DE19807839C2 - Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen

Info

Publication number
DE19807839C2
DE19807839C2 DE19807839A DE19807839A DE19807839C2 DE 19807839 C2 DE19807839 C2 DE 19807839C2 DE 19807839 A DE19807839 A DE 19807839A DE 19807839 A DE19807839 A DE 19807839A DE 19807839 C2 DE19807839 C2 DE 19807839C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
voc
carbon dioxide
water
measured
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19807839A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19807839A1 (de
Inventor
Helmut Groeger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Groeger & Obst Mes und Regelte
Original Assignee
Groeger & Obst Mes und Regelte
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 Groeger & Obst Mes und Regelte filed Critical Groeger & Obst Mes und Regelte
Priority to DE19807839A priority Critical patent/DE19807839C2/de
Publication of DE19807839A1 publication Critical patent/DE19807839A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19807839C2 publication Critical patent/DE19807839C2/de
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
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047Organic compounds
    • 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
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0037NOx
    • 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
    • G01N33/1826Organic contamination in water
    • 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
    • G01N33/188Determining the state of nitrification
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer zu dessen Durchführung eingesetzten Einrichtung zur Bestimmung von flüchtigen organischen Kohlenstoffverbindungen (VOC = volatile organic carbon) und/oder von flüchtigen Stickstoffverbindungen, z. B. Ammoniumverbindungen oder Harnstoff in Wasser, insbesondere Abwasser.
Wasserströme (Trinkwasser, kommunale und industrielle Abwässer) können flüchtige organische Kohlenstoff- oder Stickstoffverbindungen führen, deren Konzentration zumindest bekannt sein und häufig verändert oder in Grenzwerten gehalten werden muß. In Kläranlagen für kommunale und industrielle Abwässer ist in der Regel eine chemisch-physikalische sowie eine biologische Stufe vorgesehen, um nach deren Durchlauf das Ablaufwasser dem Vorfluter zuleiten zu können. In der chemisch- physikalischen Stufe werden nach einer mechanischen Trennung von Festkörpern Verunreinigungen zunächst durch einen Fällprozeß beseitigt, während in der biologischen Stufe vorhandene Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen durch Bakterien abgebaut werden.
Letztlich ist es Ziel, allein mit biologischen Klärstufen auszukommen.
Es hat sich gezeigt, daß im Abwasser häufig zu wenig organisches Material (Kohlenwasserstoffe) enthalten ist, das für die bakteriell betriebene Klärfunktion der biologischen Klärstufe jedoch erforderlich ist, um Phosphor- und Stickstoffverbindungen abzubauen. Als Folge davon können in das Ablaufwasser Stickstoff- und Phosphorverbindungen in einer Menge gelangen, in der sie die zugelassenen Grenzwerte überschreiten. Deshalb ist es bekannt, gezielt organisches Material in Form von Methanol, Ethanol oder den als Acetol bekannten Mischungen unterschiedlicher Konzentration von Methanol oder Ethanol mit Essigsäure zuzugeben, durch das die für die Bakterien in der biologischen Klärstufe erforderlichen Kohlenwasserstoffe bereitgestellt werden. Dieses Material wird dabei in Abhängigkeit von der anfallenden Abwassermenge zugegeben. Inwieweit es die stöchiometrische Menge für die biologische Klärstufe ist, läßt sich aber nicht von vornherein festlegen, weil sowohl die Grundbelastung des Abwassers durch organisches Material und Stickstoff- und Phosphorverbindungen als auch die Leistungsfähigkeit der biologischen Klärstufe schwanken kann. Insbesondere die organische Grundbelastung des Abwassers oder eines Wasserstroms im allgemeinen unterliegt Schwankungen und muß daher ermittelt werden, um gegebenenfalls Maßnahmen zu deren Beeinflussung ergreifen zu können.
Zur Bestimmung der Menge von VOC in Wasser, insbesondere Abwasser, ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Meßmenge an Wasser durch Strippen mit Säure vermischt wird, wodurch der Gehalt an TIC (total inorganic carbon) zu Kohlendioxid umgewandelt wird (DE 39 42 229 A1). Das Kohlendioxid bildet mit dem VOC ein Gasgemisch und muß daher in einem nachgeschalteten Kohlendioxid-Absorber abgetrennt werden, damit VOC erhalten werden kann und für die Messung zur Verfügung steht.
Zur Messung von VOC in Abgasen ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem Abgas zum Zweck der Umsetzung von VOC zu Kohlendioxid, dessen Menge als Maß für VOC gemessen wird, durch einen katalytischen Konverter geleitet wird (GB 22 94 116 A). Der Konverter enthält Kugeln aus Katalysator- Material, die auf eine Temperatur von etwa 350 bis 400°C erhitzt sind. Dieses Verfahren setzt voraus, daß das zu untersuchende Abgas nur Kohlenwasserstoffe enthält, nicht auch Kohlendioxid, durch das der Meßwert für VOC verfälscht würde. Außerdem steht VOC von vornherein gasförmig zur Verfügung und muß nicht erst aus Wasser abgetrennt werden.
In der DE-Zeitschrift GIT Fachzeit. LAB. 25, Jg. 5/81, Seite 389 ist eine Kjeldahl-Apparatur beschrieben, die unter anderem zur Bestimmung des Stickstoffgehaltes organischer Verbindungen dient. Das damit durchgeführte Verfahren sieht vor, daß Ammoniumhydroxid-Lösungen durch Zugabe überschüssiger Natronlauge verdrängt und als gasförmiges Ammoniak ausgetrieben werden. Die Menge an Ammoniak wird dann durch Absorption in einer überschüssigen, aber genau abgemessenen Menge einer Säure bekannten Gehaltes bestimmt. Zur einfachen Bestimmung von VOC oder flüchtiger Stickstoffverbindungen in Wasser ist diese Apparatur nicht geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher im allgemeinen, ein einfaches Verfahren und eine dafür bestimmte Einrichtung vorzuschlagen, mit der in Zeitintervallen oder kontinuierlich die Belastung von Wasser mit flüchtigen organischen Kohlenstoffverbindungen (VOC) bestimmt werden kann. Im besonderen besteht die Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Einrichtung vorzuschlagen, mit denen die Belastung von Abwasser durch VOC bestimmt und gegebenenfalls durch Zugabe der erwähnten Alkohole oder von Acetol eingestellt werden kann, um eine biologische Klärstufe für das Abwasser funktionsfähig zu erhalten und vorgeschriebene Grenzwerte von Stickstoff- und Phosphorverbindungen im Ablaufwasser einhalten zu können. Ein weiterer Teil der Aufgabe besteht darin, in entsprechender Weise für die Feststellung von flüchtigen Stickstoffverbindungen, insbesondere Ammoniumverbindungen, vorgehen zu können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. die Einrichtung gemäß Anspruch 11.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mitgeführte Menge an VOC über die beim Oxidationsvorgang entstehende Menge an Kohlendioxid quantitativ bestimmt. Um aber Meßverfälschungen durch von vornherein mitgeführtes oder enthaltenes Kohlendioxid zu vermeiden, wird spätestens der abgezogenen Meßmenge an Wasser Lauge, z. B. Natronlauge, zugegeben, um das im Wasser gelöste Kohlendioxid als wassergebundene, d. h. im Wasser verbleibende Verbindungen umzuwandeln, die mit dem Restwasser aus dem weiteren Verfahren ausscheiden. Im Fall der Untersuchung der Belastung des Wassers mit flüchtigen Stickstoffverbindungen wird als analoge Größe dafür der Gehalt des durch den Verbrennungs- bzw. Oxidationsvorgang erhaltenen Gasstroms an Stickstoffmonoxid (NO) gemessen. Hierbei dient die Zugabe der Lauge zu der Meßmenge nicht dazu, den Kohlendioxidgehalt des Wassers für den Meßvorgang unschädlich zu machen, sondern dazu, die in Lösung befindlichen flüchtigen Stickstoffverbindungen, z. B. Ammonium in Gasform auszutreiben. Hierzu ist eine stärkere Lauge erforderlich, die z. B. das im Wasser gelöste Ammonium durch Verdrängen als Ammoniak ersetzt. Analysatoren, die parallel zu der quantitativen Bestimmung der Kohlendioxidmenge auch Stickstoffmonoxid feststellen können, sind bekannt. Deshalb und aufgrund der übereinstimmenden Verfahrensschritte zur Trennung von VOC bzw. flüchtiger Stickstoffverbindungen aus Wasser können bei Bedarf beide Messungen gleichzeitig ausgeführt werden. Dies ist bei den eingangs geschilderten bekannten Verfahren zur Bestimmung von VOC nicht möglich.
Als besonders vorteilhaft hat sich speziell bei der Bestimmung der Menge an VOC in Abwasser das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall gezeigt, daß die Funktionsfähigkeit einer biologischen Klärstufe durch Zugabe von Methanol, Ethanol oder Acetol vor biologischen Klärstufen aufrecht erhalten wird. Denn hierbei werden bei einem Mangel an organischem Material, das für die Funktionsfähigkeit der biologischen Klärstufe erforderlich ist, die Alkohole bzw. das Acetol als VOC zugegeben. Danach setzt sich der Anteil an VOC insgesamt aus der ursprünglichen VOC-Belastung und dem Alkohol bzw. Acetol zusammen. Durch Messung eines im Ablaufwasser tolerierbaren (kleinen) VOC-Anteils kann eine hinreichende Menge an organischem Material festgestellt werden. Auf der Grundlage des über den Kohlendioxid-Meßwert ermittelten VOC-Anteils kann dann die Zugabe des Alkohols bzw. von Acetol vor der biologischen Klärstufe und dadurch die Funktion der biologischen Klärstufe im Hinblick auf die von dieser abzubauenden Stickstoff- und/oder Phosphorverbindungen geregelt werden.
Das Abtrennen von VOC von der Meßmenge kann durch ein Stripp-Verfahren erfolgen, das durch ein Beheizen ersetzt oder davon unterstützt sein kann. Für das Strippen eignen sich alle einschlägigen Einrichtungen, die das Austreiben des VOC aus der Wasser-Meßmenge in Gasphase quantifizierbar ermöglichen. Beispielsweise läßt sich dies durch eine Einrichtung vollziehen, die in der DE 43 07 814 A1 beschrieben ist. Für die Trennung der Gasphase von der Flüssigkeit eignet sich besonders eine Vorrichtung zur Abscheidung dampfförmiger Bestandteile aus einem Gasstrom gemäß der DE 38 33 192 C1.
Wesentlich für den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß im Fall der Bestimmung der Kohlendioxid-Menge dafür gesorgt ist, daß der Gasstrom kein an dem VOC unbeteiligtes Kohlendioxid enthält. Sofern schon die Meßmenge mit einem Strippgas versetzt wird, oder der abgetrennte Gasstrom nach dem Strippen durch ein Trägergas gefördert oder fördernd unterstützt wird, was aufgrund des häufig für eine kontinuierliche Förderung zu geringen VOC- Anteils zweckmäßig ist, muß dafür gesorgt sein, daß das Strippgas bzw. das Trägergas keine Anteile an Kohlendioxid enthält. Da für den Oxidations- bzw. Verbrennungsvorgang im Reaktor eine sauerstoffhaltige Atmosphäre erforderlich ist, kann ein derartiges Strippgas oder Trägergas von vornherein sauerstoffhaltig sein. Hierfür eignet sich Luft bei der Bestimmung des VOC, wobei jedoch vor der Zuführung der Luft diese von Kohlendioxid befreit werden muß.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 in Form eines Blockdiagrams den Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung, der den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens erkennen läßt;
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Strippeinrichtung zur Hindurchführung der Meßmenge, und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Reaktor zur Durchführung des Oxidations- bzw. Verbrennungsvorgangs des Gasstroms.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Einrichtung zur Bestimmung der anteiligen Menge an VOC in einem Wasserstrom eine Dosierpumpe 1 auf, die über eine Zuleitung 2 mit einem das zu überprüfende Probenwasser, z. B. Abwasser enthaltenden Tank oder Kanal 3 verbunden ist. Weiterhin ist die Dosierpumpe 1 über eine Zuleitung 4 an ein Laugenreservoir 5, z. B. für Natronlauge, angeschlossen. Von der Dosierpumpe 1 führt eine Förderleitung 6 die mit Lauge versetzte Meßmenge an Probenwasser zum Zweck der Ausgasung zu einer ersten Strippeinrichtung 7a, in der durch Strippen der VOC-Anteil der Meßmenge von dem Wasser getrennt wird. Stromauf von der Strippeinrichtung 7a mündet in die Förderleitung 6 eine Zuführleitung 8, die über einen Verdichter 10, ein Steuerventil 11 und ein Filter 12 mit einer Einrichtung 14 zur Erzeugung eines Stripp- und Trägergasstroms in Verbindung steht. Die Einrichtung 14 entnimmt Umgebungsluft und führt diese durch einen CO2-Absorber 15, durch den die Luft von Kohlendioxid befreit wird, so daß letztlich über den Verdichter 10 der Förderleitung 6 ein sauerstoffhaltiges, jedoch kohlendioxidfreies Stripp- und Trägergas zugeführt wird.
Die erste Strippeinrichtung 7a ist zur Unterstützung des Trennvorganges der VOC-Gasphase von dem Probenwasser beheizt. Die weitgehend zweiphasige flüssig-gasförmige Meßmenge aus der Strippeinrichtung 7a kann nun unmittelbar in einen Dampfabscheider in Form eines Kühlers 16 eintreten, in dem die Kühlung so eingestellt ist, daß der Taupunkt des VOC-Anteils nicht unterschritten wird. Durch den Kühler 16 erfolgt eine endgültige Trennung der Flüssigphase der Meßmenge von dem gasförmigen VOC-Anteil. Die Restmenge an Wasser verläßt den Kühler 16 durch einen Ablauf 17 und gelangt zu einem Syphongefäß 18, das den Kühler 16 vor dem Zutritt von Umgebungsluft schützt. Aus dem Syphongefäß 18 tritt das Restwasser durch einen Überlauf 19 aus und kann in den Haupt-Wasserstrom zurückgeführt werden.
Die weitgehend zweiphasige flüssig-gasförmige Meßmenge aus der ersten Strippeinrichtung 7a kann aber wahlweise vor dem Eintritt in den kühler 16 einer weiteren Ausgasung unterzogen werden, indem sie durch eine zweite Strippeinrichtung 7b hindurchgeführt wird. Die zweite Strippeinrichtung 7b wird in diesem Fall durch einen Laugenbehälter mit verdünnter Lauge der gleichen Art wie im Reservoir 5 gebildet, der über dem Laugenspiegel einen Gasraum aufweist. Die Meßmenge wird durch die Lauge hindurchgeleitet, so daß die Gasphase schon in dieser zweiten Strippeinrichtung 7b geschlossen von der bis dahin flüssig-gasförmigen Meßmenge getrennt wird und in den Gasraum eintritt. Aus diesem gelangt sie dann erst in den Kühler 16, durch den in der Gasphase enthaltener Sprühnebel oder Aerosol abgeschieden und abgeführt wird. Die Flüssigphase der Meßmenge sammelt sich in der zweiten Strippeinrichtung 7b an und wird aus dieser unmittelbar unter Umgehung des Kühlers 16 dem Syphongefäß 18 zugeleitet.
Über eine Zuleitung 20 wird der aus Trägergas und dem VOC- Anteil bestehende Gasstrom einem Oxidationsreaktor 21 zugeführt, der auf eine Temperatur von etwa 850°C aufgeheizt ist. Bei dieser Temperatur verbrennt der VOC- Anteil in dem sauerstoffhaltigen Trägergas unter Entstehung von Kohlendioxid und Wasser. Das hierdurch entstehende Kohlendioxid/Dampf-Gemisch gelangt über eine Zuleitung 22 in einen Kondensatabscheider in Gestalt eines weiteren Kühlers 24, in welchem der Wasserdampf kondensiert und das Kondensat über einen Ablauf 25 ebenfalls dem Syphongefäß 18 zugeführt wird. Die aus dem Kühler 24 austretende Menge an Kohlendioxid, die proportional dem VOC-Anteil ist, wird schließlich einem Meßgerät 26 zugeführt, in welchem sie quantitativ bestimmt und der Meßwert angezeigt wird.
Sofern die in Fig. 1 dargestellte Meßeinrichtung dazu herangezogen wird, in einer Abwasser-Kläranlage, in der vor der biologischen Klärstufe beispielsweise Acetol zur Aufrechterhaltung einer hinreichenden Menge an organischem Material zugegeben wird, den Acetol-Anteil (und gegebenenfalls einen in dem Abwasser von vornherein vorhandenen VOC-Anteil) als VOC-Gehalt zu ermitteln, kann der aus dem Meßgerät 26 gewonnene Meßwert für die Kohlendioxidmenge zur Regelung der Zugabe an Acetol direkt herangezogen werden. Hierzu wird als VOC-Sollwert ein bestimmter (kleiner) Meßwert in Form einer entsprechenden Kohlendioxidmenge am Ausgang des Meßgeräts 26 festgelegt und in Abhängigkeit von diesem Meßwert die Zugabe an Acetol vor der biologischen Klärstufe geregelt. Es versteht sich, daß zusätzlich eine Regelung der Acetolzugabe in Abhängigkeit von dem Durchsatz an Abwasser erfolgt.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Strippeinrichtung 7. Diese besteht aus einer Rohrmasche 70, die in einem Heizelement 71 aufgenommen ist. Die Rohrmasche 70 ist durch eine Verzweigung eines Eintrittsstutzens 72 in zwei zueinander parallel verlaufende Zweigleitungen 73 und deren erneutes Zusammenführen zu einem Austrittsstutzen 74 gebildet. In den beiden Zweigleitungen 73 sind jeweils drei Rohrkapillare 75 angeordnet, die einen Durchmesser von 0,3 bis 0,4 mm haben. Durch das über die Zuleitung 8 unter Druck zugeführte Strippgas, das anschließend als Trägergas dient, wird die über die Förderleitung 6 in den Eintrittsstutzen 72 gelangende Probenwasser-Meßmenge in den Rohrkapillaren 75 verdüst, so daß dadurch eine Flüssig/gasförmig-Trennung eintritt. Zusätzlich wird durch die Beheizung 71 das Austreten des VOC-Anteils aus dem Wasser unterstützt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Reaktors, der als Reaktor 21 in der Meßeinrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. Er besteht im wesentlichen aus einem Rohr 30, vorzugsweise aus Quarzglas, das an dem eintrittsseitigen Ende zu einem Eintrittsraum 31 und an dem austrittsseitigen Ende zu einem Austrittsraum 32 geformt ist. Der Eintrittsraum 31 ist über einen Einlaßstutzen 33 mit der Zuführleitung 20 verbunden, während der Austrittsraum 32 über einen Anschlußstutzen 34 an die zum Kühler 24 führende Leitung 22 angeschlossen ist. Im Inneren des Quarzglasrohrs 30 sind aus feinkeramischem Material bestehende Kugeln 35 untergebracht, die das Rohr weitgehend ausfüllen. Am austrittsseitigen Ende der Kugelfüllung 35 sind einige mit Katalysator beschichtete oder aus dem Katalysator bestehende Kugeln 36 angeordnet. Die Kugelfüllung 35, 36 ist durch ein hitzebeständiges Filter-Füllmaterial 37, 38 in dem Eintrittsraum 31 bzw. in dem Austrittsraum 32 an Ort und Stelle gehalten.
Das Rohr 30 ist von einem elektrisch beheizbaren Heizmantel 39 umschlossen, der es gestattet, den Innenraum des Rohrs, insbesondere die darin befindliche Kugelfüllung, regelbar auf eine Temperatur von beispielsweise 850°C aufzuheizen und diese Temperatur aufrecht zu erhalten.
Da in der Meßeinrichtung gemäß Fig. 1 über die Zuführleitung 8 von Kohlendioxid befreite Luft als Stripp- und Trägergas zugeführt wird, ist der in den Reaktor 21 eingeleitete Gasstrom für den darin durchzuführenden Oxidationsvorgang hinreichend sauerstoffhaltig. Enthält jedoch das Trägergas keinen Sauerstoff, so muß dem Reaktor 21 zur Erzeugung der erforderlichen Sauerstoffatmosphäre in dessen Innerem ein sauerstoffhaltiges Brenngas zugeführt werden, wie dies bei 40 strichpunktiert in Fig. 1 angedeutet ist. In diesem Fall weist das Rohr 30 zusätzlich zu den Anschlußstutzen 33, 34 einen nicht gezeigten weiteren Anschluß auf, um das Brenngas zuzuführen.
Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung ist nicht auf das vorstehend dargestellte und beschriebene Ausführungs­ beispiel beschränkt. So kann die über die Zuleitung 4 der Dosierpumpe 1 zugeführte Lauge auch vor oder nach der Dosierpumpe in die Meßmenge eingeleitet werden. Die Lauge kann auch bereits einer Teilmenge des zu untersuchenden Wassers zugeführt werden, aus der dann erst die Meßmenge entnommen wird. Weiterhin sind Strippeinrichtungen zur Trennung der Meßmenge in eine Flüssigphase und in eine Gasphase in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und einsetzbar. Als Kühl- und Abscheidevorrichtung 16 und 24 eignet sich eine solche, bei der die Flüssigphase der Meßmenge auf möglichst kurzem Weg über die Leitung 17 von der Gasphase getrennt wird, um eine erneute Lösung der Gasphase zu vermeiden. Hierzu empfiehlt sich die Vorrichtung zur Abscheidung dampfförmiger Bestandteile gemäß der DE 38 33 192 C2. Schließlich sind anstelle des in Fig. 3 gezeigten Reaktors 21 alle Reaktoren oder Brennöfen einsetzbar, die einen Oxidationsvorgang gestatten (vgl. zum Beispiel DE 44 10 536 A1). Auf das Filter 12 für den Trägergasstrom kann ggfs. verzichtet werden.
Meßgeräte zur quantitativen Bestimmung der aus dem Reaktor erhaltenen Kohlendioxidmenge sind bekannt. Es ist auch denkbar, solche Analysatoren als Meßgeräte einzusetzen, die parallel zu der quantitativen Bestimmung der Kohlendioxidmenge auch die erhaltene Menge an meßbaren Stickstoffverbindungen z. B. NO feststellen, die ein Maß für die im Wasser enthaltenen flüchtigen Stickstoffverbindungen ist. Sofern die Temperatur in dem Reaktor 850°C nicht wesentlich übersteigt, braucht hierbei keine Vorkehrung dafür getroffen zu werden, um das Stripp- oder Trägergas (z. B. Luft) stickstoffrei zu halten, weil die Messung verfälschende Stickstoffverbindungen, z. B. das Stickstoffmonoxid, erst bei erheblich höheren Temperaturen (z. B. 1350°C) unmittelbar aus Stickstoff gebildet werden.

Claims (22)

1. Verfahren zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoffverbindungen (VOC) und/oder flüchtigen Stickstoffverbindungen, bei dem einer Meßmenge an Wasser Lauge zugegeben wird, um den Kohlendioxid-Gehalt in wassergebundene Kohlenstoff-Verbindungen umzuwandeln bzw. den Gehalt an Stickstoffverbindungen zu verdrängen und in Gasform auszutreiben, der gasförmige Anteil der Meßmenge an VOC bzw. an Stickstoffverbindungen von der Meßmenge getrennt und in Gegenwart von Sauerstoff zu Kohlendioxid bzw. Stickstoffmonoxid verbrannt wird und die resultierende Menge an Kohlendioxid bzw. Stickstoffmonoxid als Maß für den Anteil an VOC bzw. an flüchtigen Stickstoffverbindungen gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Lauge versetzten Meßmenge oder dem ausgetriebenen gasförmigen Anteil ein kohlendioxidfreies Strippgas bzw. ein Trägergas zur Förderung der Meßmenge und/oder des gasförmigen Anteils zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmenge während des Trennvorgangs (Strippens) des VOC-Anteils von der Meßmenge erwärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gasförmige VOC-Anteil bzw. das VOC/Trägergas- Gemisch vor dem Oxidationsvorgang abgekühlt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oxidationsvorgang ein kohlendioxidfreies sauerstoffhaltiges Brenngas zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägergas von Kohlendioxid befreite Luft zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der gemessenen Kohlendioxidmenge die aus dem Oxidationsvorgang resultierende Stickoxidmenge als Maß für den Anteil flüchtiger Stickstoffverbindungen in dem Wasser gemessen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Oxidationsvorgang entstehende Gasgemisch zur Ausscheidung von Wasser als Kondensat abgekühlt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der VOC-Anteil sich aus durch das Abwasser mitgeführtem VOC sowie gezielt zugegebenem Methanol, Ethanol oder Acetol zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Oxidationsvorgang entstehende Kohlendioxidmenge als Maß für den Anteil an VOC und Methanol, Ethanol bzw. Acetol gemessen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundlage der gemessenen Kohlendioxid­ menge und des Abwasserdurchsatzes die Zugabe an Methanol, Ethanol oder Acetol zu dem Abwasser geregelt wird.
11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Dosierpumpe (1) zur Entnahme einer vorbestimmten Meßmenge an Wasser aus einem Wasser-, insbesondere Abwasserstrom, mit einer Einrichtung (5) zur Zuführung von Lauge zu der Meßmenge, mit einer Einrichtung (7) zum Trennen (Strippen) eines Gasstroms von der Meßmenge, mit einem Reaktor (21) zum Erhitzen und Oxidieren des Gasstroms und mit einem an den Reaktor angeschlossenen Analysator (26) zur quantitativen Bestimmung des Anteils an Kohlendioxid und gegebenenfalls an Stickoxid in dem oxidierten Gasstrom.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Analysators (26) zur Bestimmung des Kohlendioxid-Anteils ein Analysator zur quantitativen Bestimmung des Anteils an Stickstoffverbindungen, z. B. an Stickstoffmonoxid, des oxidierten Gasstroms angeschlossen ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dosierpumpe (1) und der Einrichtung (7) zum Trennen des Gasstroms von der Meßmenge eine Zuleitung (8) zum gesteuerten Zuführen eines Stripp- und Trägergasstroms angeschlossen ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Trennen des Gasstroms von der Meßmenge beheizbar ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung zum Trennen des Gasstroms von der Meßmenge ein Gaskühler (16) mit einer Flüssigkeitsableitung (17) nachgeschaltet ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor (21) ein Gaskühler (24) mit einer Flüssigkeitsableitung (25) nachgeschaltet ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Trennen des Gasstroms von der Meßmenge mindestens eine Rohrkapillare (75) aufweist, durch die hindurch die Meßmenge bzw. das Gemisch aus Meßmenge und Strippgasstrom gefördert wird.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrkapillaren (75) hintereinander und/oder parallel zueinander angeordnet sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskühler (16, 24) ein sich nach oben verjüngendes stehendes Kühlrohr mit gekühlter Außenwand ist, das im unteren Endabschnitt einen tangential einmündenden Gas- und Flüssigkeitseinlaß und am oberen Endabschnitt einen Gasauslaß aufweist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (21) ein beheizbares Glasrohr (30) mit einer Füllung aus keramischen Körpern (35, 36), insbesondere keramischen Kugeln, ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper mit einem Katalysator beschichtet sind.
22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß am stromabseitigen Ende des Glasrohrs Trägerkörper (36) für einen Katalysator angeordnet sind.
DE19807839A 1998-02-25 1998-02-25 Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen Expired - Fee Related DE19807839C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19807839A DE19807839C2 (de) 1998-02-25 1998-02-25 Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19807839A DE19807839C2 (de) 1998-02-25 1998-02-25 Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19807839A1 DE19807839A1 (de) 1999-09-09
DE19807839C2 true DE19807839C2 (de) 2001-02-01

Family

ID=7858817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19807839A Expired - Fee Related DE19807839C2 (de) 1998-02-25 1998-02-25 Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19807839C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105890968B (zh) * 2016-05-27 2018-12-25 李永亮 一种防止凯氏定氮仪样品爆沸的加碱和稀释装置及方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2450703A1 (de) * 2010-11-08 2012-05-09 FATAX GmbH Vorrichtung und Verfahren zur gemeinsamen Bestimmung von Ammoniumsticksoff, Gesamtstickstoff und gesamtem organischem Kohlenstoff
CN106226131B (zh) * 2016-09-19 2023-08-18 中国石油大学(华东) 一种用于污水中挥发性有机物的采样系统及其采样方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3942229A1 (de) * 1989-12-21 1991-07-04 Maihak Ag Tic-abscheider
GB2294116A (en) * 1994-10-11 1996-04-17 Taylor Research & Dev Ltd Analysing for volatile organic compounds

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3942229A1 (de) * 1989-12-21 1991-07-04 Maihak Ag Tic-abscheider
GB2294116A (en) * 1994-10-11 1996-04-17 Taylor Research & Dev Ltd Analysing for volatile organic compounds

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GIT Fachzeit. Lab. 25. Jg. 5/81, S. 389 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105890968B (zh) * 2016-05-27 2018-12-25 李永亮 一种防止凯氏定氮仪样品爆沸的加碱和稀释装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE19807839A1 (de) 1999-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2442346A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von quecksilber-spuren in fluessigkeiten
DE2218776A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Analyse des Gehalts von Luft an Pollutionssubstanzen
DE19616760A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung gasförmiger Oxidationsprodukte
DE19806854C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des organischen Kohlenstoffs(TOC)-)Gehaltes in Flüssigkeiten, insbesondere Reinstwasser
DE3503315A1 (de) Gas/fluessigkeit-trennvorrichtung und zerstaeubungszelle
DE10216975B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Gas für die Isotopenverhältnisanalyse
EP3486637A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur detektion von fremdstoffen in einem flüssigen medium
DE3216109C2 (de) Kalibriergasgenerator
DE19807839C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Menge von in Wasser, insbesondere Abwasser, enthaltenen flüchtigen organischen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffverbindungen
DE3535029A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen ueberwachen eines waessrigen probenstroms auf organische bestandteile
EP0563447B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Gases in einer Metallschmelze
DE2261456A1 (de) Pyrolytische analyse von fluessigkeiten
WO2001090718A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von analytkonzentrationen
DE3942229C2 (de)
DE3321165C1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Vorausbestimmung und Überwachung des Sauerstoffbedarfs bei der Verbrennung schwefelwasserstoffhaltiger Gasgemische zur Schwefelgewinnung und Abgasreinigung
DE3511687C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von organischem Kohlenstoff in Wasser
DE3538778C2 (de)
DE2348090C2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von in einer Flüssigkeit gelösten Gaskomponenten in ein Trägergas
DE2852467A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur quantitativen analyse und dosierung von alpha -diketonen oder anderen substanzen, insbesondere bei der biervergaerung
AT525893B1 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Herkunftsbestimmung eines aus einem Kraftstoff gewonnenen, durchmischten Prüfgases
DE19515561C2 (de) Verfahren zur Bestimmung von Kohlenwasserstoffen
DE19617910B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Gehalts an oxidierbaren Inhaltsstoffen in wässrigen Flüssigkeiten
DE3820899C1 (en) Method and apparatus for the continuous measurement and adjustment of the NH3 leakage in the waste stream from waste gas denitrogenation by means of ammonia
DE2265085C3 (de) Vorrichtung zur pyrolytischen Bestimmung von Quecksilber
DE2643650C2 (de) Verfahren zur quantitativen Bestimmung leicht zu verflüchtigender Elemente

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee