METHOD OF MONITORING THE ION CONTENT OF VERY PURE WATER BY CONDUCTIVITY MEASUREMENT

Abstract: 1. A method of monitoring highly pure water with respect to an alien ion content with the assistance of a conductivity measurement, characterized in that, prior to the measurement, the water is cooled to a temperature of between 0 degrees C and 5 degrees C which is at least approximately constant.

Description: Verfahren zur Uberwachung von Reinstwasser auf Fremdionengehalt mit Hilfe einer Leitfähigkeitsmessung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Uberwachung von Reinstwasser auf Fremdionengehalt mit Hilfe einer Leitfähigkeitsmessung. Viele industrielle Prozesse verlangen die Verwendung von Reinstwasser, welches durch Aufbereitung aus Brauchwasser mit relativ hohem Elektrolytgehalt gewonnen wird, z. B. mit Hilfe von Ionenaustauschern. Zur kontinuierlichen Uberwachung des Elektrolytgehalts in Reinstwasser wird bevorzugt die Leitfähigkeitsmessung herangezogen. Ublicherweise wird die Messung bei Umgebungstemperatur oder höheren Temperaturen vorgenommen und das 0 Messsignal auf eine Temperatur von 20 bzw. 25 O C kompen- siert. Bedingt durch die Eigendissoziation des Wassers ergibt sich bei den sehr geringen Fremdionengehalten, denen die Uberwachung gilt, ein schlechtes Nutzsignal-/Störsignal-Verhältnis, so dass das gewonnene Messsignal keine eindeutige Aussage über den Fremdionengehalt des überwachten Wassers zulässt. Es besteht somit die Aufgabe, die Messempfindlichkeit und damit das Nutzsignal-/Störsignal-Verhältnis so zu verbessern, dass auch sehr geringe Fremdionenkonzentrationen sicher erkannt und ihre Änderung über die Zeit durch Aufzeichnung des Messsignals verfolgt werden kann. Eine Lösung der Aufgabe wird in einem Verfahren der eingangs genannten Art gesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Reinstwasser vor der Messung gekühlt wird. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das zu untersuchende Wasser auf eine zumindest annähernd konstante Temperatur zwischen 0 und 5 C, vorzugsweise auf eine Temperatur in unmittelbarer Nähe seines Gefrierpunkts, zu kühlen. Es kann dazu ein Thermostat mit exakter Temperaturregelung verwendet werden, oder es wird eine gewisse Schwankungsbreite der Temperaturregelung zugelassen und das in der Leitfähigkeitsmesseinrichtung gewonnene Messsignal in diesem kleinen Bereich in üblicher Weise temperaturkompensiert. Mit Hilfe dieses wenig aufwendigen Verfahrens wird es möglich, die durch Säuren, Laugen oder Salze hervorgerufenen elektrolytischen Verunreinigungen kleinster Konzentration im Reinstwasser zu erkennen und frühzeitig entsprechende Massnahmen zu treffen. Bei basischen Verunreinigungen tritt eine eigenartige Extremwertbildung der Empfindlichkeitskennlinie im Bereich niedrigster Kationenkonzentrationen auf, in deren Bereich mit Sicherheit auf Reinstwasser mit leicht alkalischer Reaktion geschlossen werden kann. Zur Verdeutlichung der Vorteile sind in den Figuren 1 bis 3 Diagramme dargestellt, bei denen über dem Na+-Ionengehalt als Abszisse und der Leitfähigkeitsänderung, bezogen auf 100 % Messwert des Reinstwassers als Ordinate, Empfindlichkeitskurven mit der Temperatur als Parameter aufgetragen sind. In Figur 1 sind die Versuchsergebnisse bei der Verunreinigung von Reinstwasser durch Na - und C1 -Ionen dargestellt. Die Zugabe von NaCl zu dem Reinstwasser entspricht in der Praxis der sehr häufig vorkommenden Verunreinigung des Wassers durch Salze, insbesondere Steinsalz. Man erkennt, dass mit sinkender Temperatur des zu untersuchenden Wassers die Empfindlichkeit erheblich erhöht wird. Die höchste Empfindlichkeit wird in der Nähe des Gefrler- punkts des Wassers erreicht. Ein ähnliches Bild ergibt sich bei der Verunreinigung von Reinstwasser mit Säuren. Bei den Versuchen, deren Ergebnisse in Figur 2 dargestellt sind, wurde mit NaCl versetztes Reinstwasser durch einen Kationenaustauscher geleitet, gekühlt und dann die Leitfähigkeit gemessen. Dies würde in der Praxis einer äquimolaren Verunreinigung des Reinstwassers durch HCl entsprechen. Man erkennt auch hier die erhebliche Steigerung der relativen Empfindlichkeit bei Kühlung des untersuchten Wassers auf eine Temperatur in der Nähe seines Gefrierpunkts. Wird der Fremdionengehalt des Reinstwassers durch Laugenspuren hervorgerufen, hier durch Zugabe von NaOH, durchlaufen die Messkurven, wie aus Figur 3 zu erkennen ist, eigenartigerweise einen Extremwert, der insbesondere bei der 0 C-Kurve deutlich unterhalb des Wertes für die Leitfähigkeit von Reinstwasser liegt. Messwerte in diesem Bereich lassen zusätzlich mit Sicherheit darauf schliessen, dass die Reaktion des Wassers alkalisch ist. Der pH-Wert liegt dann, auf 25 C bezogen, zwischen pH = 7 und pH = 7,1, wie es in den meisten Anwendungsfällen der Reinstwasseraufbereitung verlangt wird. Eine gleichzeitige Erfassung des Elektrolytgehaltes und der Alkalität im kontinuierlichen Betrieb ist mit anderen Methoden nicht oder nur mit grossem Aufwand möglich. Wird die Leitfähigkeit des Wassers vor und nach der Kühlung gemessen, kann aus den Messwerten der Temperaturkoeffizient der Leitfähigkeit ermittelt werden. 3 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Uberwachung von Reinstwasser auf Fremdionengehalt mit Hilfe einer Leitfähigkeitsmessung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wasser vor der Messung gekühlt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wasser auf eine mindestens annähernd konstante Temperatur zwischen 0 C und 5 C gekühlt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wasser auf eine Temperatur in unmittelbarer Nähe seines Gefrierpunktes gekühlt wird.

Inventors: MAURER, OTTO, DR.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: G01N33
IPC codes: G01N27, G01N33