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11. Betrieb
11.1 Funktion
Bei der Desinfektion von Badewasser und Trinkwasser werden
verschiedene Oxidationsmittel wie z. B. Chlor (Cl
Chlordioxid (ClO
) und Ozon (O
2
Dabei ist es nötig, die Konzentration des Oxidationsmittels zu
messen und seine Dosierung zu regeln.
•
Konzentration des Oxidationsmittels ist zu niedrig:
– Wirksamkeit der Desinfektion ist zu gering.
•
Konzentration des Oxidationsmittels ist zu hoch:
– gesundheitliche Gefahren
– Geruchs- und Geschmacksbelästigung
– Korrosionsschäden
– erhöhte Betriebskosten.
Die AQC-D11 Messzelle dient zur Messung der Konzentration
von Chlor (Cl
), Chlordioxid (ClO
2
über zusätzliche Einbaustellen für pH- und Redox-Elektroden,
sowie für einen Wassersensor und einen integrierten Pt100 Tem-
peratursensor.
Vormontierte Systeme mit Conex DIA, Conex DIS und DIP kom-
men zum Einsatz, wenn Werte von Entkeimungsmitteln,
pH-Werte und Redoxpotenzial ermittelt und geregelt werden
müssen. Grundelement der vormontierten Systeme ist die
AQC-D11 Messzelle.
11.1.1 Funktionsweise der Messung
•
An einer repräsentativen Stelle wird Messwasser entnommen
und der Messzelle über einen integrierten Filter zugeführt.
– Die Zufuhr des Messwassers kann an der Messzelle regu-
liert werden.
– Ein Wassersensor (optional) dient z. B. zur Auslösung eines
Alarms oder zur Abschaltung der Regelfunktion bei Mess-
wassermangel.
– An der Gold- oder Platinelektrode wird der zu bestimmende
Stoff (Cl
, ClO
oder O
) gemessen.
2
2
3
•
Der zu bestimmende Stoff erzeugt proportional zu seiner Kon-
zentration einen elektrischen Strom im µA-Bereich.
– Die Messzelle wird mit einem Potentiostaten im Messver-
stärker angesteuert.
– An die Messelektrode wird eine konstante Spannung ange-
legt. Durch die Bezugselektrode wird ein genau definiertes
Potenzial der Messelektrode eingehalten. Dies bewirkt ein
lineares Verhalten der Messzelle sowie einen stabilen Null-
punkt der Messung.
•
Der Conex bzw. DIP Messverstärker und Regler
– verstärkt den Strom,
– verrechnet ihn mit den Parametern der Kalibrierung,
– zeigt die Konzentration digital an,
– steuert ein Gasdosiergerät oder eine Dosierpumpe (Stell-
glied).
16
),
2
) verwendet.
3
) oder Ozon (O
) und verfügt
2
3
11.1.2 Elektrodenreinigung
Die Mess- und Gegenelektrode werden ständig durch einen Mag-
net-Rührstein von Ablagerungen befreit.
•
Damit wird eine gleichbleibende Empfindlichkeit der Messzelle
über einen langen Zeitraum sichergestellt.
•
Der Reinigungsmotor treibt einen Magnet-Rührstein über eine
Magnetkupplung an.
•
Die Reinigungskugeln, die vom Magnet-Rührstein ständig in
Bewegung gehalten werden, zirkulieren zwischen Messelekt-
rode und Gegenelektrode.
11.1.3 Temperatureinfluss
Der an den Elektroden erzeugte Strom ist von der Temperatur
des Messwassers abhängig.
•
Bei einem Anstieg um 1 °C steigt der Messwert um ca. 4 %.
•
Temperaturschwankungen können durch den Messverstärker
bei aktivierter Temperaturkompensation kompensiert werden.
– Die Temperatur lässt sich mit einem optional in die Messe-
lektrode integrierten Pt100 Temperatursensor ermitteln.
– Die Temperatur-Messsignale werden zum Messverstärker
weitergeleitet und mit Hilfe der Elektrodensignale berech-
net.
11.1.4 Einfluss des pH-Wertes auf die Chlormessung
Als freies, wirksames Chlor bezeichnet man die Summe aus
molekularem Chlorgas (Cl2), hypochloriger Säure (HOCl) und
-
Hypochloritanionen(OCl
). Gelöstes Chlorgas in molekularer
Form liegt bei den anwendungsbedingten pH-Werten (pH 4,5
bis 8,2) nicht vor, sondern unterliegt einer Hydrolyse in Gegen-
wart von Wasser gemäß der Gleichung
Cl
+ H
O
HOCl + HCl
2
2
Die daraus entstehende unterchlorige Säure ist die eigentliche
wirksame Verbindung zur Desinfektion des zu behandelnden
Wassers. Die Dissoziation von Säure zu Anionen steht primär in
einem pH-Wert abhängigen Gleichgewicht gemäß der Gleichung
+
-
HOCl + H
O
H
O
+ OCl
2
3
% HOCl
100
80
60
40
HOCl
20
0
4
5
6
7
8
9
pH
Abb. 24 HOCl-OCl Diagramm
Von der Messzelle wird bei der Chlormessung in erster Linie nur
der desinfektionsrelevante Anteil der unterchlorigen Säure
erfasst.
Da die Abhängigkeit der Sensorempfindlichkeit vom pH-Wert
gerade im relevanten Bereich zwischen pH 7 und ph 8,2 sehr
groß ist, muss bei stark schwankendem pH-Wert die Abhängig-
keit vom pH-Wert im Messverstärker kompensiert werden.
Dazu muss der pH-Wert gemessen und die pH-Kompensation am
Messverstärker eingeschaltet werden.
-
% OCl
0
20
40
-
60
OCl
0 °C
80
10 °C
30 °C
100
10 11
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