DE2362773A1 - Determn of carbon contained in organic impurities in water - by oxidation under action of UV radiation - Google Patents
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Abstract
Description
NACHQEREICHTSUBSCRIBED
Dr. Michael Hann 14. Dezember 1973Dr. Michael Hann December 14, 1973
63 Gießen . -63 casting. -
Ludwigstraße 67 'Ludwigstrasse 67 '
Professor Dr. Heinrich Sontheimer, Karlsruhe und Dipl.-Chem Peter Wolfel, KarlsruheProfessor Dr. Heinrich Sontheimer, Karlsruhe and Dipl.-Chem Peter Wolfel, Karlsruhe
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG VON ORGANISCH GEBUNDENEM KOHLENSTOFF IN X-JASSER DURCH PHOTOCHEMISCHE OXIDATION ·DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING ORGANICALLY Bound CARBON IN X-JASSER BY PHOTOCHEMICAL OXIDATION
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser- durch photochemische Oxidation.This invention relates to an apparatus and method for the determination of organically bound carbon in water by photochemical oxidation.
Bei den bisher bekannten Geräten, zur Bestimmung von . organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser erfolgt eine quantitative Oxidation der organischen Wasserinhaltsstoffe zu Kohlendioxid. Diese Oxidation wird entweder durch thermische Verbrennung oder auf chemischem Weg in Form einer Naßoxidation durchgeführt. Das entstehende Kohlendioxid wird durch einen Sauerstoff- bzw. Luftstrom in einen angeschlossenen Infrarotspektrographen überführt und dort quantitativ gemessen oder mit einer chemischen Methode bestimmt.In the previously known devices, for the determination of. Organically bound carbon in water results in a quantitative oxidation of the organic substances contained in the water to carbon dioxide. This oxidation is either thermal Incineration or by chemical means in the form of wet oxidation. The resulting carbon dioxide will transferred by an oxygen or air flow to a connected infrared spectrograph and measured there quantitatively or determined by a chemical method.
Bei Verfahren, welche die organische Substanz bei 600 bis 900 C zu CO~ verbrennen, wird die Probe, entweder diskon-In processes that burn the organic substance at 600 to 900 C to CO ~, the sample is either dis-
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tinuierlich in Mengen von 10 - 200 u,l eingespritzt oder kontinuierlich in die Verbrennungsapparatur eingetropft.Injected continuously in quantities of 10-200 u, l or dripped continuously into the combustion apparatus.
• Die Leistungsfähigkeit der Einspritzmethode ist dadurch begrenzt, daß nur kleine Probemengen eingesetzt werden können und sich die Adsorptionsbedingungen für das CO9 nach dem Einspritzvorgang durch den Wechsel von trockenem Sauerstoffstrom zum wasserdampfhaltigen Gasgemisch an den Innenwänden der Apparatur ändern. Die Folge davon ist eine Adsorption von CO« - Spuren an den Innenwänden der Apparatur während der Trockenlaufzeiten und eine teilweise Verdrängung des adsorbierten CO2 während der Messzeiten, wodurch das verdrängte CO9 vom Gasstrom mitgenommen und im Analysator mitgemessen wird. Es wird somit ein Gehalt an organischen Stoffen in der Wasserprobe vorgetäuscht, der in Wirklichkeit gar nicht vorhanden ist.• The efficiency of the injection method is limited by the fact that only small sample quantities can be used and the adsorption conditions for the CO 9 change after the injection process due to the change from dry oxygen flow to the gas mixture containing water vapor on the inner walls of the apparatus. The consequence of this is an adsorption of CO «traces on the inner walls of the apparatus during the dry running times and a partial displacement of the adsorbed CO 2 during the measuring times, whereby the displaced CO 9 is carried along by the gas flow and measured in the analyzer. This simulates a content of organic substances in the water sample that is not actually present.
Außerdem muß bei der Einspritzmethode der anorganisch gebundene Kohlenstoff, wie er in allen natürlichen Wässern in Form von CO2, HCO3 und CO3 vorliegt, vor der eigentlichen Messung des organisch gebundenen Kohlenstoffs in jeder Probe durch Ansäuern und Ausgasen des gebildeten CO9 mit Luft oder einem anderen Gas entfernt werden. Dabei werden jedoch flüchtige organische Stoffe ebenfalls mit ausgetrieben, so daß sie der Messung verlorengehen.·In addition, in the injection method, the inorganically bound carbon, as it is in all natural waters in the form of CO 2 , HCO 3 and CO 3 , must be carried out before the actual measurement of the organically bound carbon in each sample by acidifying and outgassing the CO 9 formed with air or another gas. However, volatile organic substances are also expelled, so that they are lost to the measurement.
Ein Teil dieser Schwierigkeiten lässt sich vermeiden, wenn man die Probe nicht einspritzt, sondern kontinuierlich zutropft. Hierdurch werden vor allem die Messgenauig-Some of these difficulties can be avoided if the sample is not injected, but rather continuously drips. Above all, this improves the measurement accuracy
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keit und die Empfindlichkeit verbessert. Durch ein entsprechendes Zusatzgerät lässt sich dabei auch eine automatische Probendosierung erreichen.speed and sensitivity improved. With a corresponding An additional device can also be used for automatic sample dosing.
Die Leistungsfähigkeit der mit thermischer Verbrennung arbeitenden Apparaturen wird aber durch folgende Faktorei ibegrenzt:The efficiency of thermal combustion working equipment is provided by the following trading post ilimited:
1. Es lässt sich nur eine bestimmte Wassermenge pro Zeiteinheit verdampfen,: da sonst die Druckstösse in der Apparatur beim Einspritzverfahren zu groß werden bzw. der Verbrennungsteil bei einer kontinuierlichen Verfahrensweise zu stark abgekühlt wird und die Verbrennung infolgedessen nur unvollständig verläuft. Dadurch Xtfird eine untere Erfassungsgrenze festgelegt.1. There is only a certain amount of water per unit of time evaporate: otherwise the pressure surges in the The equipment used in the injection process becomes too large or the combustion part in a continuous process is cooled too much and the combustion is not complete as a result. As a result, a lower detection limit is set.
2. Die Analyse stark saurer Wasser ist nicht möglich, weil anorganische-Säuren bei 600 - 9OO0C teilweise zersetze werden. Die Zersetzungsprodukte führen zu agressivan Nebeln, welche die Küvetten des Infrarotanalysators verunreinigen und nach.einiger Zeit unbrauchbar machen.2. The analysis strongly acidic water is not possible because inorganic acids at 600 - 9OO 0 C are partially Decompose. The decomposition products lead to aggressive mists which contaminate the cuvettes of the infrared analyzer and make them unusable after a while.
3. Die in natürlichen Wässern enthaltenen anorganischen Salze verbleiben im Verbrennungsteil. Das kann aufwendige Reinigungen bzw. eine Erneuerung des Verbrer„_ungs· teils der Apparatur zur Folge haben. Sublimationsfa- .,-^e Salze, wie z.B. Ammoniumverbindungen führen zu Abl„o_- rungen hinter dem Verbrennungsteil der Apparatur.3. The inorganic salts contained in natural water remain in the combustion section. This can result in costly cleaning or replacement of the combustion part of the apparatus. Sublimationsfa-, -. ^ E salts such as ammonium compounds cause Abl "o _- implications behind the combustion part of the apparatus.
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4. Bei allen thermischen, insbesondee jedoch bei den kontinuierliclvarbeitenden Verfahren ist die "Anfahrzeit" der Apparatur unverhältnismäßig lang. Das bedeutet, daß es sich kaum lohnt, die Anlage wegen 5 oder 10 Proben in Gang zu setzen. Wenn nur wenige Proben pro Tag anfallen, erschwert' dieser Umstand die Verwendung solcher Messverfahren.4. With all thermal, but especially with the continuous working process is the "start-up time" the apparatus disproportionately long. This means that it is hardly worthwhile to use the system because of 5 or to start 10 samples. If there are only a few samples per day, this makes it more difficult the use of such measurement methods.
Die Verfahren, bei denen die organische Substanz auf chemischem Wege zu CO2 oxidiert wird und bei denen als Oxidationsmittel hauptsächlich Kaliumdichromat oder Peroxodisulfate mit entsprechenden Katalysatoren verwendet werden, haben gegenüber den thermischen den Vorteil, daß sich im Reaktionsteil der Apparatur keine anorganischen Salze ablagern können, weil für jede Probe eine frische Oxidationslösung verwendet wird. Fon Nachteil ist es jedoch, daß die zur Nassoxidation verwendeten Chemikalien oft nur schwer absolut frei von organischen Substanzen herzustellen sind. Dadurch,sowia durch die unvollständige Oxidation bei zu großer Verdünnung ergibt sich auch bei diesen Verfahren eine untere Nachweisgr:enze, welche die Erfassung sehr niedriger Konzentrationen unmöglich macht.The processes in which the organic substance is chemically oxidized to CO 2 and in which the oxidizing agent mainly used is potassium dichromate or peroxodisulfate with appropriate catalysts, have the advantage over the thermal that no inorganic salts can be deposited in the reaction part of the apparatus, because a fresh oxidation solution is used for each sample. However, it is a disadvantage that the chemicals used for wet oxidation are often difficult to produce absolutely free of organic substances. As a result, as well as due to the incomplete oxidation in the case of too great a dilution, a lower detection limit also results with these methods, which makes the detection of very low concentrations impossible.
Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens mit deren Hilfe einerseits die beschriebenen Nachteile der genannten Verfahren ver-The object of this invention is, on the one hand, to create a device and a method with the aid thereof the described disadvantages of the processes mentioned
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mieden und andererseits sowohl die Vorteile der thermischen Verbrennung, d.h. sauberes Arbeiten ohne agressive Reagenzien und geringe Betriebskosten durch Wegfall teurer Chemikalien, als auch die Vorteile der chemischen Naßoxidation, d.h. geringe Zeit zum Anfahren der Apparatur und keine Bildung von anorganischen Ablagerungen im Reaktionsteil· der Apparatur, erzielt werden sollen.avoided and on the other hand both the advantages of thermal Combustion, i.e. clean work without aggressive reagents and low operating costs due to elimination more expensive chemicals, as well as the benefits of chemical Wet oxidation, i.e. short time to start up the apparatus and no formation of inorganic deposits in the reaction part the apparatus, are to be achieved.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gelöst, bei denen die Oxidation der im Wasser vorhandenen organischen Stoffe durch photochemische Oxidation unter Einfluß des UV-Lichts einer Quecksilberdampflampe erfolgt. Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch Oxidation organischer Substanzen, welche gekennzeichnet ist durch ein Betrahlungsgefäß mit einem Kühlmantel; zur Aufnähme einer Wasserprobe, einer in diesem Gefäß im wesentlichen zentral angeordneten Quecksilberdampflampe, einer Öffnung zum Einführen der Wasserprobe in das Bestrahlungsgefäß, einem im unteren Teil des Bestrahlungsgefäßes angeordneten Trittenboden, Mitteln zur Einführung des Sauerstoffs in das Bestrahlungsgefäß unterhalb des Frittenbodens und Mitteln zur Abführung und Bestimmung des durch Oxidation der organischen Substanzen gebildeten Kohlendioxids.This object is achieved according to the invention by a device and a method solved in which the oxidation of the organic substances present in the water by photochemical Oxidation takes place under the influence of UV light from a mercury vapor lamp. The subject of the invention is therefore a device for the determination of organically bound carbon in water by oxidation of organic Substances, which is characterized by an irradiation vessel with a cooling jacket; to take a water sample, a mercury vapor lamp arranged essentially centrally in this vessel, an opening for introducing the water sample in the irradiation vessel, a step base arranged in the lower part of the irradiation vessel, means for Introduction of the oxygen into the irradiation vessel below of the frit base and means for removing and determining what is formed by the oxidation of the organic substances Carbon dioxide.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Bestimmu-.-r von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch Oxidation organischer Substanzen, Austreibung und Bestimmung des ge-The invention also comprises a method for determining u -.- r of organically bound carbon in water through oxidation of organic substances, expulsion and determination of the
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bildeten Kohlendioxids in einem Gasanalysator, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die photochemische Oxidation durch Sauerstoff in einem Bestrahlungsgefäß unter Einwirkung von UV-Licht einer Quecksilberdampflampe erfolgt, wobei das entstandene Kohlendioxid ausgetrieben und in üblicher Weise bestimmt wird.formed carbon dioxide in a gas analyzer, which is characterized in that the photochemical oxidation by oxygen in an irradiation vessel under the action of UV light from a mercury vapor lamp takes place, the resulting carbon dioxide being expelled and determined in the usual way.
Der Aufbau und die Arbeitsweise der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung werden anhand der Abbildungen eingehender erläutert.The construction and the mode of operation of the device and the method according to the invention are illustrated with reference to the figures explained in more detail.
Die Abbildung 1 zeigt die vollständige Vorrichtung gemäßFigure 1 shows the complete device according to
der Erfindung.the invention.
Die Abbildungen 2 und 3 geben zwei zusätzliche VariationFigures 2 and 3 give two additional variations
möglichkeiten dieser Vorrichtung wieder.possibilities of this device again.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß 'der Erfindung, welche auch in dem Verfahren Verwendung findet, besteht aus einem Bestrahlungsgefäß 1, das mit einem Kühlmantel 2 umgeben ist. Dieser Kühlmantel wird ebenso wie ein derartiger, der bevorzugt für die Kühlung einer in diesem Gefäß 1 im wesentlichen zentral angeordneten Quecksilberdampflampe 7 vorgesehen ist, von Wasser durchströmt, welches mittels eines Thermostats auf einer Temperatur zwischen 30 und 50 C, vorzugsweise von etwa 40 G gehalten wird. Dadurch bleibt einerseits die Temperatur des Wasser im Reakt ions gefäß, die ohneA preferred embodiment of the device according to 'of the invention, which is also used in the method finds, consists of an irradiation vessel 1 which is surrounded by a cooling jacket 2. This cooling jacket will as well as such a type, which is preferably used for cooling a substantially centrally arranged in this vessel 1 Mercury vapor lamp 7 is provided, flowed through by water, which by means of a thermostat at a temperature between 30 and 50 C, preferably of about 40 G is kept. This remains on the one hand the temperature of the water in the reaction vessel without
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Thermostatisierung nach längerer Bestrahlungszeit bis zum ■Siedepunkt steigen würde, konstant, und andererseits wird der Brenner der Quecksilberdampflampe, vorzugsweise einer Niederdruck-Quecksilberdampflampe, auf der für die UV-Lampe optimalen Arbeitstemperatur gehalten.Thermostatic control after a long irradiation time up to ■ Boiling point would rise, constant, and on the other hand the burner of the mercury vapor lamp, preferably one Low-pressure mercury vapor lamp, kept at the optimum working temperature for the UV lamp.
Durch den Ablaßhahn 4 wird gelegentlich Wasser aus dem Bestrahlungsgefäß 1 abgelassen, weil dort der Wasserspiegel durch Zugabe von Proben ansteigen kann.Occasionally, water is drained from the irradiation vessel 1 through the drain cock 4 because the water level is there can increase by adding samples.
Das mit konzentrierter Phosphorsäure oder konzentriereer Schwefelsäure vorzugsweise auf einen pH-Wert unterhalb von 4,5 , besonders bevorzugt auf einem pH-Wert gleich oder kleiner als 2 eingestellte Wasser im Reaktionsgefäß wird kontinuierlich von Sauerstoff durchströmt, der durch den Frittenboden 3 in.das Gefäß gelangt. Hierdurch ist eine ausreichende Durchmischung des Wassers mit Sauerstoff gewährleistet. Der Sauerstoff wird vorher durch Trockentürca mit Kieselgel 13 und Natronasbest 14 von Feuchtigkeit und Kohlendioxid befreit und mittels eines Nadelventils l5 und: eines Strömungsmessers 16 auf eine konstante Strömungsge- ι schwindigkeit gebracht. Nachdem der Gasstrom das Wasser im Reaktionsgefäß wieder verlassen hat, gelangt er durch den Kühler 6 in den Rohrofen 8. Der Kühler 6 ist vorzugsweise mit Glasspiralen, Raschigringen oder ähnlichem Material gefüllt und hat die Aufgabe, die dem Gasstrom anhaftende Feuchtigkeit zu kondensieren. Der Kühler ist bevorzugt so angeordnet, daß das sich bildende Kondensat in die Apparatur zurückfließt. Der Rohrofen 8 ist mit einem Quarzrohr versehen, welches mit Quarzstücken gefüllt ist, auf die ein Platinkatalysator aufgebracht ist. Er hat einerseits die Aufgabe, das Ozon zu zerstören, welches durch Bestrahlung des Sauerstoffs entstanden ist und dient andererseits dazu, die flüchtigen organischen Stoffe vollständig zu CO2 zu oxidieren.The water in the reaction vessel, which is adjusted to a pH value below 4.5, particularly preferably to a pH value equal to or less than 2, with concentrated phosphoric acid or concentrated sulfuric acid is continuously flowed through by oxygen, which flows through the fritted base 3 into the vessel got. This ensures that the water is sufficiently mixed with oxygen. The oxygen is previously freed of moisture and carbon dioxide through a drying door with silica gel 13 and soda asbestos 14 and brought to a constant flow rate by means of a needle valve 15 and a flow meter 16. After the gas flow has left the water in the reaction vessel again, it passes through the cooler 6 into the tubular furnace 8. The cooler 6 is preferably filled with glass spirals, Raschig rings or similar material and has the task of condensing the moisture adhering to the gas flow. The cooler is preferably arranged so that the condensate that forms flows back into the apparatus. The tube furnace 8 is provided with a quartz tube which is filled with quartz pieces to which a platinum catalyst is applied. On the one hand, it has the task of destroying the ozone that was created by irradiating the oxygen and, on the other hand, it serves to completely oxidize the volatile organic substances to CO 2.
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Nachdem der Gasstrom den Rohrofen passiert hat, gelangt er durch eine Sicherheitswasehflasche 9 in die mit Schwefelsäure gefüllte Waschflasche 10. Hier wird dem Gas der letzte .Rest der Feuchtigkeit entzogen, bevor es in einen Gasanalysator 11, bevorzugt in einen Infrarot-Gasariälysator gelangt.After the gas flow has passed the tubular furnace, it passes through a safety washing bottle 9 into the one with sulfuric acid Filled wash bottle 10. Here the last remaining moisture is removed from the gas before it is put into a gas analyzer 11, preferably passed into an infrared gas analyzer.
Für die Durchführung einer Analyse führt man eine Wasserprobe beispielsweise mit einer Spritze bei ausgeschalteter UV-Lampe durch die Einspritzöffnung 5 ein. Dabei gelangt die Probe ohne Verzögerung in das stark saure, kohlenstoffreie Wasser des Bestrahlungsapparates, wo sie durch den Sauerstoffstrom von anorganischem Kohlendioxid befreit wird. Dieser Vorgang ist abgeschlossen, wenn der Schreiber des am Xnfrarot-Gasanalysators 11 angeschlossenen KompensationsSchreibers 12 auf der Null-Linie angelangt ist. Erst jetzt wird die UV-Lampe eingeschaltet. Durch die Einwirkung der UV-Strahlen in Gegenwart von Sauerstoff werden alle gelösten organischen Verbindungen oxidiert und als Kohlendioxid auf dem Schreiber 12 registriert. Hat der Schreiber wieder die Null-Linie erreicht, so sind sämtliche organische Stoffe oxidiert worden, und die UV-Lampe kann ausgeschaltet werden.To carry out an analysis, a water sample is introduced through the injection opening 5, for example with a syringe, with the UV lamp switched off. The sample reaches the strongly acidic, carbon-free water of the irradiation apparatus without delay, where it is freed from inorganic carbon dioxide by the flow of oxygen. This process is completed when the recorder of the compensation recorder 12 connected to the Xnfra red gas analyzer 11 has reached the zero line. Only now is the UV lamp switched on. As a result of the action of the UV rays in the presence of oxygen, all dissolved organic compounds are oxidized and recorded on the recorder 12 as carbon dioxide. When the recorder has reached the zero line again, all organic substances have been oxidized and the UV lamp can be switched off.
Während der Oxidation hat der Infrarot-Gasanalysator 11 kontinuierlich die zu jedem Zeitpunkt im Trägergas, z.B.During the oxidation, the infrared gas analyzer 11 continuously the at any point in time in the carrier gas, e.g.
im Sauerstoff, vorliegende Konzentration an Kohlendioxid analysiert, so daß auf dem angeschlossenen Schreiber 12 eine Kurve erscheint, deren Fläche direkt proportional der .aus dem Kohlenstoff der Proben entstandenen C09-Menge ist. Verwendet man einen Schreiber mit Integrator, so gibt dieser besagte Fläche unter der Kurve in Skalenteilen an. In Ver-analyzes of carbon dioxide in oxygen concentration present, so that a waveform is displayed on a connected recorder 12, whose area is directly proportional to the resulting .from the carbon of the samples C0 9 quantity. If you use a recorder with an integrator, this indicates the area under the curve in scale divisions. In verse
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bindung mit einer Eichkurve, die man sich beispielsweise durch Oxidation einer Oxalsäurelösung bekannten Kohlenstoff gehaltes hergestellt hat, lässt sich der Gehalt an organischem Kohlenstoff, ermitteln. Die Eichung kann auch direkt über die Kohlendioxidmessung erfolgen.binding with a calibration curve, which you can, for example has produced known carbon content by oxidation of an oxalic acid solution, the content of organic carbon. The calibration can also take place directly via the carbon dioxide measurement.
Die pro Analyse aufzuwendende Zeit lässt sich verkürzen, wenn man die Entfernung des anorganisch gebundenen Kohlenstoffs nicht erst im Bestrahlungsgefäß, sondern in bekannter Weise schon vorher durchführt. Hierzu wird die Probe mit konzentrierter Phosphorsäure oder Schwefelsäure auf einen pH-Wert unterhalb von 4,5 angesäuert und ca,15 bis 20 Minuten begast, bis sie frei von Kohlendioxid ist. Die Begasung kann sowohl mit Sauerstoff als auchmit Luft durchgeführt werden.The time required per analysis can be shortened by removing the inorganically bound carbon not first in the irradiation vessel, but in a known manner beforehand. For this purpose, the sample is concentrated with Phosphoric acid or sulfuric acid acidified to a pH value below 4.5 and fumigated for about 15 to 20 minutes, until it is free of carbon dioxide. The gassing can be carried out both with oxygen and with air.
Diese Luftbehandlung lässt sich allerdings nicht anwenden, wenn das zu untersuchende Wasser flüchtige organische Verbindungen enthält, da diese beim Begasen zusammen mit dem Kohlendioxid aus anorganisch gebundenem Kohlenstoff entfernt werden. Will man die flüchtigen organischen Verbindungen neben nicht-fluchtigen und anorganisch gebundenem Kohlenstoff mitbestimmen, muss man von jeder Probe eine dreifache Kohlenstoffbestimmung durchführen. Dazu wird bei ausgeschalteter Lampe eine Probe eingespritzt. Durch den Gasstrom werden das CO« aus anorganisch gebundenem Kohlenstoff und die flüchtigen '. organischen Stoffe ausgetrieben. Beim Passieren des Rohrofens werden die flüchtigen organischen Stoffe zu CO2 oxidiert. Auf diese Weise erhält man die Summe aus CO« des anorganisch gebundenen Kohlenstoffs und CO2 der flüchtigen organischen Stoffe. Ist der Schreiber auf der. Nullinie angelangt, wird die UV-Lampe eingeschaltet, und die nicht-fluchtigen organischen Verbindungen werden im Gefäß 1 in Gegenwart von Sauerstoff zu CO.However, this air treatment cannot be used if the water to be investigated contains volatile organic compounds, since these are removed from inorganically bound carbon together with the carbon dioxide during the gassing process. If you want to determine the volatile organic compounds in addition to non-volatile and inorganically bound carbon, you have to carry out a triple carbon determination for each sample. To do this, a sample is injected with the lamp switched off. The gas stream transforms the CO "from inorganically bound carbon and the volatile" ones. organic matter expelled. When passing through the tube furnace, the volatile organic substances are oxidized to CO 2. In this way the sum of CO «of the inorganically bound carbon and CO 2 of the volatile organic substances is obtained. Is the clerk on the. When the zero line is reached, the UV lamp is switched on and the non-volatile organic compounds are converted into CO in the presence of oxygen in the vessel 1.
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Man erhält so den Kohlenstoffgehalt der gelösten, nicht-flüchtigen organischen Substanzen sowie die Summe aus dem Kohlenstoffgehalt der flüchtigen organischen Substanzen und anorganisch gebundenem Kohlenstoff.This gives the carbon content of the dissolved, non-volatile organic substances as well as the sum of the carbon content of volatile organic substances and inorganic bound carbon.
Durch eine weitere Bestimmung wird das CO2 des anorganisch gebundenen Kohlenstoffs extra ermittelt. Im Gegensatz zur ersten Doppel-Bestimmung wird der Gasstrom jetzt nicht direkt vom Gefäß 1 zum Kühler 6 und weiter zum Rohrofen 8 geführt, sondern, wie aus Abb. 2 ersichtlich, mittels eines Dreiwegehahns 17, durch ein Belüftungsgefäß 18. In dieses Gefäß wird durch die Einspritzöffnung 20 eine Probe eingespritzt. Aus dem Tropftrichter 19 läßt man jetzt einige Tropfen konz. HCl zutropfen. Der mit anorganischen C0~ und flüchtigen organischen Stoffen beladene Gasstrom gelangt unter Umgehung des Rohrofens 8 in das Infrarotmeßgerät, wo nur das anorganische C0? registriert wird. Subtrahiert ;man jetzt das anorganische C0„ von der Summe aus anorganischen CO2 und flüchtigen organischen Stoffen, die man durch die erste Doppelmessung erhalten hat, so erhält man den Kohlenstoffgehalt der flüchtigen organischen Stoffe. The CO 2 of the inorganically bound carbon is determined separately by a further determination. In contrast to the first double determination, the gas flow is now not conducted directly from the vessel 1 to the cooler 6 and on to the tubular furnace 8, but, as can be seen from FIG the injection port 20 injects a sample. From the dropping funnel 19, a few drops of conc. Add HCl dropwise. The gas stream loaded with inorganic CO and volatile organic substances reaches the infrared measuring device, bypassing the tube furnace 8, where only the inorganic CO ? is registered. If you subtract the inorganic CO "from the sum of inorganic CO 2 and volatile organic substances, which you obtained from the first double measurement, you get the carbon content of the volatile organic substances.
Sollen die flüchtigen organischen Stoffe nicht gesondert bestimmt werden, so kann man bei der ersten Messung die Probe von Anfang an belichten. Man erhält dann die Summe des Kohlenstoffgehalts von flüchtigen und nicht-flucht igen organischer. Stoffen und anorganischen CO«. Subtraktion des anorganischen CO2 aus der zweiten Bestimmung ergibt dann die Summe des Kohlenstoffgehalts von flüchtigen und nicht-fluchtigen organischen Substanzen.If the volatile organic substances are not to be determined separately, the sample can be exposed from the beginning with the first measurement. The sum of the carbon content of volatile and non-volatile organic compounds is then obtained. Substances and inorganic CO «. Subtracting the inorganic CO 2 from the second determination then gives the sum of the carbon content of volatile and non-volatile organic substances.
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Als Oxidationsmittel wird bei der Erfindung bevorzugt Sauerstoff aus einer handelsüblichen O^-Stahlflasche benutzt. Anstelle von Sauerstoff lassen sich jedoch auch sauerstoffhaltige Gasmischungen, insbesondere Luft verwenden, die mit einer entsprechenden Pumpe 21 in das Bestrahlungsgefäß 1 gepumpt wird, wobei zwischen Pumpe 21 und Trockenturm 13 ein Filter 22, vorzugsweise ein Aktivkohlefilter:; geschaltet ist, um die organischen Luftverunreinigungen zurückzuhalten. In Abbildung 3 wird eine . derartige Anordnung wiedergegeben.Oxygen from a commercially available O ^ steel bottle is preferably used as the oxidizing agent in the invention. Instead of oxygen, however, oxygen-containing gas mixtures, in particular air, can also be used, which is pumped into the irradiation vessel 1 with a corresponding pump 21, with between pump 21 and drying tower 13, a filter 22, preferably an activated carbon filter :; is switched to hold back the organic air pollutants. In Figure 3, a. reproduced such an arrangement.
Als UV-Lampe hat sich besonders eine Quecksilber-Niederdruckdampf lampe bewährt, die eine StrahlungA mercury low-pressure vapor lamp that emits radiation has proven particularly useful as a UV lamp
sisi
mit den Wellenlängen X1 = 254 ma und X 2 = 185 nm abgibt, wodurch eine schnell verlaufende, vollständige photochemisehe Oxidation bewirkt wird. Die UV-Lampe hat in der Regel eine Leistung vonwith the wavelengths X 1 = 254 ma and X 2 = 185 nm, whereby a fast, complete phot ochemi see oxidation is effected. The UV lamp usually has an output of
Entsprechend ihrer photochemischen Oxidierbarkeit werden unterschiedliche organische Substanzen verschieden schnell zu Kohlendioxid oxidiert. Dies gestattet, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus dem zeitlichen Verlauf der GO^-Entstehung auch Aussagen über die Art der organischen Substanzen zu treffen. Durch Vergleichsmessungen mit bekannten Wässern wird dabei eine qualitative Aussage erhalten.According to their photochemical oxidisability Different organic substances are oxidized to carbon dioxide at different rates. This allows with the device according to the invention from the temporal course of the GO ^ formation also statements about the type of organic substances to be met. By comparative measurements with known waters, receive a qualitative statement.
Die Erfindung ermöglicht eine fehlerfreie Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser unter Vermeidung der beschriebenen Mängel von sowohl der thermischen Verbrennung als auch der chemischen Naßoxidation..The invention enables an error-free determination of organically bound carbon in water while avoiding the described shortcomings of both the thermal Combustion and chemical wet oxidation.
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Die Messempfindlichkeit liegt bei Verwendung eines handelsüblichen Gasanalysators mit einem Messbereich von 0 bis 30 ppm Kohlendioxid und eines Bestrahlungsgefäßes mit ca.l Liter Wasserinhalt bei 0,001 mg/1 Kohlenstoff. Dadurch wird die Analyse von Proben möglich, deren Kohlenstoffgehalt bisher nicht mehr bestimmbar war. Vorteilhalt ist neben der hohen Empfindlichkeit insbesondere der unkomplizierte Aufbau der Apparatur und die schnelle Betriebsbereitschaft. Der Verzicht auf.hohe Temperaturen und gefährliche Chemikalien bedingt ferner eine einfache Bedienung und eine geringe Reparaturanfal1igke it.The measuring sensitivity is when using a commercially available gas analyzer with a measuring range from 0 to 30 ppm carbon dioxide and an irradiation vessel with about 1 liter of water at 0.001 mg / 1 Carbon. This makes it possible to analyze samples whose carbon content can no longer be determined up to now was. The advantage is besides the high sensitivity in particular the uncomplicated construction of the equipment and the quick readiness for operation. The waiver auf.hohe temperatures and dangerous chemicals also require simple operation and low Need for repairs.
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BezugszeichenlisteList of reference symbols
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| DE2603752A1 (en) * | 1975-02-06 | 1976-08-19 | Sybron Corp | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING ORGANICALLY BONDED CARBON IN WATER OR Aqueous SOLUTIONS |
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| US7803631B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-09-28 | Lar Process Analysers Ag | Process and arrangement for determining water content |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2362773C2 (en) | 1982-12-30 |
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