DE2811135A1

DE2811135A1 - Verfahren zum quantitativen bestimmen von kohlenstoff organischer verbindungen in wasser

Info

Publication number: DE2811135A1
Application number: DE19782811135
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Jaenicke; Werner Dipl Phys Dr Melzer; Helmut Schroeder
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-03-15
Filing date: 1978-03-15
Publication date: 1979-09-20
Also published as: ATA186979A; FR2420141A1; US4217108A; CH639775A5; FR2420141B1; NL7902041A; DD142475A5; AT379900B; SE7902259L; DK105779A; SE439069B; IT1111531B; GB2016688B; IT7920943A0; GB2016688A; JPS54127392A; BE874869A; CA1117403A; DE2811135C2

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

Aktenzeichen - HOE 78/F 056

Datum: 14. März 1978 - D.Ph.HS/sch

Verfahren zum quantitativen Bestimmen von Kohlenstoff organischer Verbindungen in Wasser

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum quantitativen Bestimmen des gesamten Kohlenstoffs der in Form von organischen Verbindungen in Wasser vorhanden ist.

Im Folgenden bedeutet:

TC (Total .Carbon) der gesamte in Wasser vorhandene Kohlenstoff;

TAC (Total Morganic C_arbon) der gesamte im Wasser vorhandene Kohlenstoff in Form von anorganischen Verbindungen; TOC (Total J3rganic Carbon) der gesamte im Wasser vorhandene Kohlenstoff in Form von organischen Verbindungen; Sauerstoff, reiner Sauerstoff und alle sauerstoffhaltigen Gase, insbesondere Luft.

TOC Bestimmungen sind bekannt. Man mißt TC und TAC und ermittelt durch Differenzenbildung TOC. Das zu analysierende Wasser wird zum Messen des TC in einer kleinen Menge in einen auf ca. 900⁰C beheizten Reaktor dosiert, der von einem großen, konstanten Volumenstrom sauerstoffhaltigen Trägergases durchflossen wird. Das Volumenverhältnis Wasserdampf zu Trägergas beträgt etwa 1 : 100. Im Reaktor

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wird der etwa vorhandene Kohlenstoff zu CO₂ umgesetzt und in einem nachgeschalteten IR-Photometer gemessen. Zur Bestimmung des TAC wird Wasser und Trägergas im gleichen Volumenverhältnis wie oben in eine auf 150⁰C gehaltene Phosphorsäurevorlage geleitet. Dabei tritt eine Umwandlung des in Form von anorganischen Verbindungen vorliegenden Kohlenstoffs zu CO₃ ein, das ebenfalls mit dem IR-Photometer gemessen wird. Die Differenz aus TC und TAC ergibt TOC. Nachteilig bei dieser Methode sind die hohen Anforderungen an die Dosiergenauigkeit der Wasserprobe, insbesondere bei stark verschmutztem Abwasser.

Es bestand demnach die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Anforderungen an die Dosiergenauigkeit sehr gering sind.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man a) das kohlenstoffhaltige Wasser in Gegenwart von Sauerstoff bei ca. 900° C,

verdampft, wobei der Sauerstoff 1 bis 5 Vol.-%, bezogen auf die Wasserdampfmenge, nicht überschreiten soll und die CO„-Konzentration mißt, b) das kohlenstoffhaltige Wasser ohne Sauerstoff bei der unter a) genannten Temperatur verdampft und die C0₂~Konzentration mißt und

c) aus den nach a) und b) gemessenen C0₂~Konzentrationen die TOC ermittelt.

Sofern man dafür sorgt, daß der Taupunkt nicht unterschritten wird, kann der CO₂-haltige Wasserdampf direkt in den C0₂-Analysator geleitet werden. Der CO₂~haltige Wasserdampf kann jedoch auch in einen konstanten C0₉-freien Trägergasstrom dosiert werden, aus dem dann der Wasserdampf entfernt wird, z.B. durch Kondensation bevor man die C0₂~Konzentration feststellt. Bei dieser Methode sollte das Volumenverhältnis Wasserdampf zu Trägergas möglichst konstant gehalten werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich besonders gut

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der Gehalt an Kohlenwasserstoffen in Abwasser überwachen. Hervorzuheben ist ferner die große Unempfindlichkeit gegen Dosierschwankungen der Wasserprobe. So ergeben sich bei einem Volumenverhältnis Luft zu Wasserdampf von 1 : 100 bei einer Schwankung der Wasserdosierung um den Faktor 2 nur ein Fehler von 2 %, bezogen auf den Meßwert. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Bedingungen für die Umsetzung des in Form von anorganischen Verbindungen vorhandenen Kohlenstoffs sowohl bei der TC Bestimmung als auch bei der TAC Bestimmung vollkommen gleichartig sind, so daß keine Verfälschung des TOC Wertes auftritt. Organische Verunreinigungen im Wasser, die ohne Sauerstoffzugabe im Reaktionsofen CO₂ abspalten verursachen jedoch einen zu großen TAC-Wert und ergeben so einen verfälschten TOC-Wert.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figur, die ein Flußdiagramm zeigt, näher erläutert, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt werden soll.

Im Reaktionsgefäß 2, dem über Leitung 1 kontinuierlich Wasser und über Leitung 3 Luft zugeführt wird, wird das Wasser bei ca. 900° C, verdampft und der im Wasser vorhandene Kohlenstoff umgesetzt. Die Sauerstoffmenge soll dabei so bemessen sein, daß sie für die Kohlenstoffumsetzung gerade ausreicht. Sauerstoffmengen von 1 bis 5 Vol.-%, bezogen auf das Wasserdampfvolumen haben sich als ausreichend erwiesen. Der das Reaktionsgefäß 2 verlassende CO₂~haltige Wasserdampf wird einem C0₂-Analysator 4, z.B. einem Infrarot-Photometer zugeführt und die C0₂~Konzentration gemessen. Dabei ist darauf zu achten, daß weder auf dem Weg zum C0₂-Analysator 4 noch während der Messung des CO₂-Gehaltes der Taupunkt des Wassers unterschritten wird. In einer Verfahrensvariante wird der CO₂~haltige Wasserdampf über eine Dosiervorrichtung 5 in einen konstanten, CO₂~freien Trägergasstrom 7, z.B. im Volumenverhältnis 1 : 4 dosiert. In Einrichtung 6 wird der Wasserdampf aus dem Gemisch aus Trägergas und CO^-haltigem Wasserdampf entfernt, z.B. durch Trocknung oder Kondensation, und anschließend der CO₂-Gehalt im Gas festgestellt. Bei

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dieser Variante ist es erforderlich, eine Kondensation von Wasserdampf auf dem Weg zur Einrichtung 6 zu vermeiden. Zur Messung des TAC wird die Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases mittels Ventil 8 unterbrochen. 5

Beispiel;

In den ca. 90 ml Volumen fassenden Reaktionsofen wurde kontinuierlich mittels Förderpumpe 30 g/h Wasser gefördert, welches mit 0,750 g Butanol/1 organisch und mit 5 g Natriumbikarbonat/1 anorganisch verunreinigt war.

Der CO₉-haltige H-O-Dampf aus dem Reaktor wurde im Verhältnis 1 : 4 in einen konstanten CO^-freien Trägergasstrom dosiert und vor der Messung mit dem IR-Photometer das Wasser auskondensiert. Bei einer Sauerstoffzugabe von 1,2 l/h in den Reaktionsofen wurde eine CO^-Konzentration von 300 Vol. ppm erzielt. Nach Unterbrechung der O₂~Zugabe ergab sich eine Anzeige von 120 Vol. ppm CO„.

Aus TC - TAC ergibt sich TOC zu 180 Vol. ppm, dem entspricht 0,487 g/l Kohlenstoff in Form von organischen Verbindungen.

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Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE;

Verfahren zum quantitativen. Bestimmen des Kohlenstoffs organischer Verbindungen (TOC) in Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das kohlenstoffhaltige Wasser in Gegenwart von Sauerstoff bei ca. 900° C, verdampft, wobei der Sauerstoff 1 bis 5 Vol.-%, bezogen auf die Wasserdampfmenge nicht überschreiten soll und die CC^-Konzentration mißt,

b) das kohlenstoffhaltige Wasser ohne Sauerstoff bei der unter a) genannten Temperatur verdampft und die C0₂-Konzentration mißt und
c) aus den nach a) und b) gemessenen CO„-Konzentrationen

die TOC ermittelt.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den CO^-haltigen Wasserdampf in einem konstanten, C0₂-freien Trägergasstrom dosiert, danach den Wasserdampf entfernt und die,C0₂-Konzentration feststellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,- dadurch gekennzeichnet, daß man die C02~Konzentration bei mindestens 100⁰C feststellt,

ORDINAL /NSPECTED

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