DE676162C - Einrichtung zum Anzeigen und zur Regelung des Gehaltes von stroemendem Wasser oder Abwasser an Chlor oder aehnlichen Wasserreinigungsmitteln - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche es ermöglicht, den Chlorgehalt bzw. den Gehalt an ähnlichen Wasserreinigungsmitteln in Wasser oder Abwasser anzuzeigen und unter Berücksichtigung der wechselnden Zusammensetzung des Wassers bzw. des wechselnden Absorptionsvermögens zu regeln.

Es ist bekannt, zwecks Regelung des Chlorgehaltes von strömendem Wasser im chlorhaltigen Wasser zwei Elektroden anzuordnen, die mit dem Wasser ein' galvanisches Element bilden, dessen Spannung zur Feststellung überflüssigen Chlors und zur Betätigung eines Hilfsmotors zwecks Regelung der Chlorzufuhr benutzt wird. Bei dem Erfindungsgegenstand werden gegenüber einer solchen Anordnung wesentlich größere Potentialdifferenzen zwischen den beiden Elektroden erhalten und damit in direkter ungestörter Abhängigkeit vom Chlorgehalt des behandelten Wassers ein möglichst großer Ausschlag in dem Anzeigeinstrument erzielt. Es wird hierbei von dem Umstände Gebrauch gemacht, daß bei Anordnung je einer Elektrode im behandelten und im unbehandelten Wasser wesentlich größere Potentialdifferenzen erhalten werden als bei Anordnung beider Elektroden im chlorhaltigen Wasser. Erfindungsgemäß besteht von den beiden Elektroden, von welchen die eine von dem Wasser vor dem Zusatz des Reinigungsmittels und die andere von dem Wasser nach dem Zusatz des Reinigungsmittels· umspült wird, mindestens die von dem Wasser nach Zusatz des Reinigungsmittels umspülte Elektrode aus einem Metall, das auf der positiven Seite einer elektrischen Spannungsreihe liegt, in welcher Wasserstoff gleich Null ist. Man ist hierbei nicht gezwungen, zwei Elektroden aus verschiedenem Material zu verwenden, da gute Ergebnisse auch mit zwei Elektroden aus gleichem Metall, z. B. Platin oder Kupfer, erhalten werden, wobei es allerdings erforderlich ist, den Stromkreis nur periodisch zu schließen, während bei Verwendung -ver- *5 schiedener Elektroden auch mit dauernd geschlossenem Stromkreis gearbeitet werden kann. ... .

Die verwendeten Elektroden können in an sich bekannter Weise aus Metall,, beispielsweise-Gold, Platin, Kupfer, Silber, Zink, Kobalt, Aluminium, oder aus Kohle, Magnetit und ähnlichen Stoßen bestehen, wie sie auch zur Herstellung von Elektroden für galvanischeElemente üblich sind. Wesentlich zur Erzielung besonders großer Potentialdifferenzen im Sinne der Erfindung ist, daß die von dem Wasser nach Zusatz des Chlors, o. dgl. umspülte Elektrode auf der positiven Seite einer elektrischen Spannungsreihe liegt, [ in der - Wasserstoff gleich Null ist. Geeignete Stoffe sind beispielsweise Gold, Platin oder

Kupfer. Es können beide Elektroden aus Metallen bestehen, die auf der positiven Seite der Spannungsreihe liegen.

Die beiden Elektroden können in der Haupt-· wasserleitung vor und nach der Zuführung^ stelle des Wasserreinigungsmittels angeordnetsein. Besonders günstig ist es aber, zweckS Vermeidung zu großer Elektrodenabstände oder zu großer Elektrodenflächen die Elektroden mit ganz geringem Abstand voneinander in einer elektrolytischen Zelle anzuordnen, in der die eine Elektrode von dem behandelten und die andere Elektrode von dem unbehandelten Wasser umspült wird. Es ist zwar an sich bekannt, zwecks Überwachung eines Säurezusatzes zu Wasser zwei Elektroden in einer von dem säurehaltigen Wasser durchflossenen elektrolytischen Zelle anzuordnen, wobei' ein Wechselstrom unter Vermittlung der beiden Tauchelektroden das Wasser durchfließt und bei Über--bzw.'Unterschreiten einer bestimmten Stromstärke Alarmvorrichtungen betätigt. Es handelt sich hierbei jedoch nicht um die Auswertung der zwischen zwei in behandeltem Wasser einerseits und unbehandeltem Wasser andererseits angeordneten Elektroden auftretenden Potentialdifferenz.

Die elektrolytische Zelle des Erfmdungsgegenstandes, in welcher die beiden Elektroden in geringem Abstande voneinander angeordnet sind, weist zwecks Ausschaltung von Störungen infolge Vermischens der beiden die Elektroden umspülenden Flüssigkeiten nach einer bevorzugten Ausführungsform zwei die Elektroden umschließende Rohrstücke, beispielsweise aus Glas, auf, in welche unbehandeltes Wasser bzw. behandeltes Wasser aus der Hauptleitung eingeführt wird.

Wenn der Gehalt des Wassers an Chlor nicht nur angezeigt, sondern auch eine selbsttätige Regelung der Zufuhr der Wasserreini-. gungsmittel in Abhängigkeit von dem Absorptionsvermögen des Wassers herbeigeführt werden soll, empfiehlt es sich, ein zur Messung des zwischen den beiden Elektroden erzeugten Stromes angeordnetes Galvanometer zur Steuerung des Reglers für die Zufuhr des Chlors o. dgl. zu verwenden. Ein solcher Regler kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Er kann z. B. direkt den Austritt des Chlors o. dgl. aus dem Vorratsbehälter regeln oder indirekt in eine Leitung eines Hilfswasserstromes eingeschaltet sein, der zum Betriebe einer der üblichen Dosierungsanlagen für Chlor o. dgl. dient.

Das Galvanometer ist vorteilhaft in eine Kompensationsschaltung, z. B. nach Art der Wheatstoneschen Brücke, eingeschaltet, in der der Stromfluß derart kompensiert ist, daß der das Galvanometer enthaltende Teil der Schaltung stromlos ist, wenn beide Elektroden von unbehandeltem Wasser umspült werden. An Stelle der Einschaltung des Galvanometers in eine Kompensationsschaltung mit Wheatstonesrher Brücke kann man aber auch dem das •,V.Galvanometer aufweisenden Stromkreis einen ■"!Stromkreis eines galvanischen Elementes ."entgegenschalten, das die gleichen Elektroden mit unbehandeltem Wasser als Elektrolyt enthält.

In den Abbildungen ist der Erfmdungsgegenstand beispielsweise dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Anlage, bei der die Elektroden an entsprechenden Stellen im Hauptwasserstrom angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt eine Anlage, bei der die Elektroden in einer elektrolytischen Zelle angeordnet sind und nur der Spitzenbedarf der Zufuhr an Chlor zum Wasser oder Abwasser erfindungsgemäß geregelt wird.

Fig. 3 erläutert die Schaltung des Galvanometers unter Verwendung einer Wheatstoneschen Brücke. -

Fig. 4 zeigt die Verwendung zweier einander entgegengeschalteter Elemente in Verbindung mit einem Stöpselrheostaten.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform strömt das zu behandelnde Wasser von links nach rechts in einer Rohrleitung 1, der das Chlor, vorzugsweise als Chlorwasser, über die Rohrleitung 2 zugeführt wird. . Vor der Chlorzuführung hängt im Wasser eine Elektrode 3^a und hinter der Chlorzuführung eine Elektrode^⁶, die durch Leitungen mit einem Galvanometer 4 verbunden sind. Zu beiden Seiten des Galvanometerzeigers sind Kontaktstifte 5^a und S* angeordnet, die mit einer Stromquelle 6 und den Wicklungen y" und 7* eines Motors 7 derart verbunden sind, daß der Motor 7 beim Anschlagen des Galvanometerzeigers am Kontaktstift 5" in der einen und am Kontaktstift $^b in der entgegengesetzten Richtung umläuft. Dieser Motor 7 ist mit einem Ventil 8 in einer von der Chlorflasche 9 kommenden Leitung g^a derart verbunden, daß beim Anschlag des Galvanometerzeigers am Kontaktstift 5", wenn zuwenig Chlor im Wasser vorhanden ist, das Ventil 8 geöffnet und, wenn zuviel Chlor im Wasser vorhanden ist und der Galvanometerzeiger uo am Kontaktstift $^b anschlägt, das Ventil 8 gedrosselt wird. Die Verbindung zwischen dem Motor 7 und dem Chlorventil 8 erfolgt zweckmäßig durch eine Zahnrad- und Schneckenradübertragung.

Bei der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform strömt das zu behandelnde Wasser in einer Hauptwasserleitung 10, der durch die Leitung 11 aus einem Behälter 12 Chlorwasser zugesetzt wird, das durch Lösen von Chlorgas aus der Flasche 13 erzeugt wird, welches die Vorrichtung 14 dosiert. Von dem Wasser

in der Leitung ίο wird vor der Zufuhr des Chlorwassers durch eine Leitung 15 ein Teilstrom abgezweigt, welcher der elektrolytischen Zelle 16 zugeführt wird, und zwar durch ein T-Rohr 17, in welchem die Elektrode 18 aus Kupfer angeordnet ist. Dieser elektrolytischen Zelle 16 wird ferner durch eine Abzweigsleitung 19 hinter der Chlorzuführungsstelle in der Hauptwasserleitung 10 mit Chlor behandeltes Wasser über ein T-Rohr 20 zugeführt, in welchem die' andere Elektrode 21 aus Gold angeordnet ist. Das in der Zelle 16 außerhall) der T-Rohre entstehende Gemisch von unbehandeltem und behandeltem Wasser wird durch einen Überlauf 22 abgeleitet, beispielsweise in die Hauptwasserleitung 10 hinein.

Die beiden Elektroden 18 und 21 sind mit einer Schaltung 23 verbunden, die eineWheatstonesche Brücke darstellt und ein Galvanometer 24 enthält, dessen Zeiger 25 in ähnlicher Weise wie bei Fig. 1 das Regelventil 26 in einem Hilfswasserstrom steuert, der durch die Leitung 27 fließt. Durch diesen Hilfswasserstrom wird an der Stauscheibe 29 eine Druckdifferenz erzeugt, die über die Leitungen 28 und 32 das Regelventil einer Chlordosierungsanlage 31 steuert. Die Einzelheiten dieser Chlordosierungsanlage 31 üblicher Bauart sind der Einfachheit halber fortgelassen worden.

Die mit Hilfe der Dosierungsvorrichtung 31 in ihrer Menge von der Stellung des Galvanometerzeigers 25 abhängige, im Behälter 33 erzeugte Chlorwasserlösung wird über die Leitung 34 der. Leitung 11 zugeführt, die auch die Chlorwasserlösung aus dem Behälter 12 der Hauptwasserleitung 10 zuführt.

Die Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeigten Anlage ist ohne weiteres aus der Schilderung der Anlage verständlich. Die Hauptmenge des zur Behandlung des Wassers erforderlichen Chlors wird mengenmäßig beständig zugeführt, während nur der Spitzenbedarf erfindungsgemäß geregelt wird. Da der Ausschlag des Galvanometerzeigers 25 stets von dem Gehalt des behandelten Wassers an Chlor abhängt, wird die Spitze des zuzuführenden Chlors stets in Abhängigkeit von der Stellung des Zeigers, d. h. in Abhängigkeit von der zwischen den Elektroden 18 und 21 erzeugten Spannung, geregelt.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 ist der Akkumulator^ mit den beiden Enden der Wheatstoneschen Brücke verbunden. Die Zelle 16, in welcher sich die beiden Elektroden 18 und 21 innerhalb der T-Rohre befinden, steht über dem Galvanometer 24 ebenfalls mit der Brücke in Verbindung.

Gemäß Fig. 4 wird die Zelle 16 am Pluspol bei J> mit dem beispielsweise mit Chlor behandelten Wasser und am Minuspol bei α mit unbehandeltem Wasser gespeist. In der entgegengeschalteten Zelle i6^a- liegen beide Elektroden im unbehandelten Wasser. Beim Arbeiten mit dieser Schaltung wird zunächst beim Durchfließen von unbehandeltem Wasser durch beide Zellen in an sich bekannter Weise die auftretende elektromotorische Kraft mit Hilfe der Kompensationsschaltung kompensiert, so daß das Galvanometer 24 auf Null steht. Beim Einführen des beispielsweise chlorhaltigen Wassers in Zelle 16 bei b zeigt dann das Galvanometer den zur Messung und Regelung der Zufuhr verwendeten Ausschlag.

Die Zeigerausschläge eines empfindlichen Galvanometers reichen vollständig aus, um die gewünschte Regelung herbeizuführen. Besonders günstige Ergebnisse sind mit folgenden Elektrodenpaaren erhalten worden, wobei die Elektrode aus dem an erster Stelle genannten Stoff jeweils vom ungechlorten Wasser umsnült wurde: Kupfer—Platin, Silber—Gold, Zink—Platin.

Bei Wässern oder Abwässern mit einem hohen Chlorbindungsvermögen kann der p_H-Wert nach der Chlorbehandlung derart fallen, daß Ungenauigkeiten bei der Messung der zwischen den Elektroden erzeugten Ströme auftreten. Um diese Fehlerquellen auszuschalten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dem zur Messung dienenden gechlorten Wasser vor der Berührung mit den Elektroden Alkalien oder Carbonate, beispielsweise durch Überleiten über Calciumcarbonat, zuzusetzen, die zu einer Neutralisierung des sauren Wassers führen. Dabei empfiehlt es sich, auch das unbehandelte Wasser vor der Messung in gleicher Weise zu behandeln.

Die Vorrichtung gemäß Erfindung kann außer zur Messung oder Regelung des Chlorgehaltes von Wasser oder Abwasser auch bei der Behandlung von Wasser mit Hypochlorit oder Oxydationsmitteln sowie mit Soda, Ätznatron, Phosphaten u. dgl. verwendet werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Anzeigen und zur Regelung des Gehalts - von strömendem Wasser oder Abwasser an Chlor oder ähnlichen Wasserreinigungsmitteln mittels der elektrischen Spannung, die zwischen zwei Elektroden auftritt, von denen die eine von dem Wasser vor dem Zusatz des Reinigungsmittels und die andere von dem Wasser nach dem Zusatz des Reinigungsmittels umspült wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die von dem Wasser nach Zusatz des Reinigungsmittels umspülte Elektrode (21) aus einem Metall besteht, das auf der positiven Seite

   einer elektrischen Spannungsreihe liegt, in der Wasserstoff gleich Null ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (i8,2i) aus Metallen bestehen, die auf der positiven Seite der elektrischen Spannungsreihe liegen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (i8, 2i) aus dem gleichen positiven Metall bestehen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (18,21) in einer elektrolytischen Zelle (16) angeordnet und von Rohren (17,20) umschlossen sind, die am unteren Ende offen sind, und von denen das eine Rohr (17) mit einer Rohrleitung (15) verbunden ist, die unbehandeltes Wasser aus der 'Hauptwasserieitung (10) zuführt, während das andere Rohr (20) mit einer Rohrleitung (19) in Verbindung steht, die mit Reinigungsmitteln geimpftes Wasser aus der Hauptleitung (10) zuführt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Stromkreis zwischen den beiden Elektroden (18, 21) liegende Galvanometer (24) in eine an sich bekannte Kompensationsschaltung (23) nach Art der Wheatstoneschen Brücke eingeschaltet ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit einem Galvanometer (24) ausgerüsteten Stromkreis (23) zwischen den beiden Elektroden (18, 21) in an sich bekannter Weise der Stromkreis eines galvanischen Elements (i6^a) entgegengesehaltet ist, das die gleichen Elektroden (i8°, 21«) mit ungeimpftem Wasser als Elektrolyt enthält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen