DE2362773C2 - Method and device for the determination of organically bound carbon in water by photochemical oxidation - Google Patents
Method and device for the determination of organically bound carbon in water by photochemical oxidationInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser durch Oxidation organischer Substanzen mit Sauerstoff, Austreiben und Bestimmung des gebildeten Kohlendioxids in einem Gasanalysator.This invention relates to a method and an apparatus for the determination of organic Bound carbon in water by oxidizing organic substances with oxygen, expelling and Determination of the carbon dioxide formed in a gas analyzer.
Bei den bisher bekannten Geräten zur Bestimmung von organisch gebundenem Kohlenstoff in Wasser erfolgt die Oxidation der organischen Wasserinhaltsstoffe zu Kohlendioxid entweder durch thermische Verbrennung oder auf chemischem Weg in Form einer Naßoxidation. Das entstehende Kohlendioxid wird durch einen Sauerstoff- bzw. Luftstrom in einen angeschlossenen Gasanalysator, z. B. einen 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 the oxidation of the organic water constituents to carbon dioxide takes place either by thermal Incineration or by chemical means in the form of wet oxidation. The resulting carbon dioxide will by a flow of oxygen or air into a connected gas analyzer, e.g. B. an infrared spectrograph transferred and measured there quantitatively or determined with a chemical method.
Bei Verfahren, welche aie organische Substanz bei bis 9000C zu CO2 verbrennen, wird die Probe entweder diskontinuierlich in Mengen von 10—200μ1 eingespritzt oder kontinuierlich in die Verbrennungsapparatur eingetropft.In methods which aie organic substance to burn CO 2 at up to 900 0 C, the sample is either discontinuously injected in amounts of 10-200μ1 or continuously dropped into the combustion apparatus.
Die Leistungsfähigkeit der Einspritzmethode ist dadurch begrenzt, daß nur kleine Probemengen eingesetzt werden können und sich die Adsorptionsbedingungen für das CO2 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 COa-Spuren an den Innenwänden der Apparatur während der Trockenlaufzeiten und eine teilweise Verdrängung des adsorbierten CO2 während der Meßzeiten, wodurch das verdrängte CO2 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 istThe efficiency of the injection method is limited by the fact that only small sample quantities can be used and the adsorption conditions for the CO2 after the injection process by changing from dry oxygen flow to the gas mixture containing water vapor on the inner walls change the apparatus. The consequence of this is an adsorption of COa traces on the inner walls of the Apparatus during the dry run times and a partial displacement of the adsorbed CO2 during the measuring times, whereby the displaced CO2 is carried along by the gas flow and also measured in the analyzer will. A content of organic substances in the water sample is thus simulated, which in Reality does not even exist
Außerdem muß bei der Einspritzmethode der anorganisch gebundene Kohlenstoff, wie er in allen natürlichen Wässern in Form von CO2, HCO3- und CO32- vorliegt, vor der eigentlichen Messung des organisch gebundenen Kohlenstoffs in jeder Probe durch Ansäuern und Ausgasen des gebildeten CO2 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, with the injection method, the inorganically bound carbon, as it is present in all natural waters in the form of CO2, HCO3- and CO3 2 -, must be carried out before the actual measurement of the organically bound carbon in each sample by acidifying and outgassing the CO2 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 Meßgenauigkeit und die Empfindlichkeit verbessert Durch ein entsprechendes Zusatzgerät läßt sich dabei auch eine automatische Probendosierung erreichen.Some of these difficulties can be avoided if the sample is not injected, but rather continuously drips In this way, above all, the measurement accuracy and the sensitivity are improved With a corresponding additional device, an automatic sample metering can also be achieved.
Die Leistungsfähigkeit der mit thermischer Verbrennung arbeitenden Apparaturen wird aber durch folgende Faktoren begrenzt:The efficiency of the apparatus working with thermal combustion is however through the following factors are limited:
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 wird eine untere Erfassungsgrenze festgelegt.1. It can only evaporate a certain amount of water per unit of time, otherwise the pressure surges in the apparatus in the injection process become too large or the combustion part in a continuous process is cooled too much and the combustion as a result only runs incompletely. This sets a lower detection limit.
2. Die Analyse stark saurer Wasser ist nicht möglich, weil anorganische Säuren bei 600—9000C teilweise zersetzt werden. Die Zersetzungsprodukte führen zu agressiven Nebeln, weiche die Küvetten des Infrarotanalysators verunreinigen und nach einiger Zeit unbrauchbar machen.2. The analysis strongly acidic water is not possible because inorganic acids are decomposed at 600-900 0 C in part. 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 anorganisehen Salze verbleiben im Verbrennungsteil. Das kann aufwendige Reinigungen bzw. eine Erneuerung des Verbrennungsteils der Apparatur zur Folge haben. Sublimationsfähige Salze, wie z. B. Ammoniumverbindungen führen zu Ablagerungen hinter dem Verbrennungsteil der Apparatur.3. The inorganic salts contained in natural waters remain in the combustion part. That can be expensive cleaning or a renewal of the combustion part of the apparatus for Have consequence. Sublimationable salts, such as. B. Ammonium compounds lead to deposits behind the combustion part of the apparatus.
4. Bei allen thermischen, insbesondere jedoch bei den kontinuierlich arbeitenden 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. In all thermal processes, but especially in the case of continuously operating processes, the "start-up time" is the apparatus disproportionately long. That means that it is hardly worth the investment to start up for 5 or 10 samples. If there are only a few samples per day, difficult this circumstance the use of such measuring 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. Von Nachteil ist es jedoch, daß die zurThe processes in which the organic substance is chemically oxidized to CO2 and in which the main oxidizing agents are potassium dichromate or peroxodisulfate with appropriate catalysts are used, have the advantage over the thermal that in the reaction part of the apparatus no inorganic salts can deposit because a fresh oxidizing solution is used for each sample will. However, it is disadvantageous that the for
Naßoxidation verwendeten Chemikalien oft nur schwer absolut frei von organischen Substanzen herzustellen •sind. Dadurch sowie durch die unvollständige Oxidation bei zu großer Verdünnung ergibt sich auch bei diesen Verfahren eine untere Nachweisgrenze, »velche die Erfassung sehr niedriger Konzentrationen unmöglich machtChemicals used in wet oxidation are often difficult to produce absolutely free of organic substances •are. This, as well as the incomplete oxidation when the dilution is too great, also results in these Method has a lower detection limit, »making the detection of very low concentrations impossible power
Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens, mit deren Hilfe einerseits die beschriebenen Nachteile der genannten Verfahren vr<rmieden und andererseits sowohl die Vorteile der thermischen Verbrennung, d.h. sauberes Arbeiten ohne aggressive Reagenzien und geringe Betriebskosten durch Wegfall teurer Chemikalien, als auch die Vorteile dir chemischen Naßoxidation, d.h. geringe Zeit zum Anfahren der Apparatur und keine Bildung von anorganischen Ablagerungen im Reakiionsteil der Apparatur, erzielt werden sollen.The object of this invention is to provide an apparatus and a method by means of which on the one hand the described disadvantages of the mentioned method and on the other hand both the Advantages of thermal combustion, i.e. clean work without aggressive reagents and low Operating costs due to the elimination of expensive chemicals, as well as the advantages 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 to be achieved.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art daduich gelöst daß die Oxidation in einem Bestrahlungsgefäß unter Einwirkung von UV-Licht einer Quecksilberdampflampe fotochemisch erfolgt. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch ein Bestrahlungsgefäß mit einem Kühlmantel zur Aufnahme einer Wasserprobe, einer in diesem Gefäß im wesentlichen zentral angeordneten Quecksilberdampflampe, einer Öffnung zum Einführen der Wasserprobe in das Beslrahlungsgefäß, einem im unteren Teil des Bestrahlungsgefäßes angeordneten Frittenboden, Mitteln zur Einführung von Sauerstoff in das Bestrahlungsgefäli 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 with a method of the type mentioned at the beginning that the oxidation takes place in an irradiation vessel under the action of UV light from a mercury vapor lamp takes place photochemically. The invention also relates to a device for carrying out the method, which is characterized by an irradiation vessel with a cooling jacket for receiving a Water sample, a mercury vapor lamp arranged essentially centrally in this vessel, one Opening for introducing the water sample into the irradiation vessel, one in the lower part of the irradiation vessel arranged frit base, means for introducing oxygen into the irradiation vessel below the frit base and means for the removal and determination of the organic by oxidation Carbon dioxide formed substances.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung eingehender erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Die A b b. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.The A b b. 1 shows an embodiment of a device according to the invention.
Die A b b. 2 und 3 geben zwei zusätzliche Variationsmöglichkeiten dieser Vorrichtung wieder. The A b b. 2 and 3 show two additional possible variations of this device.
Die in A b b. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem Bestrahlungsgefäß l.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 !wischen 30 und 50° C, vorzugsweise von etwa 40° C gehalten wird. Dadurch bleibt einerseits die Temperatur des Wassers im Reaktionsgefäß, die ohne 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.The in A b b. The device shown in FIG. 1 consists of an irradiation vessel l. That with a cooling jacket 2 is surrounded. This cooling jacket, like one that is preferred for cooling an in This vessel 1 is provided essentially centrally arranged mercury vapor lamp 7, of water flows through, which by means of a thermostat at a temperature between 30 and 50 ° C, preferably is kept at about 40 ° C. As a result, on the one hand, the temperature of the water in the reaction vessel remains without thermostatting would rise to the boiling point after a longer irradiation time, constant, and on the other hand, the burner of the mercury vapor lamp, preferably a low-pressure mercury vapor lamp, kept at the optimal 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.Through the drain cock 4 water is occasionally drained from the irradiation vessel 1 because there the. The water level can rise due to the addition of samples.
Das mit konzentrierter Phosphorsäure oder konzentrierter 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 Trockentürme mit Kieselgel 13 und Natronasbest 14 von Feuchtigkeit und Kohlendioxid befreit und mittels eines Nadelventils 15 und eines Strömungsmessers 16 *uf eine konstante Strömungsgeschwindigkeit 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.That with concentrated phosphoric acid or concentrated sulfuric acid preferably to a pH value below 4.5, particularly preferably water adjusted to a pH value equal to or less than 2 Oxygen flows through the reaction vessel continuously and enters the vessel through the fritted base 3 got. This ensures sufficient mixing of the water with oxygen Oxygen is previously through drying towers with silica gel 13 and soda asbestos 14 of moisture and Carbon dioxide is freed and kept constant by means of a needle valve 15 and a flow meter 16 * Brought flow velocity. After the gas flow the water in the reaction vessel again has left, it passes through the cooler 6 into the tube furnace 8. The cooler 6 is preferably made with glass spirals, Raschig rings or similar material filled and has the task of adhering to the gas flow To condense moisture. The cooler is preferably arranged so that the condensate formed in the Apparatus flows back. The tube furnace 8 is provided with a quartz tube which is filled with pieces of quartz is to which a platinum catalyst is applied. On the one hand, it has the task of destroying the ozone, which by irradiation of the oxygen and serves on the other hand to the volatile organic To oxidize substances completely to CO2.
Nachdem der Gasstrom den Rohrofen passiert hat, gelangt er durch eine Sicherheitswaschflasche 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-Gasanalysator gelangt.After the gas flow has passed the tube furnace, it gets through a safety wash bottle 9 into the wash bottle 10 filled with sulfuric acid The last remainder of the moisture is removed from the gas before it is fed into a gas analyzer 11, preferably into a Infrared gas analyzer arrives.
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 Infrarot-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 organischen Stoffe oxidiert worden, und die UV-Lampe kann ausgeschaltet werden.To carry out an analysis, a water sample, for example with a syringe, is included switched off UV lamp through the injection opening 5 on. The sample arrives without delay into the strongly acidic, carbon-free water of the irradiation apparatus, where they are transported by the stream of oxygen is freed from inorganic carbon dioxide. This process is complete when the clerk of the compensation recorder 12 connected to the infrared gas analyzer 11 has reached the zero line is. Only now is the UV lamp switched on. Due to the action of UV rays in the presence all dissolved organic compounds are oxidized by oxygen and released as carbon dioxide on the Recorder 12 registered. When the writer has reached the zero line again, all organic substances are gone oxidized and the UV lamp can be turned off.
Während der Oxidation hat der Infrarot-Gasanalysator 11 kontinuierlich die zu jedem Zeitpunkt im Trägergas, z. B. 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 CO2-Menge ist. Verwendet man einen Schreiber mit Integrator, so gibt dieser besagte Fläche unter der Kurve in Skalenteilen an. In Verbindung mit einer Eichkurve, die man sich beispielsweise durch Oxidation einer Oxalsäureiösung bekannten Kohlenstoffgehaltes hergestellt hat, läßt sich der Gehalt an organischem Kohlenstoff ermitteln. Die Eichung kann auch direkt über die Kohlendioxidmessung erfolgen.During the oxidation, the infrared gas analyzer 11 has continuously the at any point in time in the carrier gas, e.g. B. in oxygen, the present concentration of carbon dioxide is analyzed so that a curve appears on the connected recorder 12, the area of which is directly proportional to the amount of CO 2 produced from the carbon in the samples. If you use a recorder with an integrator, this indicates the area under the curve in scale divisions. The organic carbon content can be determined in connection with a calibration curve which has been produced, for example, by oxidizing an oxalic acid solution with a known carbon content. 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 durchfahrt. Hierzu wird die Probe mit konzentrierterThe time to be expended per analysis can be shortened by removing the inorganic Bound carbon not only in the irradiation vessel, but in a known manner beforehand drive through. For this purpose, the sample is concentrated with
&5 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 auch mit Luft & 5 Phosphoric acid or sulfuric acid acidified to a pH value below 4.5 and fumigated for approx. 15 to 20 minutes until it is free of carbon dioxide. Fumigation can be carried out with both oxygen and air
durchgeführt werden.be performed.
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-flüchtigen 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 CO2 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 CO2 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-flüchtigen organischen Verbindungen werden im Gefäß 1 in Gegenwart von Sauerstoff zu CO2 oxidert 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.However, this air treatment cannot be used if the water to be examined contains volatile organic compounds, since these are removed from inorganically bound carbon during the gassing together with the carbon dioxide. 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 expels the CO2 from inorganically bound carbon and the volatile organic substances. When passing through the tube furnace, the volatile organic substances are oxidized to CO2. In this way, the sum of CO2 of the inorganically bound carbon and CO 2 of the volatile organic substances is obtained. Once the recorder has reached the zero line, the UV lamp is switched on and the non-volatile organic compounds are oxidized to CO2 in the presence of oxygen in vessel 1. This gives the carbon content of the dissolved, non-volatile organic substances and the sum of the carbon content of volatile organic substances and inorganically 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 A b b. 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 CO2 und flüchtigen organischen Stoffen beladene Gasstrom gelangt unter Umgehung des Rohrofens 8 in das Infrarotmeßgerät, wo nur das anorganische CO2 registriert wird. Subtrahiert man jetzt das anorganische CO2 von der Summe aus anorganischen CO? und flüchtigen organischen Stoffen, die man durch die erste Doppelmessung erhalten hat, so erhält man den Kohlenstoffgehalt der flüchtigen organischen Stoffe.The CO2 of the inorganically bound carbon is determined separately by means of 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 rather, as shown in A b b. 2, by means of a three-way valve 17, through a ventilation vessel 18. A sample is injected into this vessel through the injection opening 20. From the dropping funnel 19, a few drops of conc. Add HCl dropwise. The gas stream loaded with inorganic CO 2 and volatile organic substances reaches the infrared measuring device, bypassing the tubular furnace 8, where only the inorganic CO 2 is registered. Do you now subtract the inorganic CO 2 from the sum of the inorganic CO? and volatile organic substances obtained from the first double measurement, the carbon content of the volatile organic substances is obtained.
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-flüchtigen organischen Stoffen und anorganischen CO2. Subtraktion des anorganischen CO2 aus der zweiten Bestimmung ergibt dann die Summe des Kohlenstoffgehalts von flüchtigen und nicht-flüchtigen organischen Substanzen.If the volatile organic substances are not to be determined separately, one can use the first Exposure the sample from the beginning. The sum of the volatile carbon content is then obtained and non-volatile organic substances and inorganic CO2. Subtract the inorganic CO2 from the The second determination then gives the sum of the carbon content of volatile and non-volatile organic substances.
Als Oxidationsmittel wird bevorzugt Sauerstoff aus einer handelsüblichen 02-Stahlflasche benutzt. Anstelle von Sauerstoff lassen sich jedoch auch sauerstoffhaltigeThe preferred oxidizing agent is oxygen from a commercially available 02 steel bottle. Instead of oxygen can also contain oxygen
iü 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 Abb. 3 wird eine derartige Anordnung wiedergegeben.iü Use gas mixtures, especially air, that contain a corresponding pump 21 is pumped into the irradiation vessel 1, with between pump 21 and Drying tower 13 a filter 22, preferably an activated carbon filter, is connected to the organic air pollutants hold back. Such an arrangement is shown in Fig. 3.
Als UV-Lampe hat sich besonders eine Quecksilber-Niederdruckdampflampe bewährt, die eine Strahlung mit den Wellenlängen λ = 254 nm und A2 = 185 nm abgibt, wodurch eine schnell verlaufende, vollständige photochemische Oxidation bewirkt wird. Die UV-Lampe hat in der Regel eine Leistung von 100 Watt.A low-pressure mercury lamp which emits radiation with the wavelengths λ = 254 nm and A 2 = 185 nm, which causes rapid, complete photochemical oxidation, has proven particularly useful as a UV lamp. The UV lamp usually has an output of 100 watts.
Entsprechend ihrer photochemischen Oxidierbarkeit werden unterschiedliche organische Substanzen verschieden schnell zu Kohlendioxid oxidiert. Dies gestattet, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus dem zeitlichen Verlauf der CO2-Entstehung auch Aussagen über die Art der organischen Substanzen zu treffen. Durch Vergleichsmessungen mit bekannten Wässern wird dabei eine qualitative Aussage erhalten.Depending on their photochemical oxidizability, different organic substances are oxidized to carbon dioxide at different speeds. With the device according to the invention, this also allows statements to be made about the type of organic substances from the course of the CO 2 formation over time. A qualitative statement is obtained by means of comparative measurements with known waters.
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 deficiencies described from both thermal combustion and wet chemical oxidation.
Die Meßempfindlichkeit liegt bei Verwendung eines handelsüblichen Gasanalysators mit einem Meßbereich von 0 bis 30 ppm Kohlendioxid und eines Bestrahlungsgefäßes mit ca. 1 Liter Wasserinhalt bei 0,001 mg/1 Kohlenstoff. Dadurch wird die Analyse von Proben möglich, deren Kohlenstoffgehalt bisher nicht mehr bestimmbar war. Vorteilhaft 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 ReparaturanfälligkeitThe 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 approx. 1 liter water content at 0.001 mg / 1 Carbon. This makes it possible to analyze samples whose carbon content was previously no longer possible was determinable. In addition to the high sensitivity, the uncomplicated structure is particularly advantageous the apparatus and the quick readiness for operation The renunciation of high temperatures and dangerous Chemicals also require simple operation and a low need for repairs
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (5)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19732362773 DE2362773C2 (en) | 1973-12-17 | 1973-12-17 | Method and device for the determination of organically bound carbon in water by photochemical oxidation |
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