170907. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyvízek össz- szervesanyag tartalmának meghatározására, valamint készülék az eljárás foganatosítására
3 170907 4 tik, a gázokat CuO-on átvezetve összegyűjtik, amelyből a gázt, a vízgőzt és S02 -ot eltávolítják, infravörös spetkrométer cellájába vezetik és C02 tartalmát kalibrációs görbe segítségével meghatározzák. A megoldás előnye, hogy 0,1 ppm szervesanyag meghatározható. Hátrányként említhető, hogy az eljárás hosszadalmas és a víz eltávolítása valamint elpárologtatása miatt bonyolult. A szervetlen (C03 2 ", HC03 ~) szenet is szervesanyag tartalomban méri. Ezt a módszert fejlesztette tovább Van Hall [C.E. Van Hall, J. Safranko, V.A. Stenger, Anal. Chem. 35, 315 (1963)]. Csak 20 ml mintát kíván a meghatározás. A mintát 900C°-on 02 áramban elégetik, a tökéletes égést Pt töltéssel segítik elő. E módszernek előnye, hogy 2 perc a meghatározási idő. Az érzékenység - 2 ppm — megfelelő. Hátránya azonban, hogy a detektálás előtt a vizet el kell távolítani a gázáramból, ezenkívül a szervetlen szenet is a szervesanyag tartalomban méri. A továbbiakban a kísérletek a szervetlen eredetű széntartalomra irányultak. A szervetlen széntartalom zavaró hatását úgy küszöböljük ki, hogy kétutas készülékeket dolgoztak ki [R.M. Emery, E.B. Welch, R.F. Christman, Journal of Water, Poll. Contr. Fed., 43, 1834 (1971) és R.H.Jones, A.F. Dageforde, ISA Transaction,? No 4 267 (1968)]. A vízmintát a már megismert módon elemezték, ezenkívül a C03 2- és HC0 3 ~" tartalom meghatározására a mintát égetés nélkül, 150—200 C°-on elpárologtatva is mérték a keletkezett C02 mennyiségét. A két eredmény különbsége adja a szervesanyag tartalomból eredő C02 mennyiségét. Az oldott C02 -t inert gáz-átbuborékoltatással [H.A.C. Montgomery, N.S. Thorn, Analyst, 87 689 (1962)] is el lehet távolítani, ekkor azonban a szervesanyag illó részei is eltávoznak. Érdekes megoldást választott Stenger és Van Hall a meghatározásra [V. A. Stenger, C.E. Van Hall, Anal. Chem., 39 206 (1967)] és V.A. Stenger, C.E, Van Hall, preprint 5 3-4-66, 21st Annual ISA Conference 1968]. A vizsgálandó vízmintát C02 áramban égetik el. A szervesanyag tartalom CO-dá alakul át. A vízgőz eltávolítása után a CO tartalmat infravörös spektrometriásan határozzák meg. Ez a módszer érzékenyebb az eddigieknél, 2 percet vesz igénybe egy elemzés, a szervetlen eredetű C02 -ot nem méri. Hátrányként jelentkezik az, hogy a vizet el kell távolítani a gázáramból a detektálás előtt. Égetés CuO kontakton Dobbs, Wise és Dean [R.A. Dobbs, R.H.Wise, R.B. Dean, Anal. Chem. 39, 1255 (1967)] javaslata szerint az elemzendő vízminta szervesanyag tartalmát inert gázatmoszférában CuO kontakton égetik el. A keletkező vizet és C02-ot kifagyasztják, majd H2 -nel, felmelegítés után a hidrogénező katalizátorra vezetik. Itt a C02 CH^-riá hidrogéneződik, melynek mennyiségét lángionizációs detektorral mérik. Az eljárás előnye, hogy a lángionizációs detektálás következtében jó az érzékenység (0,5 ppm). 5 Hátrányként említhető a két gázkör, továbbá, hogy a berendezés kezelése nem egyszerű és hosszadalmas a mérési idő. Nagyon tiszta H2 és 02 szükséges a detektorlánghoz, mert különben a minták nagy víztartalma lecsökkenti az érzékeny-10 séget. Nem ismeretes olyan vízszennyezettségvizsgáló mérőkészülék, amely a vízminták szennyezőit 02 vagy C02 hozzáadása nélkül elégetve a keletkező C02 mennyiségét vizsgálná. Nem ismeretes a hő-15 vezetőképességi detektornak vagy az égéstermékek ionizálásán alapuló detektálásnak vízszennyezettség meghatározására történő felhasználása. Az ismert reaktorok nem rendelkeznek nyomáscsökkentő fűtött térrel, ami a nyomás lökéshullámok zavaró 20 hatását megszüntetheti és a mérést üzembiztossá, valamint kvantitatív reprodukálhatóvá tenné. A víz szerves eredetű szennyezettségének vizsgálatánál ismert mérőeszközökben detektálásra lángionizációs detektálást vagy infravörös spektromet-25 riát alkalmaznak. Az ismert módszerek költségesebbek és körülményesebbek, mint a javasolt megoldás. A klasszikus módszerekhez sorolható az a két magyar szabvány is, amely szennyvizek meghatá-30 rozására vonatkozik. Mindkét szabvány azonos elven alapul. A szennyvíz szervesanyag tartalmát szervetlen oxidáló szerekkel - KMn04 , illetve K2 Cr 2 0 7 — kvantitatív széndioxiddá oxidálják, majd visszatitrálással megállapítják az aktív oxigén 35 fogyást egységnyi szennyvízre vonatkozólag (mg02 /l szennyvíz). Az oxidáció savas közegben történik, ahol az oxidálószer a következő egyenletek szerint reagál: 40 2KMn04 + 3H 2 S0 4 -+ K 2 S0 4 + 2MnSO 4 +50 K2 Cr 2 0 7 44H 2 S0 4 -*Cr 2 (S0 4 ) 3 +K 2 S0 4 +4H 2 O+30 szerves anyag pedig széndioxiddá oxidálódik. 45 1 -CH2 - + 1 02 -*C0 2 +H 2 0 Ennek megfelelően az egységnyi szennyvízmennyiségre felhasználódott oxigénnel jellemezhető 50 a szennyezettségi fok (mg02 /l). Ez a mutató egy globális szennyezettséget fejez ki figyelmen kívül hagyva a szennyező anyagok milyenségét. A szabvány szerinti klaszikus módszerek megbízhatatlansága és nagy hibahatára az üzemi tisztító-55 berendezések optimális üzemeltetését megnehezíti. A módszer munkaigényes, a mérés pedig időigényes. A különféle szerves vegyületek oxidálhatósága igen variábilis, jónéhány oxidációval szemben igen ellenálló (pl. paraffinok esetében). A módszer 60 reprodukálhatósága nem a legjobb, a hibahatárok igen nagyok. Ezek a hiányosságok az üzemek részére jelentős anyagi kihatással is lehetnek. Kétséges, hogy a könnyen illó komponensek meghatározhatók-e egyáltalán a klasszikus módsze-65 rekkel. 2
