用于确定自由基消耗势能的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于确定水的自由基消耗势能的方法，并且包括对水中的至少一种参考物质由于以至少一个波长在100nm至350nm范围中的UV光来辐照而引起的分解的确定，并且描述了一种用于执行这种确定的设备，所述确定的目的是控制用于水的氧化处理的工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定水的自由基消耗势能(Radikalzehrungspotential)的方法，并且包括对水中的至少一种参考物质由于以至少一个波长在100nm至350nm范围中的UV光来辐照而引起的分解的确定，和一种用于执行这种确定的设备。
技术介绍
为了控制用于水的氧化处理的、即水的氧化制备、清洁和/或消毒的AOP系统(AOP英文＝Advanced Oxidation Process“高级氧化技术”)，如今使用下述参数，所述参数给出关于水基体的组分的信息进而仅间接地确定所生成的自由基的消耗。当前，仅使用“经典”参数、如TOC、浑浊度、UV-T和测量特定参数、如溶解的臭氧或过氧化氢来控制AOP设备。这些参数需耗费地测量并且用于此的仪器大多是昂贵的。这些参数与控制目的的联系是复杂的并且取决于多个不同的因数。此外，剂量和效果(例如微量物质的分解)之间的关联是未知的并且仅能耗费地测量，因为必须执行物质特定的分析。至今为止，通过水基体进行的OH自由基的消耗(用量)和所述消耗的测量是未知的。当前，在一些设施中产生过多的OH自由基(由此产生生产资源的更高的消耗)，以便预防“自由基消耗的效应”(扫气)。自由基消耗因能够自然地存在于水中的有机的和无机的物质、例如碳酸盐引起。CN 1869684 A涉及用于在废水处理期间测量需氧的微生物的需氧量的方法和设备。US 2006 240558 A提出用于确定水样的化学需氧量(COD)的方法和设备。CN 1372141 A公开用于水中的有机生物体分解以达到全面的水质量目标的测试和评估方法，尤其是使用参数BOD5/COD,CO2形成和ATP。JP 9292388 A研究用于确定基于含氟的树脂的润滑薄膜的分解的方法，其中测量氟化物离子的浓度。EP 0 388 590 A2涉及用于确定有机化合物包括全部气相或液相的分解产物的方法，其中气态的或液态的样品被转移到限量的水中，其中有机化合物光解分解。分解产物在载气中和/或在受限的水量中被证实。DE 43 16 452 C1描述用于借助于AOP组合、即UV和过氧化氢分解水中的聚合的有机的有害物质的方法；然而没有指出测量方法。US 2010/0206787 A1提出用于借助于UV辐射和氧化剂以高级氧化技术(Advanced Oxidation Process，AOP)处理液体的系统。所述系统通过调节工艺来控制，其中所描述的测量技术使用两个化学传感器并且确定液相的氧化剂、尤其是臭氧的含量从而控制UV剂量。US 2008/0179178 A1公开同样基于AOP方法用于清洁废水的UV反应器。使用UV光源和二氧化钛层作为催化剂用于制备羟基自由基，其中涉及用于大规模使用的对此所需的UV反应器的结构并且不涉及OH自由基的测量方法。EP 1 008 556 A2提出借助于光辐射和超声波、即组合的光学和声学处理对载有有害物质的废水去污的方法，其中附加地也能够使用氧化剂如臭氧；然而没有提出测量方法。至今为止，用于确定水的自由基消耗势能的方法并且其用于有效地控制AOP系统的生产资源的用量的使用是未知的。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是：优化或降低ATP系统中的生产资源的用量和用于水的氧化处理的方法和设施。特别地，本专利技术的目的是：提出一种用于控制用于水的氧化处理的工艺的方法和设备。因此，本专利技术提供：(i)一种用于确定水的自由基消耗势能的方法，所述水包含工艺特定的过氧化氢浓度，所述方法包括确定水中的至少一种参考物质由于以UV光来辐照而引起的分解；(ii)根据(i)的方法，包括下述步骤：(1)将至少一种参考物质添加给水样，并且混合全部上述组分，(2)以至少一个波长在100nm至350nm范围中的UV光在辐照单元中辐照在步骤(1)中获得的混合物，(3)借助于至少一个波长在300nm至700nm、优选600nm至660nm的范围中的光测量在步骤(2)中获得的被辐照的混合物的吸收，(4)在波长与在步骤(3)中相同的情况下测量在步骤(1)中获得的、作为对比混合物的、未处理的混合物的吸收以作为参考测量，以及(5)从在步骤(3)和(4)中获得的测量值的差直接确定参考物质的分解以作为所述参考物质的分解的量。(iii)根据(i)或(ii)的方法，其中所述参考物质是颜料；(iv)根据实施方式(i)至(iii)中的一项所述的、用于控制水的氧化处理、尤其是水的氧化制备、清洁、和/或消毒的方法氧化制备；(v)一种用于适合于执行如在实施方式(i)至(iv)中所限定的方法的设备，包括：1)至少一个储备容器，所述储备容器包含至少一种参考物质的溶液，2)至少一个混合设备，所述混合设备通过将水与至少一种参考物质混合来提供水样，3)双路UV辐照仪器，其中在一个室或单元(辐照单元)中以UV光辐照来自于混合设备的水样并且优选借助于另一个室(对比室)记录UV光的强度，其中所述双路UV辐照仪器具有200nm至300nm的发射波长，和4)双路光度计，其中在一个室或单元(测量单元)中借助于至少一个波长在351nm至800nm的范围中的光测量来自于辐照单元的水样的吸收，并且在另一个室(对比室)中在波长与在所述测量室单元中相同的情况下测量来自于混合设备的、未处理的水样(对比样品)的吸收；以及(vi)根据实施方式(v)所述的设备，附加地包括用于控制水的氧化处理的控制设备。在此描述的专利技术的优点是：通过参考物质、例如亚甲基蓝的自由基分解直接测量水的自由基消耗特性。通过该参数能够对设施就运行成本更加有效地控制，因为直接并且立即地确定OH自由基的瞬时消耗并且不必间接地对其评估。该参数的确定和其与第二(标准)参数(例如UV-T测量)的组合以及由此得出的对AOP系统的控制提供显著的优点，所述优点在此之前是未知的，因为至今为止不存在最终的控制理念。在此描述的在线监控系统基于下述效应：参考物质如亚甲基蓝能够通过羟基自由基分解或降解。分解速率受到已经添加有参考物质的水的有机的和无机的背景影响。参考物质的分解在辐照室中进行，其中应用限定的UV光剂量并且形成所需的羟基自由基。UV剂量在使用填充有空气的对比室的条件下被记录和控制。参考物质的分解速率能够借助于对可见光的测量在使用亚甲基蓝作为参考物质的情况下在600nm至66本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定水的自由基消耗势能的方法，所述方法包括确定水中的至少一种参考物质由于以至少一个波长在100nm至350nm的范围中的UV光来辐照而引起的分解。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.30 DE 102012010611.41.一种用于确定水的自由基消耗势能的方法，所述方法包括确定
水中的至少一种参考物质由于以至少一个波长在100nm至350nm的范
围中的UV光来辐照而引起的分解。
2.根据权利要求1所述的方法，包括下述步骤：
(1)将至少一种参考物质添加给水样，并且混合全部上述组分，
(2)以至少一个波长在100nm至350nm的范围中的UV光在辐照
单元中辐照在步骤(1)中获得的混合物，
(3)借助于至少一个波长在300nm至700nm、优选600nm至660nm
的范围中的光，测量在步骤(2)中获得的被辐照的混合物的吸收，
(4)在波长与在步骤(3)中相同的情况下测量在步骤(1)中获
得的、作为对比混合物的、未处理的混合物的吸收以作为参考测量，以
及
(5)从在步骤(3)和(4)中获得的测量值的差直接确定所述参
考物质的分解作为所述参考物质的分解的量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述自由基是羟基自由基。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中使用过氧化氢以
形成自由基。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述参考物质是
在波长范围为300nm至700nm的可见光中进行吸收的材料、优选是亚甲
基蓝。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的方法，附加地包括通过借助
于对比单元的对比测量同时记录步骤(2)中的所述UV光的强度。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的方法，其中
(a)在步骤(2)中在能预选的、1秒至1小时的时间段内进行辐照，
(b)在步骤(3)中在能预选的、1秒至1小时的时间段内进行测量，
和/或
(c)在步骤(4)中在时间上并行于步骤(3)中的测量进行测量。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿希姆·里德，延斯·沙伊德勒，阿尔内·维兰德，
申请(专利权)人：赛莱默水解决方案赫福德有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE