DE2532869C3

DE2532869C3 - Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung des Restöigehaltes und/oder ölgehaltes in Wässern

Info

Publication number: DE2532869C3
Application number: DE19752532869
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fa. A. Essers, 5108 Monschau
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1978-01-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung des Restölgehaltes und/oder ölgehaltes in Wässern, unter Verwendung von ultraviolettem licht zur Bestimmung der Fluoreszenz des Öles durch Extrahieren einer Wasserprobe mit einem leicht flüchtigen Lösungsmittel und Untersuchen des Extrakts.

Die gesetzlichen Umweltschutzvorschriften fordern von gewerblichen Betrieben eine ständige Überwachung des ölgehaltes in Wässern, die in das Abwassersystem eingeleitet werden sollen, z. B. den Ablauf aus

Fettabscheidern, Metallreinigungsflotte u.dgl. Derartige Industrieabwässer enthalten somit die unterschiedlichsten Verschmutzungen aus Stoffen, die Mineralöle enthalten oder sind, z. B. Mineralölemulsionen, Rohöl, Mineralöle, Petroleum, Lösungsmittel, Metallreiniger usw.

Die Industrieabwässer werden üblicherweise zunächst einem Sammelbehälter zugeführt Dort wird diese Flotte mittels geeigneter Trennverfahren gespalten, z. B. in einen meist stärker öl- und/oder wasserhalti- gen Schlamm und in sogenanntes »Spaltwasser«. Bevor dieses Spaltwasser in die Kanalisation abgelassen wird, muß es jedoch auf seinen Restölgehalt untersucht werden.

Die verbreitetste Art der Prüfung ist die quantitative

2s Bestimmung des Restöls nach der sogenannten »Extraktionsmethode«. Dieses Verfahren ist ziemlich kompliziert und nur von geschultem Personal durchführbar. Überdies ist es auch sehr zeitaufw endig. Eine Restölbestimmung nach diesem Verfahren dauert immerhin ca. 48 Stunden. Dies erfordert entsprechend große Rückhaltebecken bzw. Abwassersammler. Die Kläranlage muß daher auch eine entsprechend große Kapazität haben. Diese Umstände bewirken eine beträchtliche Kostenlast, die dieses Verfahren mit sich bringt.

Bekannt ist aus der Zeitschrift »Laboratory Practice« Vol.20, Nr. 1, 1971, S.35 bis 40, ein Bericht über qualitative Untersuchungen von Meerwasser auf öl, wobei die bekannte Tatsache erwähnt wird, daß gewisse ölsorten bei Beaufschlagung mit ultraviolettem Licht bestimmter Wellenlängen, fluoreszieren. Damit lassen

sich qualitativ noch ölspuren bis zu einer Konzentration von 0,00* ppm ermitteln.

Auch die DT-OS 19 20 349 offenbart lediglich eine

qualitative Prüfung von Wasser auf ölspuren. Dabei wird vorgeschlagen, dem Wasser künstliche, in Paraffinen lösbare Stoffe zuzusetzen, die unter ultraviolettem Licht eine Fluoreszenz herbeiführen, die größer ist als die Eigenfluoreszenz von Paraffinen. Damit soll der

Mangel behoben werden, daß die Fluoreszenz von öl in Wasser oft nur sehr gering ist und umfangreiche Verstärkervorrichtungen erfordert.

Bei diesem Verfahren, das keine quantitative Messung ermöglicht, ist es auch nicht immer einwandfrei möglich, die zusätzlichen lösbaren Stoffe so gleichmäßig in der Probe zu verteilen, daß sich ein einwandfreies Bild der Fluoreszenz ergibt. Auch ist bei mehreren aufeinanderfolgenden Proben die Gefahr gegeben, daß unterschiedliche Menge von Zusatz stoffen in die Proben gegeben werden, was zu unterschiedlichen Meßergebnissen führt.

In der Veröffentlichung »Vom Wasser«, Bd. 21,1954, s. 186 bis 195, Aufsatz Berther Nietsch, »Nachweis von Erdölprodukten in natürlichen Wässern durch Fluoreszenz«, wird über ein Verfahren berichtet, bei dem Mengen bis zu 500 cm³ der zu untersuchenden Proben mit je 10 cm³ Äther pro 100 cm³ ausgeschüttelt werden. Nach Abtrennen des Ätherextraktes von der

wäßrigen Phase konnte dieser in Reagenzgläsern abgefallt unter der ultravioletten Lampe geprüft werden. Der Bericht gibt selbst an, daß hierdurch keine völlig quantitative Extraktion möglich ist Zudem dürfte dieses Verfahren abgesehen von seiner Ungenauigkeit auch wegen seines Arbeitsaufwandes ungeeignet sein. Immerhin darf ein Restolgehalt von 10-20 ppm nicht überschritten werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine für den Betrieb rationelle, rasche Prüfung des Restölgehaltes möglich ist

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß der Extrakt auf einem Belag aus optisch und chemisch gegen Säuren inertem, nichthygroskopischem Gelmaterial mit einem zugesetzten Fluoreszenzindikator bei einer Temperatur etwas unterhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels vom Lösungsmittel befreit wird, wonach die angetrocknete Prüfmasse neben einer entsprechenden, genau definierten Vergleichsprobe dsm kurz- oder langwelligen ultravioletten Licht ausgesetzt und der Fluoreszenzunterschied zwischen Probe und Vergleichsprobe festgestellt wird.

Vorteilhaft erfolgt die Bestrahlung mit einem ultraviolettem Licht, dessen Wellenlänge entweder bei 254 nm oder bei 350 nm liegt.

Bei Verwendung von kurzwelligem ultraviolettem Licht ergibt sich auf dem Träger eine Blaufärbung, deren Farbintensität dem ölgehalt bzw. der öldichte der Probe proportional ist.

Bei Bestrahlung der Probe mit langwelligem ultraviolettem Licht ergibt sich ein hellblaues oder grünes Fluoreszenzbild, dessen Farbintensität ebenfalls mit der öldichte proportional ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur quantitativen Bestimmung und Darstellung von ölgehalten von 0,1-1000 mg/1 in wäßrigen Phasen und erfordert hierfür eine relativ kurze Zeit.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch zwei in einem Gehäuse angeordnete, die Probe bzw. die Vergleichsprobe tragende Objektträger mit einer dünnen Schicht aus einem mit einem Fluoreszenzindikator versetzten, nichthygroskopischen, optisch und gegen Säuren chemisch inerten Gelmaterial, sowie eine in dem Gehäuse unterhalb einer Beobachtungsöffnung angeordnete, gleichmäßig strahlende Lichtquelle für kurz- oder langwelliges ultraviolettes Licht.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert und zwar zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Darstellung des ölgehaltes einer Probe mit teilweisem Schnitt nach der Linie I-I in F i g. 2 und

Fig.2 eine Draufsicht mit teilweisem Querschnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1.

Die Zeichnung zeigt ein geschlossenes, turmartiges Gehäuse I, bestehend aus einem quaderförmigen Sockelteil 2 und einem zylindrischen Aufsatz 3, der an seinem oberen Ende einen im Durchmesser kleineren Einsatz 4 mit einer offenen Betrachtungsmulde 5 aufweist.

Der Einsatz 4 ist unterhalb des Gehäusedeckels 6 von einer ringförmigen Uliraviolettleuchte 7 umgeben, die zur Aussendung von kurzwelligem ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von etwa 254 nm oder von langwelligem ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von etwa 350 nm eingerichtet ist

Im Sockel 2, der die notwendigen elektrischen Zuleitungen und Schaltmittel beherbergt (nicht dargestellt), ist auf einer Führungsbahn 8 ein Objekttisch 9 in

ic Form einer Schublade angeordnet Der Objekttisch besitzt mehrere Vertiefungen zur Aufnahme von zylindrischen, offenen Meßschalen 10.

Wie F i g. 2 zeigt, sind diese Meßschalen 10 auf einem Teilkreis angeordnet und umgeben konzentrisch eine einzelne Meßschale 11. In dieser Meßschale U befindet sich die zu messende Probe, während in den anderen Meßschalen 10 genau definierte Vergleichsproben enthalten sind.

Fig.2 zeigt ferner einen Elektroanschluß 12 für das Gerät und einen Ein- und Ausschalter 13. Mit 14 ist eine Heizplatte bezeichnet, die zum Verdampfen von Lösungsmitteln geeignet ist, in dem sich der Probenauszug befindet.

Das Bestimmungsverfahren wird wie folgt durchgeführt:

Eine bestimmte Menge A der zu untersuchenden Wasserprobe wird in einem Schüttelzylinder mit einer bestimmten Menge B eines leicht flüchtigen Lösungsmittels, z. B. Petroläther, Hexan od. dgl. versetzt und in genau definierter Weise von Hand oder in einer geeigneten Schüttelmaschine geschüttelt. Nach einer Beruhigungszeit von etwa 5 Minuten wird mit einer Einmalspritze eine Menge C der oberen, nicht wäßrigen Phase abgenommen und in eine Meßschale 11 gebracht.

Diese Meßschale U weist genau wie die anderen Meßschalen 10 eine etwa 0,2 mm starke Schicht aus optisch und chemisch gegenüber Säuren inertem, nicht hygroskopischem Gelmaterial z. B. Kieselgel auf, das mit einem Fluoreszenzindikator der gewählten Wellenlänge versetzt ist.

Die abgenommene Masse wird während einer vorgegebenen Zeitdauer auf der Heizplatte 14 der Vorrichtung I einer Temperatur etwas unterhalb des Siedepunktes des verwendeten Lösungsmittels ausgesetzt, bis sie sich als trockene Masse auf der Gelschicht der Meßschale absetzt. Die Meßschale wird dann auf den Objekttisch gesetzt und in das Gehäuse 1 eingebracht. Nach Einschalten des ultravioletten Lichtes ergibt sich dann, ob und in welchem Maße diese Probe ölbeimengungen aufweist. Bei kurzwelligem, ultraviolettem Licht wird der Fluoreszenzindikator angeregt, und leuchtet dort auf, wo kein öl vorhanden ist.

Bei Verwendung von langwelligem ultraviolettem Licht werden die im öl befindlichen Kohlenstoffmoleküle zum Leuchten angeregt und geben ein der öldichte entsprechendes Fluoreszenzbild ab. Die gleichzeitig beleuchteten Vergleichsproben geben ein quantitatives Bild des ölgehaltes der Probe. Der ölgehalt der Probe läßt sich durch geeignete Meßgeräte, z. B. Belichtungsmesser, gegebenenfalls in einer Abgleichschaltung auch objektiv messen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Restölgehaltes und/oder ölgehaltes in Wässern, unter Verwendung von ultraviolettem Licht zur Bestimmung der Fluoreszenz des Öls durch Extrahieren einer Wasserprobe mit einem leicht flüchtigen Lösungsmittel und Untersuchen des Extrakts, dadurch gekennzeichnet, daß der Extrakt auf einem Belag aus optisch und chemisch gegen Säuren inertem, nichthygroskopischem Gelmaterial mit einem zugesetzten Fluoreszenzindikator bei einer Temperatur etwas unterhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels vom Lösungsmittel befreit wird, wonach die angetrocknete Prüfmasse neben einer entsprechenden, genau definierten Vergleichsprobe dem kurz- oder langwelligen ultravioletten Licht ausgesetzt und der Fluoreszenzunterschied zwischen Probe und Vergleichsprobe festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht erfolgt, dessen Wellenlänge im Bereich von 254 nm liegt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht erfolgt, dessen Wellenlänge im Bereich von 350 nm liegt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in einem Gehäuse (1) angeordnete, die Probe bzw. die Vergleichsprobe tragende Objektträger (11, 10) mit einer dünnen Schicht aus einem mit einem Fluoreszenzindikator versetzten, nichthygroskopischen, optisch und gegen Säuren chemisch inerten Gelmaterial sowie eine in dem Gehäuse (1) unterhalb einer Beobachtungsöffnung (5) angeordnete, gleichmäßig strahlende Lichtquelle (7) für kurz- oder langwelliges ultraviolettes Licht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Objektträger befindliche, mit einem Fluoreszenzindikator versetzte dünne Schicht aus Kieselgel besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektträger (10, 11) als Meßschalen ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektträger (10) für die Vergleichsproben radial zum Objektträger (11) der Probe angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Objektträgern (10, 11) auf die Leuchtdichte ansprechende Fühler einer an sich bekannten Abgleichmeßeinrichtung zugeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (7) zur Ausstrahlung von ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm eingerichtet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (7) zur Ausstrahlung von ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 350 nm eingerichtet ist.