用于確定自由基消耗勢能的方法和設備技術

本發明專利技術涉及一種用于確定水的自由基消耗勢能的方法，并且包括對水中的至少一種參考物質由于以至少一個波長在100nm至350nm范圍中的UV光來輻照而引起的分解的確定，并且描述了一種用于執行這種確定的設備，所述確定的目的是控制用于水的氧化處理的工藝。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于確定水的自由基消耗勢能(Radikalzehrungspotential)的方法，并且包括對水中的至少一種參考物質由于以至少一個波長在100nm至350nm范圍中的UV光來輻照而引起的分解的確定，和一種用于執行這種確定的設備。
技術介紹
為了控制用于水的氧化處理的、即水的氧化制備、清潔和/或消毒的AOP系統(AOP英文＝Advanced?Oxidation?Process“高級氧化技術”)，如今使用下述參數，所述參數給出關于水基體的組分的信息進而僅間接地確定所生成的自由基的消耗。當前，僅使用“經典”參數、如TOC、渾濁度、UV-T和測量特定參數、如溶解的臭氧或過氧化氫來控制AOP設備。這些參數需耗費地測量并且用于此的儀器大多是昂貴的。這些參數與控制目的的聯系是復雜的并且取決于多個不同的因數。此外，劑量和效果(例如微量物質的分解)之間的關聯是未知的并且僅能耗費地測量，因為必須執行物質特定的分析。至今為止，通過水基體進行的OH自由基的消耗(用量)和所述消耗的測量是未知的。當前，在一些設施中產生過多的OH自由基(由此產生生產資源的更高的消耗)，以便預防“自由基消耗的效應”(掃氣)。自由基消耗因能夠自然地存在于水中的有機的和無機的物質、例如碳酸鹽引起。CN?1869684?A涉及用于在廢水處理期間測量需氧的微生物的需氧量的方法和設備。US?2006?240558?A提出用于確定水樣的化學需氧量(COD)的方法和設備。CN?1372141?A公開用于水中的有機生物體分解以達到全面的水質量目標的測試和評估方法，尤其是使用參數BOD5/COD,CO2形成和ATP。JP?9292388?A研究用于確定基于含氟的樹脂的潤滑薄膜的分解的方法，其中測量氟化物離子的濃度。EP?0?388?590?A2涉及用于確定有機化合物包括全部氣相或液相的分解產物的方法，其中氣態的或液態的樣品被轉移到限量的水中，其中有機化合物光解分解。分解產物在載氣中和/或在受限的水量中被證實。DE?43?16?452?C1描述用于借助于AOP組合、即UV和過氧化氫分解水中的聚合的有機的有害物質的方法；然而沒有指出測量方法。US?2010/0206787?A1提出用于借助于UV輻射和氧化劑以高級氧化技術(Advanced?Oxidation?Process，AOP)處理液體的系統。所述系統通過調節工藝來控制，其中所描述的測量技術使用兩個化學傳感器并且確定液相的氧化劑、尤其是臭氧的含量從而控制UV劑量。US?2008/0179178?A1公開同樣基于AOP方法用于清潔廢水的UV反應器。使用UV光源和二氧化鈦層作為催化劑用于制備羥基自由基，其中涉及用于大規模使用的對此所需的UV反應器的結構并且不涉及OH自由基的測量方法。EP?1?008?556?A2提出借助于光輻射和超聲波、即組合的光學和聲學處理對載有有害物質的廢水去污的方法，其中附加地也能夠使用氧化劑如臭氧；然而沒有提出測量方法。至今為止，用于確定水的自由基消耗勢能的方法并且其用于有效地控制AOP系統的生產資源的用量的使用是未知的。
技術實現思路
因此本專利技術的目的是：優化或降低ATP系統中的生產資源的用量和用于水的氧化處理的方法和設施。特別地，本專利技術的目的是：提出一種用于控制用于水的氧化處理的工藝的方法和設備。因此，本專利技術提供：(i)一種用于確定水的自由基消耗勢能的方法，所述水包含工藝特定的過氧化氫濃度，所述方法包括確定水中的至少一種參考物質由于以UV光來輻照而引起的分解；(ii)根據(i)的方法，包括下述步驟：(1)將至少一種參考物質添加給水樣，并且混合全部上述組分，(2)以至少一個波長在100nm至350nm范圍中的UV光在輻照單元中輻照在步驟(1)中獲得的混合物，(3)借助于至少一個波長在300nm至700nm、優選600nm至660nm的范圍中的光測量在步驟(2)中獲得的被輻照的混合物的吸收，(4)在波長與在步驟(3)中相同的情況下測量在步驟(1)中獲得的、作為對比混合物的、未處理的混合物的吸收以作為參考測量，以及(5)從在步驟(3)和(4)中獲得的測量值的差直接確定參考物質的分解以作為所述參考物質的分解的量。(iii)根據(i)或(ii)的方法，其中所述參考物質是顏料；(iv)根據實施方式(i)至(iii)中的一項所述的、用于控制水的氧化處理、尤其是水的氧化制備、清潔、和/或消毒的方法氧化制備；(v)一種用于適合于執行如在實施方式(i)至(iv)中所限定的方法的設備，包括：1)至少一個儲備容器，所述儲備容器包含至少一種參考物質的溶液，2)至少一個混合設備，所述混合設備通過將水與至少一種參考物質混合來提供水樣，3)雙路UV輻照儀器，其中在一個室或單元(輻照單元)中以UV光輻照來自于混合設備的水樣并且優選借助于另一個室(對比室)記錄UV光的強度，其中所述雙路UV輻照儀器具有200nm至300nm的發射波長，和4)雙路光度計，其中在一個室或單元(測量單元)中借助于至少一個波長在351nm至800nm的范圍中的光測量來自于輻照單元的水樣的吸收，并且在另一個室(對比室)中在波長與在所述測量室單元中相同的情況下測量來自于混合設備的、未處理的水樣(對比樣品)的吸收；以及(vi)根據實施方式(v)所述的設備，附加地包括用于控制水的氧化處理的控制設備。在此描述的專利技術的優點是：通過參考物質、例如亞甲基藍的自由基分解直接測量水的自由基消耗特性。通過該參數能夠對設施就運行成本更加有效地控制，因為直接并且立即地確定OH自由基的瞬時消耗并且不必間接地對其評估。該參數的確定和其與第二(標準)參數(例如UV-T測量)的組合以及由此得出的對AOP系統的控制提供顯著的優點，所述優點在此之前是未知的，因為至今為止不存在最終的控制理念。在此描述的在線監控系統基于下述效應：參考物質如亞甲基藍能夠通過羥基自由基分解或降解。分解速率受到已經添加有參考物質的水的有機的和無機的背景影響。參考物質的分解在輻照室中進行，其中應用限定的UV光劑量并且形成所需的羥基自由基。UV劑量在使用填充有空氣的對比室的條件下被記錄和控制。參考物質的分解速率能夠借助于對可見光的測量在使用亞甲基藍作為參考物質的情況下在600nm至66本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于確定水的自由基消耗勢能的方法，所述方法包括確定水中的至少一種參考物質由于以至少一個波長在100nm至350nm的范圍中的UV光來輻照而引起的分解。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.05.30 DE 102012010611.41.一種用于確定水的自由基消耗勢能的方法，所述方法包括確定
水中的至少一種參考物質由于以至少一個波長在100nm至350nm的范
圍中的UV光來輻照而引起的分解。
2.根據權利要求1所述的方法，包括下述步驟：
(1)將至少一種參考物質添加給水樣，并且混合全部上述組分，
(2)以至少一個波長在100nm至350nm的范圍中的UV光在輻照
單元中輻照在步驟(1)中獲得的混合物，
(3)借助于至少一個波長在300nm至700nm、優選600nm至660nm
的范圍中的光，測量在步驟(2)中獲得的被輻照的混合物的吸收，
(4)在波長與在步驟(3)中相同的情況下測量在步驟(1)中獲
得的、作為對比混合物的、未處理的混合物的吸收以作為參考測量，以
及
(5)從在步驟(3)和(4)中獲得的測量值的差直接確定所述參
考物質的分解作為所述參考物質的分解的量。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述自由基是羥基自由基。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的方法，其中使用過氧化氫以
形成自由基。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的方法，其中所述參考物質是
在波長范圍為300nm至700nm的可見光中進行吸收的材料、優選是亞甲
基藍。
6.根據權利要求2至5中的任一項所述的方法，附加地包括通過借助
于對比單元的對比測量同時記錄步驟(2)中的所述UV光的強度。
7.根據權利要求2至6中的任一項所述的方法，其中
(a)在步驟(2)中在能預選的、1秒至1小時的時間段內進行輻照，
(b)在步驟(3)中在能預選的、1秒至1小時的時間段內進行測量，
和/或
(c)在步驟(4)中在時間上并行于步驟(3)中的測量進行測量。
8.根據權利要求1至7中的任一項所述的方法，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿希姆·里德，延斯·沙伊德勒，阿爾內·維蘭德，
申請(專利權)人：賽萊默水解決方案赫福德有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE