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总有机碳TOC分析仪有哪些模式,哪一种适合您?

发布:Sievers分析仪
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图1:碳的类型

*可吹扫有机碳POC也称为挥发性有机碳(VOC)。


如果用户需要监测水的有机物或评估总有机碳(TOC)仪器,首先需要通过几个英文缩写了解不同的监测模式。用户可能已有TOC分析仪的相关经验,了解需使用的模式或合规报告需使用的模式(这种情况下更容易确定应该使用哪种模式)。然而,如果不是以上任一种情况,则可能难于区分不同模式之间的差别和确定需使用的模式。


本文为您简单介绍不同模式间的差别。以下是TOC分析仪的各种模式列表及其说明和用途。虽然TOC分析仪可能有多种模式用于不同的用途,但大多数仪器并不具有所有模式。


TC:总碳

总碳模式可用于检测样品的所有碳形态,即同时包括有机和无机两种形态。此模式并不涉及样品酸化或吹扫(详见以下“无机碳”部分),也就是说,是对原始样品进行原状检测。


总碳模式Z适合以下情况:

  • 不需要区分有机碳和无机碳

  • 不需要对样品进行预处理

  • 只需要获取趋势分析信息


总碳模式的Z 佳应用:

  • 冷凝水回流


IC:无机碳

无机碳模式的对象是特定的化合物,例如碳酸氢盐、碳酸盐、溶解二氧化碳等。通过吹气,或者降低pH以转化平衡为CO2状态,无机碳化合物被吹扫出来。如果对样品不进行吹扫与酸化,无机化合物仍留在溶液中,会被计为TC的部分。这是一种平衡的关系,我们看待TOC时会理解更深刻。


无机碳模式Z适合以下情况:

  • 过程监测需要检测无机化合物,为设备和管道提供保护

  • 需要监测水的缓冲能力

  • pH值稳定的样品

  • 需要防止锅炉结垢(避免产生碳酸盐沉淀)

  • 需要监测薄膜脱气


无机碳模式的Z 佳应用:

  • 污水处理厂

  • 锅炉给水

  • 饮用水


TOC:总有机碳

在总有机碳模式中,样品的总碳减去无机碳得出总有机碳(TC-IC=TOC)。与其他模式比较,TOC模式更准确,可达到ppb级或以下。


总有机碳模式Z适合以下情况:

  • 需要对过程进行监测,例如排水、清洗或回用

  • 必须满足合规要求

  • 需要低浓度检测的灵敏度和准确度

  • 与总有机碳比,无机碳值相对较低

  • 样品的挥发性有机化合物(VOC)含量较高

  • 样品的基质在搅拌时会起泡


总有机碳模式的Z 佳应用:

  • 制药超纯水(UPW)和清洁验证

  • 锅炉给水

  • 半导体制造(超纯水)

  • 饮用水

  • 工艺用水(食品饮料、油气、化工等)


NPOC:

不可吹扫有机碳

不可吹扫有机碳模式是工艺监测中有机物监测的公认Z常用模式。在NPOC模式中,对样品进行酸化将无机化合物转化为二氧化碳。然后,使用不含二氧化碳的空气进行吹扫,以去除无机化合物或可吹扫化合物。对样品中残留的有机碳(即不可吹扫有机碳)进行分析。如果可吹扫有机碳(POC)极少,则总有机碳与不可吹扫有机碳基本相等。不可吹扫有机碳的准确度可达到ppm级。


不可吹扫有机碳模式Z适合以下情况:

  • 需要监控工艺过程

  • 样品基质中可吹扫有机碳含量较低


不可吹扫有机碳模式的Z 佳应用:

  • 废水排放(工业或市政)


POC/VOC:

可吹扫/挥发性有机化合物

可吹扫或挥发性有机化合物模式用于检测挥发性或半挥发性有机物。有两种途径检测VOC:采用光电离检测(PID)技术直接检测VOC;使用公式VOC=TOC-NPOC计算VOC。PID通过检测样品吹扫分离的中间的带正电荷的碳离子,实现挥发性有机化合物的检测。这些离子通过电极进行收集并检测所产生的电流。此模式可通过NPOC结果与POC结果求和得出TOC值。


可吹扫/挥发性有机化合物模式Z适合以下情况:

  • 为满足控制和安全要求,需要监测挥发性有机化合物

  • 不需要区分样品所含的不同种挥发性有机化合物的种类(只需要了解总体值)


可吹扫/挥发性有机化合物模式的Z 佳应用:

  • 石化废水

  • 冷却塔和排污


BOD/COD:

生物/化学需氧量

BOD和COD是几十年来一直用于确定有机物含量的两个基本参数。BOD确定降解微生物所需的氧气量,而COD确定化学氧化存在的污染物所需的氧气量。这些方法通过测量消耗的氧气量来间接确定有机污染 — BOD需要数天时间,COD需要数小时时间。除了分析时间较长外,这两种方法都存在可能造成干扰的化合物。氯和盐会干扰BOD,而硫化物、氯化物、亚硝酸盐和二价铁会干扰COD。有些化合物能够耐受COD的化学氧化,例如苯。Z初,BOD和COD值通过实验室化验获得,但由于前文所述的缺点,目前已有几种分析仪可以通过特定地点的数据相关性来提供这些值。TOC分析仪直接检测和量化样品中存在的碳,并可以提供转换为BOD和COD浓度的实时数据。


BOD/COD模式Z适合以下情况:

  • 相关法规要求报告BOD/COD

  • 需要分析仪数据与实验室结果之间的比较

  • 样品中不含会干扰BOD/COD的化合物


BOD/COD模式的Z 佳应用:

  • 废水排放(工业或市政)


结论

选择TOC分析仪的模式并非仅选择默认或Z常用的模式。监测有机物的Z适用模式取决于样品基质、应用以及用户的数据用途。从一开始就选择合适的模式可确保实施过程无缝衔接,使得此后生成的数据非常可靠。


作者:Sara Speak

Sara Speak是Sievers分析仪的产品应用专员,为化工、石化、食品饮料、市政污水等行业客户提供支持和应用的相关专业意见。


Sara与客户合作,提供相关培训,为产品的安装提供支持,优化设备的应用并验证不同检测应用的可行性。在担任产品应用专员之前,Sara曾任工厂服务技术员,负责Sievers仪器的维修和故障排除。Sara曾在食品饮料行业工作(MillerCoors和Leprino Foods),任QA实验室技术员。Sara拥有丹佛大都会州立大学(Metropolitan State University of Denver)化学学士学位和小提琴演奏音乐学士学位。


2024-03-15
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