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为了保护水质，世界各国政府和国际组织继续实施保护性水法规，需要新的工业用水管理技术来满足这些法规。这些法规旨在通过在可能的情况下最大化工业再利用并确保加工和制造工厂的工业废水排放符合旨在保护地表和地下水资源（包括海洋和海洋生物）的严格监管标准来减少过度行为。
随着水法规和新工业节水技术的最新时代，监测总有机碳 (TOC) 的需求变得更加明显和关键。虽然 TOC 水分析是一项相对较新的技术，但它具有高度准确、可靠和成本效益，使其成为确定水质和清洁度的最经济、最快捷的解决方案之一。
一、什么是总有机碳（TOC）？
TOC是水中有机污染物的量。由于 TOC 可以来自任何有机物，例如腐烂的天然有机物 (NOM)、石油、脂肪、酒精、糖、蛋白质和许多其他来源，因此监测 TOC 的需求有助于广泛的行业，包括石化和电力一代。
所有的水都含有一些碳，无论其纯度如何。有机碳可以形成链状分子的各种组合。出于这个原因，除非最终用户专门寻找它，否则很难确定特定的化合物。
另一方面，TOC 是化合物中所有有机碳的总和。它是通过从总碳 (TC) 中减去总无机碳得出的。 TOC 分析中还包括可吹扫有机碳 (POC)、溶解有机碳 (DOC) 和不可吹扫有机碳 (NPOC) 的测量。
工业用水和废水应用
水是各种加工和制造行业的重要组成部分，包括：汽车、化学、电子、食品/饮料、石油/天然气、金属/采矿、制药、发电、纸浆/造纸和钢铁等。
水执行各种工业任务，包括作为冷却、烹饪、加热、冲洗、洗涤、烹饪、消毒等的基本成分。
在石化和发电厂中，工厂工程师应考虑以下领域的 TOC 测量，包括：
进水水质；
•锅炉补给水；
•蒸发冷却水；
•雨水径流；
•工厂中水回用；
•污水排放监测。
二、市政供水和污水处理应用
与工业用水和废水类似，市政用水和废水处理厂中的 TOC 测量也适用于广泛的应用测量任务，包括：
•地表水供应监测；
•地下水供应监测；
•饮用水消毒；
•产品水监测；
•饮用水储存；
•污水处理厂；
•下水道系统雨水。
三、 TOC 与 BOD 和 COD 测量值的比较
从历史上看，生化需氧量 (BOD) 和化学需氧量 (COD) 已被用于测量处理厂的进水负荷和设定出水限值。然而，这些方法产生结果的速度较慢，并且在 COD 的情况下，它们使用危险化学品。
与 COD 和 BOD 一样，TOC 是一个总和参数，用于测量作为有机分子存在的碳量，无论其来源如何。使用在线 TOC 分析仪持续监测进水，使工厂运营商和管理人员能够保护他们的工厂免于过载，这有助于优化他们的产能和性能。
只要测试样品的组成保持相似，TOC 结果就可以与 BOD 和 COD 相关联。当 TOC 用于监测流出物时，它可以持续监测流出物是否在排放限制范围内。
工业冷却水提取过程还使用 TOC 测量来监测返回环境的废水。在一些发达国家，从自然环境中提取的冷却水占全国取水量的50%以上。
大部分冷却水用于发电厂，为家庭和工业消费提供电力。石化精炼和其他工业加工厂的许多工业过程也会产生大量热量。
依靠水的冷却塔或热交换器用于消散蒸发冷却产生的热量。这些工厂系统需要充足的清洁水供应才能有效运行并减少设备维护周期。
对地表水入口和出口的持续在线监测可确保符合法律要求并避免高额罚款。在这种情况下，TOC 是水主要质量指标参数。通过监控 TOC，可以快速识别污染事件并将警报发送到控制室，以便快速采取纠正措施。
四、TOC的确定方法
有很多方法可以确定 TOC。测量 TOC 所需的两个主要组成部分是将有机碳转化为二氧化碳 (CO2) 和检测 CO2 的方法。
最常用的三种主要氧化方法是：化学试剂、高温燃烧和光催化。所有三种方法都提供了可接受的结果。
化学试剂法被称为过硫酸盐或非色散红外 (NDIR) 传感器过程，它可以通过紫外线 (UV) 光和辐射激活的过硫酸盐氧化来完成，或者通过称为加热过硫酸盐的过程来完成盐的替代过程氧化完成。
测量 TOC 的第二种方法称为高温燃烧（催化）过程。该过程通过在高温炉中用钴或铂催化剂加热样品来测量 TOC。
第三种测量 TOC 的方法是光催化或紫外光。 UV工艺将碳氧化成二氧化碳气体。有多家 TOC 分析仪制造商使用所有这三种测量方法。所有产品都有优点和缺点，取决于具体的应用，仪器的位置等。
3S-TOC分析仪采用紫外过硫酸盐氧化法，利用其NDIR检测器检测产生的CO2进行分析。该方法和分析仪符合美国 EPA、DIN、CE、ASTM 和 NAMUR 法规以及 ISO 标准。
要使用这种类型的 TOC 分析仪，首先将水样酸化，然后鼓泡以去除无机碳。剩余的液体与过硫酸钠混合并由两个高性能反应器消化。然后从液体中汽提产生的 CO2，干燥后，通过 NDIR 分析仪测量其浓度。该分析仪测量的 TOC 范围为 0-5 mg/L 至 20,000 mg/L。
五、结论
TOC 测量准确、可靠且具有成本效益，适用于需要处理水和废水流的各种工业和市政应用。没有需要特殊处理、员工培训和处置限制的刺激性化学品。由于此出于多种原因，TOC 分析仪可以比传统的水质测量技术节省成本。
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181-5666-5555
