DE3223167C2 - Verfahren zum Untersuchen von Wasser, das zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen enthält - Google Patents
Verfahren zum Untersuchen von Wasser, das zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen enthältInfo
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Abstract
Im zu untersuchenden Wasser vorhandene zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen werden kontinuierlich nachgewiesen. Die anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen werden durch Säure zersetzt, die organischen Kohlenstoff-Verbindungen durch photochemische Oxidation bei UV-Bestrahlung. Die flüchtigen Zersetzungsprodukte werden durch Kreisgas aus dem zu untersuchenden Wasser kontinuierlich teilweise ausgetrieben. Danach wird die IR-Absorption des Kreisgases gemessen und/oder das Kreisgas wird in eine von VE-Wasser kontinuierlich durchströmte Leitfähigkeitszelle geleitet und dort teilweise gelöst, wodurch sich die Leitfähigkeit des Wassers ändert. Zum Nachweis der organischen Kohlenstoff-Verbindungen brauchen die anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen vorher nicht entfernt zu werden. Die Nachweiszeit beträgt weniger als eine Minute, die Nachweisgrenze je nach Art der Kohlenstoff-Verbindung bis hinab zu 1 ppb C.
Description
— kontinuierliches Durchleiten des zu untersuchenden Wassers zusätzlich durch eine Mischzelle
und Einstellen des pH-Wertes auf einen konstanten Wert im Bereich 3 bis 2, wobei die
anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen zersetzt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch
— kontinuierliches Überleiten des Gasgemisches aus der Bestrahlungszelle oder Mischzelle in eine
Leitfähigkeitsmeßzelle, durch die vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) mit einer Leitfähigkeit
unterhalb 0,1 μ5 · cm-1 kontinuierlich
strömt,
— kontinuierliches Messen der Leitfähigkeit des VE-Wassers beim Austritt aus der Leitfähigkeitsmeßzelle,
— kontinuierliches Ausschleusen eines Teils des Gasgemisches aus der Leitfähigkeitsmeßzelle
mit dem diese Zelle verlassenden VE-Wasser,
— Rückleiten eines Teils des untersuchten Gasgemisches in die Bestrahlungszelle oder Mischzelle.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch
— kontinuierliches Überleiten des Gasgemisches aus der Bestrahlungszelle oder Mischzelle in die
Meßzelle eines Infrarot-Analysators,
— kontinuierliches Messen der Infrarot-Absorp-
— kontinuierliches Durchleiten des zu untersuchenden Wassers durch die Bestrahlungszelle
und Einstellen des pH-Wertes auf einen konstanten Wert im Bereich 7,3 bis 7,0,
— kontinuierliches Untersuchen des Gasgemisches in einem oder zwei nachgeschalteten Geräten,
— kontinuierliches Rückleiten des untersuchten Gasgemisches oder Teilen davon in die Bestrahlungszelle,
— kontinuierliches Ausschleusen eines Teils des Gasgemisches aus der Bestrahlungszelle mit
dem diese Zelle verlassenden Wasser.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
tion des Gasgemisches,
— Weiterleiten des Gasgemisches in eine Leitfähigkeitsmeßzelle.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet
durch
— kontinuierliches Messen der Leitfähigkeit des VE-Wassers vor dessen Eintritt in die Leitfähigkeitsmeßzelle.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch
— kontinuierliches Überleiten des Gasgemisches aus der Bestrahlungszelle oder Mischzelle in die
Meßzelle eines Infrarot-Analysators,
— kontinuierliches Messen der Infrarot-Absorption des Gasgemisches,
— kontinuierliches Rückleiten des untersuchten Gasgemisches in die Bestrahlungszelle oder
Mischzelle.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch
zusätzliches Messen der Leitfähigkeit des zu untersuchenden Wassers beim Austritt aus der
Bestrahlungszelle oder Mischzelle und vor dessen Eintritt in die Bestrahlungszelle oder Mischzelle.
35 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen
Untersuchen von Wasser, das zersetzungsfähige organische und gegebenenfalls anorganische Kohlenstoff-Verbindungen
enthält.
Sie verfolgt den Zweck, derartige Verbindungen auch in sehr kleiner Konzentration auf einfache Weise nachzuweisen,
um Schäden von Anlagen, die mit dem Wasser betrieben werden, oder von Prozessen, bei denen das
Wasser benutzt wird, fernzuhalten, oder um das Wasser vor der Weiterverwendung zunächst entsprechend zu
reinigen. Derartige Überwachungen sind beispielsweise notwendig für Prozeßwasser, falls darin Verbindungen
vermutet werden, die störende Auswirkungen haben können, oder für das Speisewasser von Dampferzeugern,
speziell dann, wenn der erzeugte Dampf ganz oder teilweise zum Beheizen von Chemieanlagen eingesetzt
wird und das Kondensat in den Dampferzeuger zurückgeführt wird. Dieses Kondensat kann Kohlenstoff-Verbindungen
unterschiedlicher Zusammensetzung enthalten, die auch nicht in sehr geringen Mengen in den
Dampferzeuger gelangen dürfen. Ferner kann Trinkwasser vor oder nach dem Reinigungsprozeß untersucht
werden.
Die im Wasser vorhandenen Kohlenstoff-Verbindungen können organischer oder anorganischer Art sein; die weitere Unterteilung besonders der organischen Verbindungen ist zunächst zweitrangig.
Die im Wasser vorhandenen Kohlenstoff-Verbindungen können organischer oder anorganischer Art sein; die weitere Unterteilung besonders der organischen Verbindungen ist zunächst zweitrangig.
Bei den bekannten Nachweisverfahren werden die anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen durch Säurezugabe
zersetzt. Die organischen Kohlenstoff-Verbindungen werden durch thermische, chemische oder photochemische
Oxidation bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (UV-Licht) in Gegenwart von Sauerstoff zu
Kohlendioxid (CO2) und anderen Zersetzungsprodukten
umgewandelt (W. J. Becker: Bestimmung des TOC-Gehalts im Abwasser; gwf — wasser/abwasser 120
(1979), Seiten 217 bis 223). Für die photochemische Oxidation sind handelsübliche Geräte bekannt Die gasförmigen
Zersetzungsprodukte kann man als Gas in einen Infrarot-Gasanalysator (IR-Analysator) leiten und deren
Absorption messen (P. Wölfel, H. Sontheimer: Ein neues Verfahren zur Bestimmung von organisch gebundenem
Kohlenstoff in Wasser durch photochemische Oxidation; Jahrbuch »Vom Wasser« 43 (1974), Seiten
315 bis 325), oder das Gas wird in eine mit Wasser gefüllte Meßzelle geleitet und die Leitfähigkeit des
Wassers wird bestimmt (J. Poirier: A new apparoach to the measurement of organic carbon; American Laboratory,
Dec. 1978).
Speziell für die Untersuchung von Kondensat, das in den Dampferzeuger zurückgeführt werden soll, ist versucht
worden, zunächst die anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen und die Salze mittels eines kmenaustauschers
zu entfernen, danach das Wasser unter hinreichend großem Druck zu verdampfen und in dem daraus
gebildeten Kondensat die Leitfähigkeit zu messen. Hierbei können jedoch ionenbildende organische Kohlenstoff-Verbindungen
mindestens teilweise im Ionenaustauscher zurückgehalten werden und sich damit dem
Nachweis entziehen. Außerdem ist dieses Verfahren zeitraubend.
Einige der bekannten Verfahren (F. Ehrenberger: Bestimmung von Sauerstoff- und Kohlenstoffbedarfs-Kennzahlen
in der Wasserqualitätsbestimmung, Teil 1 und Teil 2; GIT Fachz. Lab. 23 (1979) Seiten 370 bis 374
und 738 bis 747) gestatten, zwischen organischen und anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen zu unterscheiden.
Aus den anorganischen Verbindungen (Carbonate) wird CO2 bereits beim Ansäuern des Wassers
freigesetzt und aus dem Wasser mittels eines CO2-freien Gases, z. B. nachgereinigter Reinst-Sauerstoff, vollständig
ausgetrieben und mengenmäßig bestimmt. Anschließend werden durch photochemische Oxidation die organischen
Kohlenstoff-Verbindungen in CO2 und andere
Zersetzungsprodukte umgewandelt; die flüchtigen Zersetzungsprodukte werden wiederum mittels Reinst-Sauerstoff
oder CO2-freier Luft ausgetrieben und untersucht.
Die bekannten Verfahren für die photochemische Oxidation (F. Ehrenberger: Bestimmung von Sauerstoffbedarfs-
und Kohlenstoff-Kennzahlen in der Wasserqualitätsbesthnmung, Teil 3; GIT Faohz. Lab. 24
(1980) Seiten 24 bis 27) sind bevorzugt geeignet für die Untersuchung von Einzelproben, die bei entsprechend
großem apparativen Aufwand automatisch in die Bestrahlungszelle dosiert werden können. Jede Einzelprobe
wird in zwei getrennten Meßzyklen analysiert, in einem Dunkelzyklus und in einem Belichtuiigszyklus.
Die Geräte werden kalibriert mittels Lösungen, die gelöste organische und/oder anorganische Kohlenstoff-Verbindungen
enthalten, deren Menge und Zusammensetzung bekannt ist. Für kontinuierliche Untersuchungen
sind bisher keine einfachen Verfahren bekannt, die im Störungsfall ein schnelles Eingreifen erlauben.
Damit stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, mit dem man mit geringem Aufwand in Wasser vorhandene
zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen kontinuierlich und schnell nachweisen kann. Es soll
möglich sein, anorganische neben organischen Verbindungen nachzuweisen und umgekehrt.
Die Lösung dieser Aufgabe geht aus von einem Verfahren zum kontinuierlichen Untersuchen von Wasser,
das zersetzungsfähige organische und gegebenenfalls anorganische Kohlenstoff-Verbindungen enthält, durch
Zersetzen der organischen Verbindungen in CO2 und andere Stoffe mittels Bestrahlen des zu untersuchenden
Wassers mit UV-Licht ohne Zugeben von Sauerstoff oder Luft, Zersetzen der anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen
mittels zugegebener Säure, kontinuierliches Oberleiten des Gasgemisches, das die flüchtigen
Zersetzungsprodukte enthält, aus der Bestrahlungszelle oder aus der Mischzelle in eine Meßzelle und Nachweisen
der Zersetzungsprodukte und ist gekennzeichnet durch
— kontinuierliches Durchleiten des zu untersuchenden Wassers durch die Bestrahlungszelle und Einstellen
des pH-Wertes auf einen konstanten Wert im Bereich 7,3 bis 7,0;
— kontinuierliches Untersuchen des Gasgemisches in einem oder zwei nachgeschalteten Geräten,
— kontinuierliches Rückleiten des untersuchten Gasgemisches oder Teilen davon in die Bestrahlungszelle,
— kontinuierliches Ausschleusen eines Teils des Gasgemisches
aus der Bestrahlungszelle mit dem diese Zelle verlassenden Wasser.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich auf zersetzungsfähige anorganische Kohlenstoff-Verbin-30.
düngen bei einem beliebigen pH-Wert angewendet, ist es durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
— kontinuierliches Durchleiten des zu untersuchenden Wassers zusätzlich durch eine Mischzelle und
Einstellen des pH-Wertes auf einen konstanten Wert im Bereich 3 bis 2 durch Zugeben von Säure.
Wenn man die UV-Lampe in der Bestrahlungszelle nicht einschaltet, kann diese Zelle als Mischzelle dienen.
Als nachgeschaltetes Gerät kommt beispielsweise eine Leitfähigkeitsmeßzelle (LF-Zelle) in Betracht. Durch
diese Zelle strömt kontinuierlich vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) mit einer Leitfähigkeit kleiner als
0,1 μ8 · cm-'. Beim Durchleiten des Gasgemisches
durch das VE-Wasser in der LF-Zelle steigt die Leitfähigkeit, die am Ausgang der LF-Zelle kontinuierlich gemessen
wird. Falls die Leitfähigkeit des in die LF-Zelle einströmenden VE-Wassers hinreichend konstant und
hinreichend niedrig gehalten wird, genügt es, die Leitfähigkeit des VE-Wassers in der Nähe des Austrittes aus
der LF-Zelle zu messen. Andernfalls kann es zweckmäßig sein, zusätzlich die Leitfähigkeit des VE-Wassers
kontinuierlich zu messen, bevor es in die LF-Zelle eintritt, und die Zunahme der Leitfähigkeit als Maß für den
Gehalt des Gasgemisches an CO2 und anderen die Leitfähigkeit erhöhenden Stoffen zu benutzen.
Anstelle der LF-Zelle kann ein IR-Analysator eingesetzt
werden, durch den das Gasgemisch kontinuierlich geleitet wird. Die IR-Absorption ist ein Maß für den
Gehalt des Gasgemisches an CO2 und/oder anderen Stoffen mit IR-Absorption. Man kann entweder die Gesamtabsorption
in einem breiten Wellenlängenbereich messen oder die IR-Absorption bei stoffspezifischen
Wellenlängen; im letzten Fall erhält man über die Art der im Gasgemisch enthaltenen Stoffe Hinweise auf die
Art der im zu untersuchenden Wasser vorhandenen zersetzungsfähigen Kohlenstoff-Verbindungen.
Das Gasgemisch kann auch zuerst in die Meßzelle
eines IR-Analysators und danach in eine LF-Zelle geleitet
werden. Das Gasgemisch wird entweder aus der Meßzelle des IR-Analysators oder aus der LF-Zelle in
die Bestrahlungszelle oder die Mischzelle zurückgeleitet. Jeweils ein Teil des Gasgemisches wird mit dem die
Bestrahlungszelle oder die Mischzelle verlassenden Wasser und mit dem die LF-Zelle verlassenden Wasser
kontinuierlich ausgeschleust.
Bei Bedarf wird CO2-freies Gas zum Druckausgleich
automatisch in den Gaskreislauf gegeben.
Für viele Fälle ist es zweckmäßig, die Leitfähigkeit des zu untersuchenden Wassers in oder am Ausgang der
Bestrahlungszelle oder der Miscnzelle und vor dessen Eintritt in die Bestrahlungszelle oder die Mischzelle zusätzlich
kontinuierlich zu messen.
Falls in dem zu untersuchenden Wasser zersetzungsfähige organische und anorganische Kohlenstoff-Verbindungen
nebeneinander vorliegen, kann man in zwei parallel arbeitenden Vorrichtungen einmal die organischen
Verbindungen im Anschluß an deren photochemische Oxidation in der Bestrahlungszelle kontinuierlich
nachweisen, zum anderen die anorganischen Verbindungen ohne UV-Belichtung nach Zugeben von Säure
in die Mischzelle. In allen Fällen wird die Weiterleitung des zu untersuchenden Wassers geändert, sobald die
LF-Änderung einen vorher festgelegten Wert überschreitet
Das erfindungsgemäße Verfahren hat folgende Vorteile:
— Zwischen dem Eintritt der nachzuweisenden Kohlenstoff-Verbindungen
in die Bestrahlungs- oder in die Mischzelle und dem Ansprechen des nachgeschalteten
Gerätes verstreichen je nach den Verfahrensbedingungen nur 15 bis 60 Sekunden. Diese
Verzögerungszeit kann man leicht ausgleichen durch einen entsprechend großen Abstand zwischen
der Entnahmestelle des zu untersuchenden Wassers und der Umschaltvorrichtung für den
Wasserstrom. Damit ist eine praktisch verzögerungsfreie und gegebenenfalls vollautomatische
Umschaltung des Stromes des zu untersuchenden Wassers möglich, falls störende Verbindungen
nachgewiesen werden, die nur kurzzeitig vorhanden sind.
— Das zu untersuchende Wasser wird im allgemeinen ohne Vorbehandlung durch einen Ionenaustauscher
direkt in die Bestrahlungszelle oder in die Mischzelle geleitet, damit keine der nachzuweisenden
Stoffe zurückgehalten werden können.
— Schaltet man vor die Bestrahlungszelle oder vor die Mischzelle einen ionenaustauscher, kann man
durch Wahl eines geeigneten Austauschermaterials die vorhandenen Verbindungen teilweise voneinander
trennen.
— Das Verfahren benötigt weder zusätzlich eingegebenen Reinst-Sauerstoff noch Luft, die völlig frei
von Kohlenstoff-Verbindungen sind.
— Die Leitfähigkeit oder die IR-Gesamtabsorption,
die einen vorgegebenen Wert übersteigt, ist ein hinreichender Grund, dieses Wasser beispielsweise
nicht unmittelbar in einen Prozeß oder in einen Dampferzeuger einzuspeisen, sondern es zunächst
entsprechend zu reinigen oder gleich zu verwerfen.
— Durch Vergleich der LF-Änderung nach der Bestrahlungszelle
und nach der LF-Zelle oder aus der spektralen IR-Absorption kann man auf die Art der
Verbindungen schließen, wodurch die Entschei
dung über den Verbleib des die störenden Verbindungen enthaltenen Wassers erleichtert wird.
Das Verfahren erlaubt, beliebige in Wasser vorhandene zersetzungsfähige Verbindungen auch in Gegenwart von freiem CO2 bis hinab zu sehr geringen Konzentrationen kontinuierlich nachzuweisen. 10 ppb Kohlenstoff lassen sich zuverlässig erfassen. Bei Halogen-Kohlenwasserstoffen kann man unter 1 ppb Kohlenstoff einwandfrei erkennen. Letzteres ist mit den bekannten Verfahren nicht immer möglich.
Das Verfahren erlaubt, beliebige in Wasser vorhandene zersetzungsfähige Verbindungen auch in Gegenwart von freiem CO2 bis hinab zu sehr geringen Konzentrationen kontinuierlich nachzuweisen. 10 ppb Kohlenstoff lassen sich zuverlässig erfassen. Bei Halogen-Kohlenwasserstoffen kann man unter 1 ppb Kohlenstoff einwandfrei erkennen. Letzteres ist mit den bekannten Verfahren nicht immer möglich.
Falls organische neben anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen nachgewiesen werden sollen, brauchen
die anorganischen Verbindungen vorher nicht zersetzt zu werden.
Der Nachweis der flüchtigen Zersetzungsprodukte ist unabhängig von der Leitfähigkeit des zu untersuchenden
Wassers. In der LF-Zelle wird die Leitfähigkeit stets im empfindlichen Bereich unterhalb
cm-1 gemessen,
d
d
^ g
Die Empfindlichkeit der LF-Messung kann über die Größe der drei Stoffströme auf einfache Weise verändert
werden.
Die benutzte Vorrichtung ist kalibrierfähig, wenn man die Zusammensetzung der im Wasser vorhandenen
Verbindungen kennt. Die Kalibrierung bleibt über monatelangen Dauerbetrieb unverändert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mittels der in der Figur dargestellten Vorrichtung
durchgeführt werden.
Die Zuleitung (1) für das zu untersuchende Wasser mündet in das obere Drittel der Bestrahlungszelle (3)
und enthält die Dosierpumpe (2). Die Niederdruck-UV-Lampe (4) taucht in das zu untersuchende Wasser ein. In
die in der Nähe des Bodens der Bestrahlungszelle angeschlossenen Schwanenhals-Ableitung (5) für das zu untersuchende
Wasser ist die Sonde für den pH-Festwertgeber (6) eingebaut, der durch Leitungen mit dem Vorratsbehälter
(7) für die Säure oder Lauge und mit der Bestrahlungszelle verbunden ist Die Leitung (11) verbindet
den Gasraum der Bestrahlungszelle mit der LF-Zelle (12), in der sie etwas oberhalb des Zellenbodens in
einer Glasfritte endet Diese Leitung enthält einen Kühler
(8) direkt oberhalb der Bestrahlungszelle, eine Öffnung (9) mit eine CO2-Absorptionsmittel und die Membranpumpe
(10). Die öffnung befindet sich an der Stelle des Gaskreislaufes, in der der Gasdruck in der Nähe des
so Luftdruckes der Umgebung liegt. Der Gasraum der LF-Zelle ist mittels der die Drossel (14) enthaltenden Leitung(13)
mit dem Flüssigkeitsraum der Bestrahlungszelle verbunden. Die VE-Wasser-Zuleitung (15) enthält die
Dosierpumpe (16) und mündet in das obere Drittel der
LF-Zelle. In die am Boden der LF-Zelle angeschlossene Ableitung (17) für das VE-Wasser ist ein Doppelventil
eingebaut; das Magnetventil ist an die kapazitive Standhöhensonde (18) angeschlossen.
Von den vier LF-Sonden befindet sich die Sonde (19) am Auslauf der LF-Zelle (12), die Sonde (20) in der Zuleitung (15), die Sonde (21) in der Ableitung (5) und die Sonde (22) in der Zuleitung (1); alle Sonden sind jeweils an ein LF-Meßgerät (23) mit Temperaturkompensation angeschlossen. Die Meßgeräte (23) sind mit einem oder zwei Mehrfachschreibern verbunden. Die Leitung (25) mit Regelventil (26) ist die Zuleitung für eventuell benötigtes Verdünnungswasser.
Die Meßzelle des IR-Analysators wird gegebenen-
Von den vier LF-Sonden befindet sich die Sonde (19) am Auslauf der LF-Zelle (12), die Sonde (20) in der Zuleitung (15), die Sonde (21) in der Ableitung (5) und die Sonde (22) in der Zuleitung (1); alle Sonden sind jeweils an ein LF-Meßgerät (23) mit Temperaturkompensation angeschlossen. Die Meßgeräte (23) sind mit einem oder zwei Mehrfachschreibern verbunden. Die Leitung (25) mit Regelventil (26) ist die Zuleitung für eventuell benötigtes Verdünnungswasser.
Die Meßzelle des IR-Analysators wird gegebenen-
falls in die Leitung (11) auf der Druckseite der Membranpumpe gelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch folgende Beispiele erläutert.
Wasser mit einer Leitfähigkeit von 0,1 bis 5 μ8- cm-',
das zersetzungsfähige organische Kohlenstoff-Verbindungen enthält
Aus einer Hauptleitung wird das zu untersuchende Wasser abgezweigt und mittels Dosierpumpe (2) durch
die Leitung (1) mit einem Durchsatz von 5 Liter/Stunde in die Bestrahlungszelle gepumpt. Diese Zelle hat ein
freies Volumen von 0,7 Liter und enthält bei einer Standhöhe von etwa 30 cm 0,5 Liter Wasser. Das zu
untersuchende Wasser wird vor Eintritt in die Bestrahlungszelle auf eine Temperatur von (45 ± 5) 0C gekühlt
oder erwärmt, damit die UV-Lampe ihre größte Intensität ohne Überlastung entwickelt. Die Niederdruck-UV-Lampe
hat eine Leistung von 160W; etwa 80% der Intensität liegen bei einer Weilenlänge von 254 nm, etwa
15% bei 185 nm. Der pH-Wert des zu untersuchenden
Wassers liegt bei 7,2, die Leitfähigkeit kann im Bereich von 0,1 bis etwa 5 \iS ■ cm-' liegen. Durch Zugeben
von Phosphorsäure wird der pH-Wert auf pH = 7,0 geregelt.
Bei UV-Bestrahlung werden die im zu untersuchenden Wasser vorhandenen zersetzungsfähigen Kohlenstoff-Verbindungen
in CO2 und andere Stoffe umgewandelt. Der Kreisgasstrom durch die Bestrahlungszelle (3),
die Leitung (11), die LF-Zelle (12) und die Leitung (13)
beträgt etwa 115 Liter/Stunde. Das entstandene CO2
und andere flüchtige Zersetzungsprodukte werden teilweise vom Kreisgas aufgenommen und gelangen mit
dem Kreisgas in die LF-Zelle, durch die hindurch ein VE-Wasser-Strom von 5 Liter/Stunde gepumpt wird.
Die LF-Meßzelle ist etwa 12 cm hoch, hat ein Volumen von etwa 0,5 Liter und enthält etwa 0,3 Liter Wasser bei
einer auf etwa 9 cm geregelten Standhöhe.
Die im Kreisgas enthaltenen flüchtigen Zersetzungsprodukte lösen sich teilweise im VE-Wasser und erhöhen
dessen Leitfähigkeit, die durch die Sonde (19) gemessen wird. Ein Teil des Kreisgases wird über die Leitung
(17) aus der LF-Zelle ausgeschleust, der andere Teil sammelt sich im Gasraum der LF-Zelle und strömt von
dort zum Boden der Bestrahlungszelle zurück.
Um die Kreisgasmenge im Dauerbetrieb über viele Monate hinweg konstant halten zu können, kann über
die Öffnung (9) automatisch CO2-freie Luft nachströmen.
Die Signale der Sonden (19) und (20) einerseits sowie (21) und (22) andererseits werden auf jeweils einem
Zweifachschreiber registriert Die Diagrammgeschwindigkeit beträgt 3 cm · h-1 und der Meßbereich der
Schreiber wahlweise 1,10 oder 100 μΞ ■ cm-'.
Sind in dem zu untersuchenden Wasser kurzzeitig beispielsweise Halogen-Kohlenwasserstoffe enthalten
mit einer Konzentration von etwa 200 μgC pro Liter,
die durch die UV-Bestrahlung zersetzt werden, steigt die Leitfähigkeit am Ausgang der Bestrahlungszelle
kurzzeitig um beispielsweise 3 μβ · cm-' (gemessen mit
Sonde (21)). Die gleichzeitig mit dem Kreisgas in die LF-Zelle transportierten flüchtigen Zersetzungsprodukte
erhöhen dort die Leitfähigkeit von beispielsweise 0,1 uS · cm-1 auf 0,4 μΞ · cm-1.
Beide Leitfähigkeitsänderungen, gemessen mit Sonde
(19) oder Sondenpaar (19) und (20) sowie mit Sonde (21) oder dem Sondenpaar (21) und (22) sind kalibrierfähig,
falls man die Zusammensetzung der in dem zu untersuchenden Wasser vorhandenen zersetzungsfähigen Verbindungen
kennt.
1st die LF-Änderung in der Bestrahlungszelle etwa so
groß wie die LF-Änderung in der LF-Zelle, liegen zersetzungsfähige organische Kohlenstoff-Verbindungen
vor, die (neben Wasser) fast nur flüchtige Zersetzungsprodukte (ζ. B. CO2) liefern; derartige Verbindungen bestehen
aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.
Ist die LF-Änderung am Ausgang der Bestrahlungszelle dagegen deutlich größer oder viel größer als die
LF-Änderung am Ausgang der LF-Zelle, liegen zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen vor, die einen
erheblichen Teil nichtflüchtiger ionenbildender Zersetzungsprodukte liefern, wie z. B. zersetzungsfähige Halogen-Kohlenwasserstoffe.
Sollte die Konzentration der organischen Kohlenstoff-Verbindungen im zu untersuchenden Wasser für die eingestellten Verfahrensbedingungen zu groß werden, kann das zu untersuchende Wasser durch Zugeben von VE-Wasser, das frei von CO2 und organischen Kohlenstoff-Verbindungen ist, entsprechend verdünnt werden.
Sollte die Konzentration der organischen Kohlenstoff-Verbindungen im zu untersuchenden Wasser für die eingestellten Verfahrensbedingungen zu groß werden, kann das zu untersuchende Wasser durch Zugeben von VE-Wasser, das frei von CO2 und organischen Kohlenstoff-Verbindungen ist, entsprechend verdünnt werden.
Wasser mit einer Leitfähigkeit über 5 μ5 · cm-', das
zersetzungsfähige organische Kohlenstoff-Verbindungen enthält
Liegt die Leitfähigkeit des zu untersuchenden Wassers oberhalb etwa 5 μ5 · cm-1, geht man wie im Beispiel
1 vor, jedoch wird die Empfindlichkeit der LF-Messung mit dem Sondenpaar (21) und (22) kleiner.
Beispiel 3
Entsalztes Wasser mit einer Leitfähigkeit unter
Entsalztes Wasser mit einer Leitfähigkeit unter
0,1
cm-
Liegt der pH-Wert des zu untersuchenden Wassers bei 7 und ist die Leitfähigkeit kleiner als 0,1 μ8 · cm-1,
kann man auf die pH-Regelung verzichten. Außerdem werden die Membranpumpe (10) und die Dosierpumpe
(16) abgeschaltet Sämtliche die Leitfähigkeit erhöhenden Zersetzungsprodukte werden nur mit dem Sondenpaar
(21) und (22) nachgewiesen.
Wasser mit zersetzungsfähigen anorganischen und organischen Kohlenstoff-Verbindungen nebeneinander
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Auch diese Verbindungen lassen sich kontinuierlich nebeneinander nachweisen, wenn man zwei Vorrichtungen
der obengenannten Art parallel zueinander betreibt, und zwar die eine Vorrichtung wie in Beispiel 1
oder 2, die andere mit abgeschalteter UV-Lampe.
Wasser mit zersetzungsfähigen anorganischen und organischen Kohlenstoff-Verbindungen nebeneinander,
wenn nur eine Meß-Vorrichtung zur Verfügung steht
In diesem Falle wird das bisher beschriebene kontinu-
ierliche Verfahren zu einem quasi-kontinuierlichen Verfahren abgewandelt. Wegen der kurzen Ansprechzeit
verliert man dabei nur ganz kurze Zeitabschnitte gegenüber dem kontinuierlichen Verfahren, was bei etlichen
Untersuchungen vertretbar ist.
Liegen in dem zu untersuchenden Wasser beispielsweise freies CO2 und zersetzungsfähige anorganische
und organische Verbindungen nebeneinander vor, wird bei kontinuierlichem Betrieb der Vorrichtung zunächst
das freie CO2 in dem beschriebenen Gerät bei abgeschalteter
UV-Lampe kontinuierlich nachgewiesen. Nach wenigen Minuten wird die Dosierpumpe (2) abgeschaltet
und die zersetzungsfähigen anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen werden nachgewiesen. Dieser
Vorgang ist ebenfalls nach wenigen Minuten beendet. Anschließend werden die organischen Verbindungen
wie ih Beispiel 1 oder 2 nachgewiesen, jetzt jedoch bei einem konstanten pH-Wert im Bereich 2,5 bis 1,5.
Auch dieser Vorgang ist nach wenigen Minuten beendet.
Anschließend werden die UV-Lampe und der Festwertregler für den pH-Wert ausgeschaltet, die Pumpe
(2) wird eingeschaltet und die Bestrahlungszelle wird mit dem zu untersuchenden Wasser gespült, am besten
bei vorübergehend abgeschalterer Pumpe (10). Nach kurzer Zeit kann ein weiterer Untersuchungszyklus beginnen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Untersuchen von Wasser, das zersetzungsfähige organische und
gegebenenfalls anorganische Kohlenstoff-Verbindungen enthält, durch Zersetzen der organischen
Verbindungen in CO2 und andere Stoffe mittels Bestrahlen
des zu untersuchenden Wassers mit UV-Licht ohne Zugeben von Sauerstoff oder Luft, Zersetzen
der anorganischen Kohlenstoff-Verbindungen mittels zugegebener Säure, kontinuierliches
Überleiten des Gasgemisches, das die flüchtigen Zersetzungsprodukte enthält, aus der Bestrahlungszelle oder aus der Mischzelle in eine Meßzelle und
Nachweisen der Zersetzungsprodukte, gekennzeichnet durch
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3223167A DE3223167C2 (de) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | Verfahren zum Untersuchen von Wasser, das zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen enthält |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3223167A DE3223167C2 (de) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | Verfahren zum Untersuchen von Wasser, das zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen enthält |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3223167A1 DE3223167A1 (de) | 1983-12-22 |
| DE3223167C2 true DE3223167C2 (de) | 1986-06-19 |
Family
ID=6166494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3223167A Expired DE3223167C2 (de) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | Verfahren zum Untersuchen von Wasser, das zersetzungsfähige Kohlenstoff-Verbindungen enthält |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3223167C2 (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1982
- 1982-06-22 DE DE3223167A patent/DE3223167C2/de not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3223167A1 (de) | 1983-12-22 |
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