DE2811135C2

DE2811135C2 - Verfahren zum quantitativen Bestimmen von Kohlenstoff organischer Verbindungen in Wasser

Info

Publication number: DE2811135C2
Application number: DE2811135A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Dr. 6238 Hofheim-Wallau Jaenicke; Werner Dipl.-Phys. Dr. 6237 Liederbach Melzer; Helmut 6238 Hofheim Schroeder
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-03-15
Filing date: 1978-03-15
Publication date: 1986-04-24
Also published as: DD142475A5; US4217108A; CH639775A5; GB2016688A; SE7902259L; DE2811135A1; JPS54127392A; SE439069B; BE874869A; IT1111531B; FR2420141B1; DK105779A; CA1117403A; IT7920943A0; FR2420141A1; NL7902041A; AT379900B; GB2016688B; ATA186979A

Description

a) das kohlenstoffhaltige Wasser in an sich bekannter Weise in Gegenwart von Sauerstoff bei ca. 900⁰C verdampft, wobei der Sauerstoff 1 bis 5 VoL-%, bezogen auf die Wasserdampfmenge nicht überschreiten soll und die COrKonzentration mißt,

b) das kohlenstoffhaltige Wasser ohne Sauerstoff bei der unter a) genannten Temperatur verdampft und die CO₂-Konzentration mißt und

c) aus dec jach a) und b) gemessenen COrKonzentraüonen die (TOC) ermittelt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den COrhaltigen Wasserdampf in einem konstanten, COrfreien Trägergasstrom dosiert, danach den Wasserdampf entfernt una die COrKonzentration feststellt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die COrKonzentration bei mindestens 100⁰C feststellt

schmutztem 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

Gegenstand der Erfindung ist e. ι 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;

7/iCiTotal Anorganic Carbon) der gesamte im Wasser vorhandene Kohlenstoff in Form von anorganischen Verbindungen;

TOC (Total Organic 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 TA C und ermittelt durch Differenzbildung TOC Das zu analysierende Wasser wird zum Messen des TC in einer kleinen Menge in einen auf ca. 900° C beheizten Reaktor dosiert, der von einem großen, konstanten Volumenstrom sauerstoffhaltigen Trägergases durchflossen wird. Das Volumenverhältnis Wasserdampf zu Trägergas beträgt etwa 1 :100. Im Reaktor 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 15O⁰C gehaltene Phosphorsäurevorlage geleitet. Dabei tritt eine Umwandlung des in Form von anorganischen Verbindungen vorliegenden Kohlenstoffs zu CO2 ein, das ebenfalls mit dem IR-Photometer gemessen wird. Die Differenz aus TCund TACergibi TOC. Nachteilig bei dieser Methode sind die hohen Anforderungen an die Dosiergenauigkeit der Wasserprobe, insbesondere bei stark verdas kohlenstoffhaltige Wasser in an sich bekannter Weise in Gegenwart von Sauerstoff bei ca. 900⁰C verdampft, wobei der Sauerstoff 1 bis 5 VoL-%, bezogen auf die Wasserdampfmenge, nicht überschreiten soll und die COrKonzentration mißt,
b) das kohlenstoffhaltige Wasser ohne Sauerstoff bei der unter a) genannten Temperatur verdampft und die COrKonzentratien mißt und

e) aus den nach a) und b) gemessenen CO2-Konzentrationen die TOCermittelt

Sofern man dafür sorgt, daß der Taupunkt nicht unterschritten wird, kann der COrhaltige Wasserdampf direkt in den COrAnalysator geleitet werden. Der COrhaltige Wasserdampf kann jedoch auch in einen konstanten COrfreien Trägergasstrom dosiert werden, aus dem dann der Wasserdampf entfernt wird, z. B. durch Kondensation bevor man die COrKonzentration feststellt Bei dieser Methode sollte das Volumenverhältnis Wasserdampf zu Trägergas möglichst konstant gehalten werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich besonders gut 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 Verfäischung 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 übtr 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 CO2-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 COrhaltige Wasserdampf über eine Dosiervorrichtung 5 in einen konstanten, CO2-freien Trägergasstrom 7, z. B. in Volumenverhältnis 1 :4 dosiert. In Einrichtung 6 wird der Wasserdampf aus dem Gemisch aus Trägergas und ölhaltigem Wasserdampf entfernt, z. B. durch Trocknung oder Kondensation, und anschließend

Γιι ϊι'

der CO2-Gehalt im Gas festgestellt Bei 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.

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 Natriumb'karbonat/1 anorganisch verunreinigt war.

Der COrhaltige I-hO-Darnpf aus dem Reaktor wurde im Verhältnis 1 :4 in einen konstanten COrfreien 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 CO2-Konzentration von 300 Vol. ppm erzielt Nach Unterbrechung der O₂-Zugabe ergab sich eine Anzeige von Ί20 Vol. ppm CO2.

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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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum quantitativen Bestimmen des Kohlenstoffs organischer Verbindungen (TOC) in Wasser durch Messen des gesamten im Wasser, enthaltenen Kohlenstoffs (TC) und des anorganisch gebundenen Kohlenstoffs (TAC), dadurch gekennzeichnet, daß man