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Verfahren zur Anzeige und Regelung von-Chlorüberschüssen.in Wasser
Für die verschiedenen Zwecke der Wasserentkeimung, Algenbeseitigung usw. werden
Zusätze von Chlor, freier unterchloriger Säure, Hypocblorit o. dgl. ,angewandt,
wobei zur Erzielung einer ,ausreichenden Wirkung die Innehaltung eines gewissen
Chlorüberschusses erforderlich ist, den man dadurch erzielt, daß die insgesamt zuzusetzende
Menge an Chlor o. dgl.etwas größer gewählt wird, als dem sog. Chlorverbindungsvermögen
des betreffenden Wassers, Abwassers o. dgl. entspricht, d. h. etwas größer als diejenige
Menge, die mit den im Wasser,oder Abwasserenthaltenen Keimen, Algen,o. dgl. selbst
in Ausübung ihrer Wirkung chemisch reagiert und verbraucht wird.
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Die Mengen ,aktiven Chlors, die nach Ausübung dieser Wirkung noch
.als überschuß im Wasser verbleiben sollen, sind sehr klein und betragen in der
Regel nur ein bis wenige zehntel Milligramm im Liter, bei der sog. Hochchlorung
etwa i bis a mg im Liter.
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Diese Chlorüberschußmengen werden mit chlorempfindlichen Reagenzien,
beispielsweise Jodstärkelösung, Orthotolidinlösung o. dgl., nachgewiesen, die 'bei
Vorhandensein eines Chlorüberschusses eine Mehroder minder starke blaue bzw. gelbe
Färbung aufweisen.
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Es sind ferner schon Verfahren bekannt, bei denen eine fortlaufende
Anzeige des Chlorüberschusses auf potentometrischem Wege mit Hilfe von in das Wasser
tauchenden Elektroden bewirkt wird. Ein Teil dieser Verfahren. zeitigt bei der üblichen
Chlorung praktisch brauchbare Ergebnisse. -Wendet man aber Chlorgas oder eine der
Formen= .aktiven Chlors in Verbindung mit Ammoniak zur Ausübung des sog. Chlorammoniak-
oder Chloraminverfahrens an, so können sich bei den bekannten potentio: metrischen
Verfahren, je nach der Natur des Wassers oder aus sonstigen Gründen, Abweichungen
in der Weise zeigen, daß, verglichen ;nit der ohne die gleichzeitige Verwendung
von Ammoniak erzielten Alzeige, bei gleichem Chlorüberschuß ein erniedrigter Wert
erhalten wird.
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Man hat bereits vorgeschlagen, diese Störung durch Zusatz von Stoffen
zu beseitigen, die- geeignet sind, das durch die Zusammenbringung von Chlor und
Ammoniak gebildete Chloramin wieder aufzuspalten, und zwar durch Zusatz von Säure
oder von Verbindungen, die, wie Kupfersulfat o. dgl., mit Ammoniak Komplexsalze
zu bilden vermögen, wobei diese Stoffe dem chlorhaltigen Wasser, das der zur Erzeugung
des Meßpotentials dienenden Zelle zugeleitet wird, in Gestalt einer Lösung zugeführt
werden.
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Wenngleich hierbei eine gewisse Unabhängigkeit in bezug auf die Menge
der zugeführten Säure, Kupfersulfat o. dgl. besteht, so ist doch immerhin eine gewisse
Kontrolle erforderlich, die bei dem nachstehend beschriebenen
Verfahren
.nach der Erfindung entfällt; wodurch die Betriebskosten verringert werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß für mindestens
eine der Elektröden, und zwar die edlere Elektrode, Metalle benutzt werden, die
zur Bildung von Komplexverbindungen mit Ammoniak befähigt sind. Die andere Elektrode
besteht entweder aus dem gleichen oder einem gemäß der @elektrischen Spannungsreihe,
in welcher Wasserstoff den Wert Null besitzt, unedleren Stoff.
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So können beispielsweise zwei ,aus Kupfer bestehende Elektroden Moder
je eine aus Silber und . Wismut bzw. aus Silber und Antimon bzw. Kupfer und Wismut
gewählt werden. Solche Elektrodenpaare ergeben eine hinreichend weitgehende Unempfindlichkeit
gegenüber der Verwendung von Chlorammoniak, geben also praktisch. bei gleichem Chlorüberschuß
dieselbe Anzeige, unabhängig davon, ob gleichzeitig Ammoniak zugefügt oder nicht
zugefügt wird.
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Ein Teil der verwendbaren Kombinationen besitzt jedoch bereits mit
unbehandeltem Wasser, also ohne Zufügung von Chlorgas io. dgl., ein gewisses Potential,
das bei der Messung berücksichtigt, nämlich von dem Meßergebnis bei der Anwesenheit
von Chlor bzw. Chloramin in Abzug gebracht werden. muß. Man kann dieses aber auch
in der Weise beseitigen, däß man der Zelle in an sich bekannter Weise eine ,andere
Stromquelle von einer solchen Spannung entgegenschaltet, daß das in. unbehandeltem
Wasser bestehende Potential ausgeglichen wird.
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Hierzu kann man beispielsweise eine kleine Trockenbatterie mit Regulierwiderstand
verwenden oder eine Zelle gleicher Art wie die zur Anzeige benutzte, wobei gegebenenfalls
der Stromkreis auch mit einem Regulierwiderstand zum Ausgleich geringfügiger Unterschiede
im Potential jeder -der beiden Zellen auszurüsten ist und wobei ferner die entgegengeschaltete
Zelle nur mit reinem Wasser der gleichen Herkunft wie dasjenige gespeist wird; welches
der Chlorung -umterworfen wird.
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Das Verfahren ist, soweit verschiedenartige Elektroden- benutzt werden,
sowohl in einer einfachen Durchlaufzelle anwendbar, also in einer solchen, in welcher
beide Elektroden von dem mit Chlor bzw. Chlorammoniak behandelten Wasser umspült
werden, als auch in einer Zelle, die durch eine poröse ZNvischentvand in zwei Hälften
geteilt ist, in deren jeder sich eine der beiden Elektroden befindet und wobei die
eine Elektrode von gechlortem Wasser umspült wird; die andere jedoch von nicht gechlortem
Wasser. Bei der Verwendung gleichartiger Elektroden ist eine Zelle der letzteren
Art .anzuwenden. Die Zeichnung zeigt zwei Beispiele von Anordnungen zur Ausführung
des Verfahrens nach der Erfindung.
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In Abh. i stellt i die Zelle dar, in welcher das Potential erzeugt
«wird. 2 und 3 sind die Elektroden, die durch Drahtverbindungen mit dem Anzeige-
oder Registrierinstrument ;l verbunden sind. Durch die Leitung 5, die ein Regelventil
6 und eine Wassermeßvorrichtung 7 enthält, fließt der Zelle i ein Strom des mit
Chlor bzw. Chlorammoniak behandelten Wassers zu und durch die Leitung.8 wieder ab.
9 stellt die entgegengeschaltete-Zelle und io den Regulierwiderstand in den Gegenschaltungsstromkreis
dar.
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Zum Betriebe führt man der Zelle durch die Leitung 5 zunächst einen
Strom reinen, d.h.-ungechlorten Wassers zu. Die sich hierbei ergebende Potentialdifferenz
wird an dem Galvanometer 4 angezeigt. Dann schaltet man den Gegenstromkreis ein
und reguliert den Widerstand io so lange, bis die Galvanometeranzeige praktisch
auf Null zurückgegangen ist. Danach leitet man durch die Leitung 5 das zu untersuchende
gechlorte Wasser und erhält dann eine Anzeige, die praktisch unabhängig davon ist,
ob Chlor allein oder in Verbindung mit Ammoniak zugeleitet wird: Abb. z gibt eine
Einzeldarstellung einer Zelle mit poröser Zwischenwand, wobei auch ohne die Zwischenwand
gearbeitet werden kann, wenn man jede der Elektroden in ein unten offenes, mit dieser
unteren öffnung in die Zelle tauchendes Rohr einsetzt und dem einen der Rohre gechlortes,
dem anderen urgechlortes Wasser zuführt, worauf sich dann anschließend, also außerhalb
des Bereiches der Elektroden; beide Wässer in der Zelle vermischen und durch einen
gemeinsamen Überlauf abfließen.
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In der Zelle i stellen wiederum a -und 3 die Elektroden dar, während
die Zwischenwand mit ia bezeichnet ist. Die Zuleitung des gechlorten .Wassers erfolgt
durch die Leitung 5a, die des urgechlorten Wassers durch 5U, wobei jede Leitung
wiederum mit einem Regelventil und einer Meßvorrichtung 6a und 7a bzw, 6U und 7L
versehen ist. Die Wasserströme verlassen dann die Zelle wieder durch die Überläufe
8a und 8L. -An Stelle einer einfachen Elektrode aus unedlerem Material kann man
auch eine" Doppelelektrode, bestehend aus je einer Elektrode des unedleren und eines
edleren Materials; die unter sich kurzgeschlossen sind, verwenden, also beispielsweise
gegenüber einer Kupferelektrode eine Doppelelektrode, bestehend aus Kupfer und aus
Wismut. Hierdurch ergibt sich eine größere Konstanz des sog. Null- oder Wasserwertes,
d. h. desjenigen Potentials, das in der Zelle beim Durchfließen
von
unbehandeltem Wasser entsteht. An Stelle einer Doppelelektrode können auch Legierungen
der betreffenden Stoffe benutzt werden.