ORP bei der Ozonsystemüberwachung messen?

Was ist ORP?

ORP ist ein Begriff, der in der Wasseraufbereitungs- und Lebensmittelindustrie häufig verwendet wird. ORP steht für "Oxidations-Reduktionspotential" Was bedeutet das also? Eine gute Arbeitsdefinition ist das "ORP ist ein Maß für die Reinheit des Wassers und seine Fähigkeit, Schadstoffe abzubauen" ORP hat einen Bereich von -2.000 bis +2.000 und Einheiten sind in "mV" (Millivolt). Da Ozon ein Oxidationsmittel ist, beschäftigen wir uns nur mit positiven ORP-Werten (über 0 mV).

ORP-Sensor  Arbeit durch Messung des gelösten Sauerstoffs. Mehr Schadstoffe im Wasser führen zu weniger gelöster Sauerstoff weil die organischen Stoffe den Sauerstoff verbrauchen und daher den ORP-Wert senken. Je höher der ORP-Gehalt, desto größer ist die Fähigkeit des Wassers, Fremdverunreinigungen wie Mikroben oder kohlenstoffbasierte Verunreinigungen zu zerstören. In der folgenden Tabelle sind die ORP-Werte für verschiedene Anwendungen aufgeführt.

Der ORP-Gehalt kann auch als Grad der bakteriellen Aktivität des Wassers angesehen werden, da ein direkter Zusammenhang zwischen dem ORP-Gehalt und der Kolibakterienzahl im Wasser besteht. In der folgenden Tabelle sind die ORP-Werte und die relative Anzahl coliformer Bakterien aufgeführt.

Wie funktioniert ein ORP-Messgerät?

Eine Redox-Sonde erzeugt eine kleine Voltaikzelle (Batterie) zwischen der darin enthaltenen Flüssigkeit und der Lösung, in die sie eingetaucht ist. Die gemessene Spannung wird dann in pH-Wert oder Oxidations-/Reduktionspotential umgewandelt. Moderne Sonden bestehen aus folgenden Komponenten:

Der Körper der Elektrode besteht typischerweise aus nicht leitendem Glas oder schlagfestem Kunststoff.

Die Referenzelektrode besteht normalerweise aus den gleichen Metallen wie die Hauptelektrode.

Die Verbindungszone zwischen der untersuchten Lösung und der Referenzlösung, normalerweise aus Keramik oder einer Kapillare mit Asbest- oder Quarzfaser.

Die Referenzlösung, normalerweise 0,1 mol/L KCI.

Die Innenelektrode besteht normalerweise aus Silberchlorid oder Kalomel (Quecksilber(l)chlorid).

Die interne Referenzlösung, neutral gepufferte Lösung von 0,1 mol/L KCI.

Der Sensorteil der Elektrode ist ein Kolben aus einer speziellen Glasart.

Bei Verwendung einer Silberchlorid-Elektrode kann sich im Glaskolben eine kleine Menge AgCl absetzen.

Ein ORP-Messgerät misst sehr kleine Spannungen, die mit einer in ozonisiertem Wasser platzierten Sonde erzeugt werden. Die ORP-Elektrode besteht aus Platin oder Gold, das seine Elektronen reversibel an das Oxidationsmittel verliert. Es entsteht eine Spannung, die mit einer Silber-(Referenz-)Elektrode in einer Silbersalzlösung verglichen wird, ähnlich einer pH-Sonde . Je mehr Oxidationsmittel vorhanden ist, desto größer ist der Spannungsunterschied zwischen den Lösungen.

Was'ist das Ozon?

Ozon, auch Trisauerstoff genannt, ist ein elementares Molekül, das aus drei Sauerstoffatomen besteht. Die Ozonschicht kommt häufig und natürlicherweise in einer Ebene der Atmosphäre vor, die Stratosphäre genannt wird, und trägt maßgeblich dazu bei, die Erde vor schädlichen UV-Lichtstrahlen und Sonnenstrahlung zu schützen. Ozon hat jedoch auch Anwendungen, die über den Atmosphärenschutz hinausgehen, und zwar in der Wasseraufbereitungsindustrie durch einen Prozess namens Ozonierung.

Wie funktioniert der Ozongenerator?

Ozonierung funktioniert, wenn Wasserreiniger die Ozonkonzentration im Wasser erzeugen und auf ein bestimmtes Niveau erhöhen. Dieser Prozess der Ozonerzeugung erfolgt durch einen Ozongenerator, ein Gerät, das Druckluft durch eine leistungsstarke UV-Lichtquelle drückt, die eine chemische Reaktion auslöst, ähnlich wie die Sonne. Ein Teil dieser Luft wird dann in Ozon umgewandelt und das gesamte Gasgemisch wird dann durch einen Diffusor geschickt, der mit Ozon gesättigte Blasen mit Wasser vermischt und so die Konzentration des gelösten Ozons erhöht. Ozon verbessert nachweislich die Wasserqualität, indem es gefährliche Bakterien und andere Organismen, die zunehmend im Wasser vorkommen, reduziert und neutralisiert, indem es die Bakterien „oxidiert“, ähnlich wie Eisen in Rost umgewandelt wird. Diese Oxidation tötet schädliche Mikroben ab, die Durchfallerkrankungen und andere Krankheiten verursachen können.

Welche Beziehung besteht zwischen ORP und gelöstem Ozon?

ORP-Messgeräte sind maßgeblich an der Anwendung von Ozon und der Ozonsystemüberwachung beteiligt. Das Oxidations-Reduktionspotential (ORP) kann aufgrund der chemischen Eigenschaften, wie Ozon mit Schadstoffen reagiert und diese oxidiert, zur Messung der Ozonkonzentration verwendet werden. Ozon ist aufgrund seiner elementaren Zusammensetzung von Natur aus negativ und daher neigt sein drittes Sauerstoffatom dazu, seine kovalente Bindung zu den anderen beiden Sauerstoffatomen aufzubrechen und sich an andere Körper, wie beispielsweise Bakterien, zu binden. Diese Bindung wird als Oxidation bezeichnet und zersetzt die Bakterien und andere Verunreinigungen und wandelt sie in ein anderes Material um, das von anderen Filtersystemen herausgesiebt (gereinigt) werden kann, die normalerweise nicht in der Lage wären, das Wasser von diesen Organismen zu reinigen. ORP-Messgeräte messen das elektrische Potenzial bzw. die Menge und Fähigkeit dieser negativen Ozonmoleküle, im Wasser aufzubrechen und zu oxidieren. Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Höhe des negativen elektrischen Potenzials im Wasser und der Höhe der Ozonkonzentration.