrophoresezelle 1 auf, in der zwischen zwei einander gegenüberliegenden gegen­ poligen und vorzugsweise parallel zueinander ausgerichteten Elektroden 2 und 3 im so gebildeten Meßraum 4 ein elektrosta­ tisches Feld erzeugt wird, in welchem sich das die kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen enthaltende Fluid befindet, wobei aus Gründen der vereinfachten Darstellung die elektri­ sche Spannungsquelle, mit denen die Anschlüsse 5 und 6 der Elektroden 2, 3 verbunden sind, ebenso wie das Fluid, nicht gezeigt sind.The device shown in the drawing for determining the zero point of charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles has an electrophoresis cell 1 , in which two electrostatic tables in the measuring space 4 thus formed between two opposing electrodes 2 and 3, which are preferably parallel to one another Field is generated in which the fluid containing the colloidal and / or suspended particles is located, the electrical voltage source to which the connections 5 and 6 of the electrodes 2 , 3 are connected, as well as the fluid, for the sake of simplification, are not shown.

Dem Fluid, welches in das elektrostatische Feld 4 eingeleitet worden ist, wird vorher mittels einer nicht gezeigten Do­ siereinrichtung Neutralisierungsmittel unter intensiver Vermi­ schung mit dem Fluid zugesetzt, und zwar wird vorzugsweise das Neutralisierungsmittel in einer bestimmten Menge pro Zeitein­ heit zugesetzt, so daß sich eine entsprechende Änderung der lokalen Transmissionsänderung dT/dt in der Elektrophoresezelle 1 ergibt. Es ist jedoch auch möglich, das Neutralisierungs- bzw. Flockungsmittel chargenweise zuzusetzen.The fluid which has been introduced into the electrostatic field 4 is previously added by means of a dosing device, not shown, neutralizing agent with intensive mixing with the fluid, and preferably the neutralizing agent is added in a certain amount per unit of time, so that a corresponding change in the local transmission change dT / dt in the electrophoresis cell 1 results. However, it is also possible to add the neutralizing agent or flocculant in batches.

Beispielsweise kann sich das Fluid in Abwassertanks oder -becken befinden, in denen das Neutralisierungs- bzw. Flockungs­ mittel zugeführt und mit dem Fluid vermischt wird und aus de­ nen ein Meßstrom des Fluids durch die Elektrophoresezelle 1 gepumpt wird, wobei jedoch die von der Elektrophoresezelle ge­ bildete Meßkammer während der Messung nicht durchströmt wird. Die Strömung wird vielmehr vor der Messung abgeschaltet, weil die Strömung Konvektion und damit Rühreffekte vor den Elektro­ den bzw. Membranen bewirken kann, die dann theoretisch die An- und Abreicherung der Teilchen vor den Elektroden bzw. Membra­ nen stören.For example, the fluid can be located in waste water tanks or basins, in which the neutralizing or flocculating agent is supplied and mixed with the fluid and from which a measuring current of the fluid is pumped through the electrophoresis cell 1 , however, the ge of the electrophoresis cell formed measuring chamber is not flowed through during the measurement. The flow is rather switched off before the measurement, because the flow can cause convection and thus stirring effects in front of the electrodes or the membranes, which then theoretically interfere with the enrichment and depletion of the particles in front of the electrodes or membranes.

Vorzugsweise sind die Elektroden 2, 3 aus Platin hergestellt oder mit Platin beschichtet, und vom eigentlichen Meßraum 4, der bevorzugt als flacher Spalt ausgeführt ist, durch Membra­ nen 7, 8, sogenannte Ultrafiltrationsmembranen, getrennt, die für den elektrischen Strom durchlässig, jedoch für die gelade­ nen kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen undurchlässig sind. Diese Anordnung führt bei Anlegen des elektrostatischen Feldes zwischen den Elektroden 2, 3 und einem dadurch bewirk­ ten Stromfluß in der Elektrophoresezelle 1 zur Anreicherung der elektrisch geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen vor der dem Meßraum 4 zugewandten Oberfläche einer der beiden Membranen 7, 8, d. h. es kommt dort zu einer zuneh­ menden Trübung, deren zeitliche Änderung dT/dt mittels der nachfolgend beschriebenen Meßeinrichtung bestimmt wird.The electrodes 2 , 3 are preferably made of platinum or coated with platinum, and separated from the actual measuring space 4 , which is preferably designed as a flat gap, by membranes 7 , 8 , so-called ultrafiltration membranes, which are permeable to the electric current, but for the charged colloidal and / or suspended particles are impermeable. When the electrostatic field is applied between the electrodes 2 , 3 and a current flow thereby caused in the electrophoresis cell 1, this arrangement leads to the accumulation of the electrically charged colloidal and / or suspended particles in front of the surface of the two membranes 7 , 8 facing the measuring chamber 4 . ie there is an increasing turbidity, the change over time dT / dt is determined by means of the measuring device described below.

Die Meßeinrichtung umfaßt einen Laser 9, dessen Laserstrahl 10 durch Linsen 11, 12 und eine Blende 13 sowie eine Strahlumlen­ keinrichtung 14, die beispielsweise ein Plexiglasblock sein kann, so ausgerichtet wird, daß er wahlweise ganz nahe an der dem Meßraum 4 zugewandten Oberfläche der Membrane 6 (ausgezo­ gene Linie) oder der Membrane 7 (punktierte Linie und gestri­ chelt dargestellte Position der Strahlumlenkreinrichtung 14) durch die Elektrophoresezelle 1 hindurchgeht. Dann wird der Laserstrahl 10 durch eine weitere Linse 15 in einen Detektor 16 gerichtet, mit dem die zeitliche Änderung dT/dt der Trans­ parenz des Fluids in dem Meßraum 4 ermittelt wird.The measuring device comprises a laser 9 , the laser beam 10 through lenses 11 , 12 and an aperture 13 and a beam deflection device 14 , which can be a plexiglass block, for example, so that it is optionally very close to the measuring chamber 4 facing the surface of the membrane 6 (drawn line) or the membrane 7 (dotted line and dashed line shown position of the beam deflection device 14 ) passes through the electrophoresis cell 1 . Then the laser beam 10 is directed through a further lens 15 into a detector 16 with which the change in time dT / dt of the transparency of the fluid in the measuring space 4 is determined.

Anstelle der Strahlumlenkeinrichtung 14 kann auch ein Strahl­ teiler vorgesehen sein, der den Laserstrahl 10 in zwei simul­ tane Laserstrahlen aufspaltet, deren Verlauf den beiden obigen abwechselnden Laserstrahlen entspricht.Instead of the beam deflection device 14 , a beam splitter can also be provided which splits the laser beam 10 into two simultaneous laser beams, the course of which corresponds to the two alternating laser beams above.

Das Ausgangssignal dT/dt des Detektors 16 wird dem einen Ein­ gangsanschluß 18 einer Datenverarbeitungseinrichtung 22 zuge­ führt, deren anderem Eingangsanschluß 19 ein Signal von der nicht gezeigten Dosiereinrichtung zugeführt wird, welches die zu dem Fluid zugegebene Neutralisierungsmittelmenge repräsen­ tiert (entweder absolut oder pro Zeiteinheit), wobei die Da­ tenverarbeitungseinrichtung 22 die Funktion einer Aufzeich­ nungs- und/oder Speichereinrichtung 17 ausführt, die aus den genannten beiden Eingangssignalen den Verlauf der lokalen zeitlichen Dichte- bzw. Transmissionsänderung in Abhängigkeit von der zugegebenen Neutralisierungs- bzw. Flockungsmittelmen­ ge bis in den Bereich hinein, in welchem sich die lokale zeit­ liche Dichte- bzw. Transmissionsänderung dem Wert Null nähert, aufnimmt. Außerdem führt die Datenverarbeitungseinrichtung 22 die Funktion einer Extrapolationseinrichtung 20 aus, welche den Verlauf der lokalen zeitlichen Dichte- bzw. Transmissions­ änderung zu deren Wert Null extrapoliert und dadurch die bis zur vollständigen Neutralisierung bzw. Ausflockung der Teil­ chen noch zuzugebende Neutralisierungs- bzw. Flockungsmittel­ menge ermittelt, welche durch das am Ausgang 21 der Datenver­ arbeitungseinrichtung 22 ausgegebene Signal repräsentiert wird.The output signal dT / dt of the detector 16 is fed to the one input connection 18 of a data processing device 22 , the other input connection 19 of which is supplied with a signal from the metering device, not shown, which represents the amount of neutralizing agent added to the fluid (either in absolute terms or per unit of time). , wherein the data processing device 22 performs the function of a recording and / or storage device 17 which, from the two input signals mentioned, the course of the local temporal density or transmission change depending on the amount of neutralizing agent or flocculant added to the region into which the local temporal density or transmission change approaches zero. In addition, the data processing device 22 performs the function of an extrapolation device 20 which extrapolates the course of the local temporal density or transmission change to its value zero and thereby the amount of neutralizing or flocculant to be added until the particles are completely neutralized or flocculated determined which is represented by the signal output at the output 21 of the data processing device 22 .

Die Aufzeichnungs- und/oder Speichereinrichtung 17 und die Ex­ trapolationseinrichtung 20 sind also bevorzugt insgesamt ein Rechner, der den Verlauf von dT/dt in Abhängigkeit von der Zu­ gabe des Flockungsmittels aufnimmt, speichert und numerisch auf ζ = 0 extrapoliert.The recording and / or storage device 17 and the extrapolation device 20 are therefore preferably a computer overall, which records, stores and numerically extrapolates the course of dT / dt depending on the addition of the flocculant to ζ = 0.

Das Signal am Ausgang 21 kann dazu verwendet werden, die Do­ siereinrichtung so zu steuern, daß sie die Zugabe des Neutra­ lisierungs- bzw. Flockungsmittels genau in dem Augenblick stoppt, in welchem mit dem bis dahin zugegebenen Neutralisie­ rungs- bzw. Flockungsmittel der Ladungsnullpunkt der kolloida­ len und/oder suspendierten Teilchen in dem Fluid erreicht wird.The signal at the output 21 can be used to control the metering device in such a way that it stops the addition of the neutralizing or flocculating agent exactly at the moment in which the neutralization of the charge or the flocculating agent added up to that point colloidal and / or suspended particles in the fluid is reached.

Es sei darauf hingewiesen, daß in die Auswertung der optischen Signale keine weiteren theoretischen Überlegungen eingehen als die, daß - nach Berücksichtigung möglicher Sedimentationsef­ fekte - am Ladungsnullpunkt der Teilchen die Größe dT/dt Null sein muß.It should be noted that in the evaluation of the optical No further theoretical considerations than that - after considering possible sedimentation fects - the size dT / dt zero at the charge zero point of the particles have to be.

Um störende Sedimentationseffekte weitestgehend auszuschalten, ist der spaltförmige Meßraum 4 so angeordnet, daß die Dicken­ richtung des Spalts senkrecht verläuft, also der Spalt "flach­ liegt". Außerdem wird durch das Umpolen in Verbindung mit dem Umlenken des Laserstrahls eine Verfälschung der Meßergebnisse durch Sättigungseffekte ausgeschaltet.In order to eliminate disturbing sedimentation effects as far as possible, the slit-shaped measuring chamber 4 is arranged in such a way that the thickness direction of the slit runs vertically, ie the slit "lies flat". In addition, the polarity reversal in connection with the deflection of the laser beam eliminates any falsification of the measurement results due to saturation effects.

Ein vollautomatischer Betrieb der Einrichtung kann demgemäß derart erfolgen, daß das zu untersuchende Fluid der Elektro­ phoresezelle mittels einer Pumpe zugeführt wird, die automa­ tisch periodisch ein- und ausgeschaltet wird, so daß das Fluid beim Bestimmen des Ladungsnullpunkts jeweils stillsteht und anschließend sofort gegen neues Fluid ausgetauscht wird. Hier­ bei kann der zeitliche Abstand zwischen den automatisch ge­ steuerten Meßzyklen in Abhängigkeit von den ermittelten Meß­ werten so gesteuert werden, daß derselbe kürzer wird, wenn sich die Meßwerte dem Ladungsnullpunkt in einem vorbestimmten Maße genähert haben, so daß die Meßwerte in der Nähe des La­ dungsnullpunkts zeitlich dichter liegen als weiter entfernt vom Ladungsnullpunkt.A fully automatic operation of the facility can accordingly take place in such a way that the fluid to be examined is the electrical phoresis cell is supplied by a pump that automa is switched on and off periodically, so that the fluid stands still when determining the load zero and is then immediately replaced with new fluid. Here at can the time interval between the automatically ge controlled measuring cycles depending on the determined measurement values are controlled so that it becomes shorter when the measured values the charge zero point in a predetermined Have approached dimensions so that the measured values near the La zero point in time than further away from the cargo zero point.

Claims (23)

1. Verfahren zum Bestimmen des Ladungsnullpunkts von elektrisch geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teil­ chen in einem Fluid, umfassend:
  • (a) Anwenden eines elektrostatischen Felds auf die Teilchen in dem Fluid;
  • (b) Zugeben eines ladungsneutralisierenden Mittels (Neutrali­ sierungsmittel) zu dem Fluid;
  • (c) Bestimmen der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteän­ derung der Teilchen des sich innerhalb des elektrostati­ schen Felds befindenden Fluids;
  • (d) Aufnehmen des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitli­ chen Dichteänderung in Abhängigkeit von der zugegebenen Neutralisierungsmittelmenge bis in den Bereich, in wel­ chem sich die, vorzugsweise lokale, zeitliche Dichteände­ rung dem Wert Null nähert; und
  • (e) Extrapolieren des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteänderung zu deren Wert Null und dadurch Ermitteln der bis zur vollständigen Neutralisierung der Teilchen noch zuzugebenden Neutralisierungsmittelmenge.
1. A method for determining the zero point of charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles in a fluid, comprising:
  • (a) applying an electrostatic field to the particles in the fluid;
  • (b) adding a charge neutralizing agent (neutralizing agent) to the fluid;
  • (c) determining the, preferably local, temporal density change of the particles of the fluid located within the electrostatic field;
  • (d) recording the course of the, preferably local, temporal change in density depending on the amount of neutralizing agent added up to the range in which the, preferably local, temporal density change approaches zero; and
  • (e) extrapolating the course of the, preferably local, temporal density change to its value zero and thereby determining the amount of neutralizing agent to be added until the particles are completely neutralized.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die, vorzugsweise lokale, zeitliche Dichteänderung mittels Strahlung, vorzugsweise optisch, durch Ermitteln der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Änderung der Transmission und/oder der Reflexion des Fluids bestimmt wird.2. The method according to claim 1, characterized records that the, preferably local, temporal Change in density by means of radiation, preferably optically, by Determining the, preferably local, temporal change in the Transmission and / or the reflection of the fluid is determined.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Ermitteln der, vorzugsweise loka­ len, zeitlichen Dichteänderung die zeitliche Änderung der Transmission und/oder der Reflexion einer Strahlung, vorzugs­ weise wenigstens eines Laserstrahls (10) oder mittels mehrerer Laserstrahlen, durch das Fluid bestimmt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that to determine the, preferably loka len, temporal density change, the temporal change in transmission and / or reflection of radiation, preferably as at least one laser beam ( 10 ) or by means of several laser beams, by the Fluid is determined.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lokale zeitliche Dichteän­ derung in der Nähe von wenigstens einer von zwei gegenpoligen Elektroden (2, 3), mittels deren das elektrostatische Feld an­ gewandt wird, bestimmt wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the local temporal Dichtungsän change in the vicinity of at least one of two opposite-pole electrodes ( 2 , 3 ), by means of which the electrostatic field is applied to, is determined.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die lokale zeitliche Dichteänderung abwechselnd in der Nähe der einen und der anderen der beiden Elektroden (2, 3) oder gleichzeitig in der Nähe der beiden Elektroden (2, 3) bestimmt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the local change in density over time is determined alternately in the vicinity of one and the other of the two electrodes ( 2 , 3 ) or simultaneously in the vicinity of the two electrodes ( 2 , 3 ).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische Feld zwischen dem Bestimmen einzelner lokaler zeitlicher Dichteän­ derungenswerte umgepolt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized that the electrostatic field between determining individual local temporal densities polarity is reversed.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das elektrostatische Feld syn­ chron mit dem Abwechseln der Bestimmung der lokalen zeitlichen Dichteänderung in der Nähe der einen und der anderen Elektrode (2, 3) umgepolt wird.7. The method according to claim 5 and 6, characterized in that the electrostatic field is reversed syn chron with the alternation of the determination of the local temporal density change in the vicinity of one and the other electrode ( 2 , 3 ).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bestimmung der lokalen Dichteänderung im Bereich von einer der das elektrostatische Feld anwendenden Elektroden (2, 3), an der Elektrode (2, 3) elektrolytisch abgeschiedene Gase von dem Meßort (4), an wel­ chem die Dichteänderung bestimmt wird, abgeschirmt werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that when determining the local density change in the region of one of the electrodes applying the electrostatic field ( 2 , 3 ), on the electrode ( 2 , 3 ) electrolytically separated gases from the measuring location ( 4 ), on which the density change is determined, are shielded.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gase durch Anordnen einer für die Teilchen undurchlässigen Membrane (7, 8) zwischen der Elektro­ de (2, 3) und dem Meßort (4) von letzterem abgeschirmt werden. 9. The method according to claim 8, characterized in that the gases are shielded by arranging a membrane impermeable to the particles ( 7 , 8 ) between the electro de ( 2 , 3 ) and the measuring location ( 4 ) from the latter.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Neutralisierungsmittel ein ionisches Flockungsmittel für die Teilchen zu dem Fluid zugegeben wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized characterized in that as a neutralizing agent an ionic flocculant for the particles to the fluid is added.
11. Einrichtung zum Bestimmen des Ladungsnullpunkts von elektrisch geladenen kolloidalen und/oder suspendierten Teil­ chen in einem Fluid, umfassend:
  • (a) eine von dem Fluid durchströmbare Elektrophoresezelle (1) zum Anwenden eines elektrostatischen Felds auf die Teil­ chen in dem Fluid,
  • (b) eine Dosiereinrichtung zum Zugeben eines ladungsneutrali­ sierenden Mittels (Neutralisierungsmittel) zu dem Fluid;
  • (c) eine Meßeinrichtung (9 bis 16) zum Bestimmen der, vor­ zugsweise lokalen, zeitlichen Dichteänderung der Teilchen in dem sich innerhalb der Elektrophoresezelle (1) befin­ denden Fluid;
  • (d) eine Datenverarbeitungseinrichtung (22) zum Aufnehmen des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteän­ derung in Abhängigkeit von der zugegebenen Neutralisie­ rungsmittelmenge bis in den Bereich hinein, in welchem sich die, vorzugsweise lokale, zeitliche Dichteänderung dem Wert Null nähert; und zum Extrapolieren des Verlaufs der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Dichteänderung zu deren Wert Null und dadurch zum Ermitteln der bis zur vollständigen Neutralisierung der Teilchen noch zuzuge­ benden Neutralisierungsmittelmenge.
11. A device for determining the zero point of charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles in a fluid, comprising:
  • (a) an electrophoresis cell ( 1 ) through which the fluid can flow for applying an electrostatic field to the particles in the fluid,
  • (b) dosing means for adding a charge neutralizing agent (neutralizing agent) to the fluid;
  • (c) a measuring device ( 9 to 16 ) for determining the, before preferably local, temporal change in density of the particles in the fluid located within the electrophoresis cell ( 1 );
  • (d) a data processing device ( 22 ) for recording the course of the, preferably local, temporal density change depending on the amount of neutralizing agent added up to the region in which the, preferably local, temporal density change approaches zero; and to extrapolate the course of the, preferably local, temporal density change to its value zero and thereby to determine the amount of neutralizing agent to be added until the particles are completely neutralized.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, gekenn­ zeichnet durch eine Steuereinrichtung zum automati­ schen Steuern einer periodischen Zuführung und Abführung von Fluid zu bzw. von der Elektrophoresezelle sowie zum damit zeitlich abgestimmten Steuern der Meßeinrichtung.12. The device according to claim 11, marked characterized by a control device for automati controlling a periodic supply and discharge of  Fluid to or from the electrophoresis cell and to it timed control of the measuring device.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Strah­ lungsmeßeinrichtung, bevorzugt eine optische Meßeinrichtung (9 bis 16), zum Ermitteln der, vorzugsweise lokalen, zeitlichen Änderung der Transmission und/oder Reflexion des Fluids ist.13. Device according to claim 11 or 12, characterized in that the measuring device is a radiation measuring device, preferably an optical measuring device ( 9 to 16 ), for determining the, preferably local, temporal change in the transmission and / or reflection of the fluid.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optische Meßeinrichtung (9 bis 16) zum Ermitteln der lokalen zeitlichen Änderung der Transmission und/oder der Reflexion des Fluids eine Lasereinrichtung ist.14. The device according to claim 13, characterized in that the optical measuring device ( 9 to 16 ) for determining the local temporal change in the transmission and / or the reflection of the fluid is a laser device.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Laserstrahl (10) der Lasereinrich­ tung das Fluid in der Elektrophoresezelle (1) in der Nähe von einer der gegenpoligen Elektroden (2, 3) derselben transmissiv und/oder reflexiv durchsetzt oder daß je ein Laserstrahl (10) der Lasereinrichtung das Fluid in der Elektrophoresezelle (1) in der Nähe von je einer der gegenpoligen Elektroden (2, 3) derselben transmissiv und/oder reflexiv durchsetzt.15. The device according to claim 14, characterized in that a laser beam ( 10 ) of the Lasereinrich device, the fluid in the electrophoresis cell ( 1 ) in the vicinity of one of the opposite-pole electrodes ( 2 , 3 ) the same transmissively and / or reflectively or or One laser beam ( 10 ) each from the laser device transmissively and / or reflexively penetrates the fluid in the electrophoresis cell ( 1 ) in the vicinity of one of the opposite-pole electrodes ( 2 , 3 ).
16. Einrichtung nach Anspruch 15, gekenn­ zeichnet durch eine Strahlumlenkeinrichtung (14) zum Umlenken des Laserstrahls (10) zwischen einem ersten Verlauf, in welchem der Laserstrahl (10) das Fluid in der Elektrophore­ sezelle (1) in der Nähe der einen (2) von zwei gegenpoligen Elektroden (2, 3) transmissiv und/oder reflexiv durchsetzt, und einem zweiten Verlauf, in dem der Laserstrahl (10) das Fluid in der Elektrophoresezelle (1) in der Nähe der anderen Elektrode (3) transmissiv und/oder reflexiv durchsetzt.16. The device according to claim 15, characterized marked by a beam deflecting device ( 14 ) for deflecting the laser beam ( 10 ) between a first course in which the laser beam ( 10 ), the fluid in the electrophoresis cell ( 1 ) in the vicinity of one ( 2nd ) of two opposite polar electrodes ( 2 , 3 ) transmissively and / or reflectively, and a second course in which the laser beam ( 10 ) transmissively and / or the fluid in the electrophoresis cell ( 1 ) in the vicinity of the other electrode ( 3 ) enforced reflexively.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung zum Umpolen des elektrostatischen Felds. 17. Device according to one of claims 11 to 16, characterized by a switching device to reverse the polarity of the electrostatic field.  
18. Einrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Strahlumlenkeinrichtung (14) und die Umschalteinrichtung miteinander synchronisiert sind.18. Device according to claim 16 and 17, characterized in that the beam deflecting device ( 14 ) and the switching device are synchronized with each other.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der jeweilige La­ serstrahl (10) parallel zu der Elektrode (2, 3) geführt ist, in deren Nähe er die Elektrophoresezelle (1) durchsetzt.19. Device according to one of claims 15 to 18, characterized in that the respective laser beam ( 10 ) is guided parallel to the electrode ( 2 , 3 ), in the vicinity of which it passes through the electrophoresis cell ( 1 ).
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen der Elek­ trode (2, 3) und der Meßstrahlung, insbesondere dem Laser­ strahl (10), welche bzw. welcher die Elektrophoresezelle (1) in deren Nähe durchsetzt, eine für elektrolytisch abgeschiede­ ne Gase undurchlässige Membrane (7, 8) angeordnet ist.20. Device according to one of claims 11 to 19, characterized in that between the elec trode ( 2 , 3 ) and the measuring radiation, in particular the laser beam ( 10 ) which or which passes through the electrophoresis cell ( 1 ) in the vicinity , a membrane ( 7 , 8 ) impermeable to electrolytically separated gases is arranged.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß als Aufzeichnungs- und/oder Speichereinrichtung (14) und Extrapoliereinrichtung (20) eine Datenverarbeitungseinrichtung (22), vorzugsweise ein Computer, vorgesehen ist, der die Funktionen des Aufzeichnens, Speicherns und Extrapolierens aufgrund eines integrierten Pro­ gramms ausführt.21. Device according to one of claims 11 to 20, characterized in that a data processing device ( 22 ), preferably a computer, is provided as the recording and / or storage device ( 14 ) and extrapolating device ( 20 ), which the functions of recording, Save and extrapolate due to an integrated program.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrich­ tung durch die Datenverarbeitungs- bzw. Extrapoliereinrichtung (22 bzw. 20) derart gesteuert ist, daß sie das Neutralisie­ rungsmittel solange zugibt, bis die zugegebene Neutralisie­ rungsmittelmenge zum Erreichen des Ladungsnullpunkts der Teil­ chen gerade ausreicht.22. Device according to one of claims 11 to 21, characterized in that the Dosiereinrich device is controlled by the data processing or extrapolating device ( 22 or 20 ) in such a way that it adds the neutralizing agent until the added amount of neutralizing agent Reaching the zero point of charge of the particles is just sufficient.
23. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und der Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22 zum Ausflocken von kolloidalen und/oder suspendierten Teilchen aus Flüssigkeiten, insbesondere Abwässern.23. Application of the method according to one of claims 1 to 10 and the device according to one of claims 11 to 22 for flocculating colloidal and / or suspended particles from liquids, especially waste water.
DE1997124014 1997-06-06 1997-06-06 Method and apparatus for determining the zero charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles Expired - Fee Related DE19724014B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997124014 DE19724014B4 (en) 1997-06-06 1997-06-06 Method and apparatus for determining the zero charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29719152U DE29719152U1 (en) 1997-06-06 1997-06-06 Device for determining the zero point of charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles
DE1997124014 DE19724014B4 (en) 1997-06-06 1997-06-06 Method and apparatus for determining the zero charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19724014A1 true DE19724014A1 (en) 1998-12-10
DE19724014B4 DE19724014B4 (en) 2006-11-09

Family

ID=7831756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997124014 Expired - Fee Related DE19724014B4 (en) 1997-06-06 1997-06-06 Method and apparatus for determining the zero charge of electrically charged colloidal and / or suspended particles

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19724014B4 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2805743A1 (en) * 1977-02-11 1978-08-31 Pen Kem Inc AUTOMATIC ELECTROPHORESIS ARRANGEMENT
DE2326409B2 (en) * 1973-05-24 1979-12-06 Felix Schoeller Jr. Gmbh & Co Kg, 4500 Osnabrueck
DE3130529C2 (en) * 1981-08-01 1985-01-31 Bayer Ag, 5090 Leverkusen, De
WO1987000285A1 (en) * 1985-07-08 1987-01-15 Forschungsanwendungsgesellschaft M.B.H. Process and device for measuring the electrokinetic potential of fibres, powders and the like
DE3607615A1 (en) * 1986-03-07 1987-09-10 Guenther Zippel Maschf Waste water (effluent) treatment plant
DE3638023A1 (en) * 1986-11-07 1988-05-11 Semmelroth Reinhold Plant for treating industrial waste water
US4855061A (en) * 1988-04-26 1989-08-08 Cpc Engineering Corporation Method and apparatus for controlling the coagulant dosage for water treatment
DE4112391A1 (en) * 1991-04-16 1992-10-22 Passavant Werke Optimising chemical usage in flocculation process - for removing residual phosphorus and suspended matter from clarification plant discharge
DE4313367C2 (en) * 1992-04-24 1997-08-14 Hitachi Ltd Electrophoresis machine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2326409B2 (en) * 1973-05-24 1979-12-06 Felix Schoeller Jr. Gmbh & Co Kg, 4500 Osnabrueck
DE2805743A1 (en) * 1977-02-11 1978-08-31 Pen Kem Inc AUTOMATIC ELECTROPHORESIS ARRANGEMENT
DE3130529C2 (en) * 1981-08-01 1985-01-31 Bayer Ag, 5090 Leverkusen, De
WO1987000285A1 (en) * 1985-07-08 1987-01-15 Forschungsanwendungsgesellschaft M.B.H. Process and device for measuring the electrokinetic potential of fibres, powders and the like
DE3607615A1 (en) * 1986-03-07 1987-09-10 Guenther Zippel Maschf Waste water (effluent) treatment plant
DE3638023A1 (en) * 1986-11-07 1988-05-11 Semmelroth Reinhold Plant for treating industrial waste water
US4855061A (en) * 1988-04-26 1989-08-08 Cpc Engineering Corporation Method and apparatus for controlling the coagulant dosage for water treatment
DE4112391A1 (en) * 1991-04-16 1992-10-22 Passavant Werke Optimising chemical usage in flocculation process - for removing residual phosphorus and suspended matter from clarification plant discharge
DE4313367C2 (en) * 1992-04-24 1997-08-14 Hitachi Ltd Electrophoresis machine

Also Published As

Publication number Publication date
DE19724014B4 (en) 2006-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2747698C2 (en)
DE102005056774B4 (en) TOF pixel and method of operation
EP0054292B1 (en) Fibre-optical measuring equipment
EP0540974B1 (en) Apparatus for simultaneous determination of different gas components
DE3445164C2 (en)
EP0148497B1 (en) Device for guiding and collecting light in photometry or the like
EP0626567B1 (en) Procedure and device for measuring volume flow
DE2902776C2 (en)
DE3537710C2 (en) Means for continuously determining the ratio between a diluent and a colloidal fluid
DE3822310C2 (en)
DE102009060334B4 (en) Device for developing charge images generated on a charge image carrier in an electrophoretic pressure device
DE10307805B4 (en) Wide-range particle
EP1536211B1 (en) Method for operating a magnetic inductive flowmeter
DE69636549T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE QUANTITATIVE DETERMINATION OF PARTICLES IN LIQUIDS
DE4026564C2 (en)
DE10223438B4 (en) Fluorescence-measuring system
DE3009835C2 (en)
DE69530851T2 (en) MONITOR DEVICE FOR THE JET OF A FLOW CYTOMETER
DE3532563C2 (en)
EP0222959B1 (en) Method of detection of faults, especially cracks, in transparent bodies by optical means
EP0069285B1 (en) Method and apparatus for the quantitative determination of cations or anions by ion chromatography
EP1288652A2 (en) X-ray diffractometer
DE69909432T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE THICKNESS OF A MOVING LINEAR TEXTILE INFORMATION
EP0411204A1 (en) Method for the determination of the alcohol content and/or the calorific value of fuels
US4286965A (en) Control apparatus for automatically maintaining bath component concentration in an electroless copper plating bath

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee