TOC trong nước thải là gì? Cách phân tích và đo lường như thế nào? TOC trong nước nguồn đến từ các chất hữu cơ tự nhiên đang phân hủy (NOM) cũng như các nguồn tổng hợp.
Axit humic, axit fulvic, amin và urê là những ví dụ về NOM. Một số chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, phân bón, thuốc diệt cỏ, hóa chất công nghiệp và chất hữu cơ clo là những ví dụ về những nguồn tổng hợp. Bài viết này sẽ đàm đạo về chỉ số TOC là gì, cách nghiên cứu và phân tích và thống kê giám sát chỉ số này trong nước .
TOC là gì ?
TOC là chữ viết tắt của cụm từ tiếng anh total organic carbon. Nghĩa là tổng lượng carbon hữu cơ. Là lượng carbon tìm thấy trong 1 hợp chất hữu cơ. Và thường được sử dung như 1 chỉ số không cụ thể về chất lượng nước. Hoặc độ sạch của thiết bị sản xuất dược phẩm.
TOC cũng là 1 chỉ số carbon hữu cơ trong đất. Hoặc trong quy trình hình thanh địa chất. Đặc biệt là đá nguồn để khai thá dầu khí với 2 % mức thô tối thiểu. Đối với trầm tích bề mặt biển, hàm lượng TOC trung bình là 0.5 % đại dương sâu và 2 % dọc theo rìa đông .Để tính tổng lượng carbon trong hợp chất sẽ giám sát được tổng carbon hữu cơ hiện có và tổng carbon vô cơ bổ trợ. Trừ số carbon vô cơ khỏi tổng lượng carbon sẽ thu được TOC. Phương pháp này tương quan đến việc tẩy rửa mẫu axit hóa bằng không khí hoặc nitơ không có carbon trước khi đo. Được gọi là carbon hữu cơ không hề lọc NPOC .Bài viết hoàn toàn có thể bạn chăm sóc : Tổng nitơ trong nước thải là gì ? Xác định Nitơ trong nước thải
Cách nghiên cứu và phân tích TOC .
Phân tích từ môi trường tự nhiên .
Từ những năm 1970, kỹ thuật nghiên cứu và phân tích Toc được sử dụng để đo chất lượng nước trong quy trình lọc nước uống. TOC trong nước nguồn đến từ những chất hữu cơ tự nhiên đang phân hủy cũng như những nguồn tổng hợp. Axit humic, axit fulvic, amin và ure là những chất hữu cơ tự nhiên NOM. 1 số chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, phân bón, thuốc diệt cỏ, hóa chất công nghiệp và chất hữu cơ clo là những nguồn tổng hợp .Trước khi nước được khử trùng, TOC giúp ước tính lượng NOM trong nguồn nước. Tại những khu công trình giải quyết và xử lý, nước nguồn phản ứng với những chất khử trùng có chứa clorua. Khi nước thô được khử trùng bằng clo. Các hợp chất clo hoạt động giải trí ( Cl2 ; HOCl ; ClO ) phản ứng với NOM để tạo ra những mẫu sản phẩm phụ. Các nhà nghiên cứu đã xác lập rằng, mức NOM cao hơn trong nước nguồn khi khử trùng sẽ làm tăng lượng chất ung thư trong nước uống đã qua giải quyết và xử lý .Bắt đầu từ năm 2001, khi Mỹ đưa ra lao lý khắt khe về nước uống bảo đảm an toàn. Phân tích TOC đã trở thành 1 giải pháp thay thế sửa chữa nhanh gọn và chính xá cho những xét nghiệm nhu yếu sinh học BOD và nhu yếu oxy hóa COD cổ xưa. Giúp nhìn nhận năng lực ô nhiễm của nước thải .
Ngày nay, những cơ quan thiên nhiên và môi trường lao lý số lượng giới hạn vi lượng của DBPs trong nước uống. Các chiêu thức nghiên cứu và phân tích được công bố thoáng đãng và đưa vào sử dụng. Thường là kiểm soát và điều chỉnh lượng NOM để gnăn chặn sự hình thành những DBP trong nước thành phẩm .
Phân tích trong dược phẩm .
Các chất hữu cơ vào mạng lưới hệ thống nước không chỉ đến từ những sinh vật sống và những chất thối rữa trong nước. Mà còn từ những vật tư của mạng lưới hệ thống lọc và phân phối. Có thể sống sót mối quan hệ giữa nội độc tố. Sự tăng trưởng của vi sinh vật và sự tăng trưởng của màng sinh học trên thành ống dẫn. Và sự tăng trưởng của màng sinh học trong mạng lưới hệ thống phân phối dược phẩm. Mối đối sánh tương quan được cho là sống sót giữa nồng độ TOC và mức độ nội độc tố vi trùng. Duy trì mức TOC thấp giúp trấn áp mức độ nội độc tố và vi trùng. Từ đó, tăng trưởng màng sinh học .TOC đóng 1 vai trò quan trọng trong trấn áp quy trình ngành công nghệ sinh học. Để giám sát việc thực thi và những hoạt động giải trí của mạng lưới hệ thống thanh lọc và phân phối. Do nhiều hoạt động giải trí công nghệ sinh học này gồm có việc điều chế thuốc. Do đó, FDA Hoa Kỳ đã phát hành nhiều lao lý để bảo vệ sức khỏe thể chất hội đồng. Đồng thời bảo vệ chất lượng loại sản phẩm được duy trì. Để không có sự lây nhiễm chéo giữa những lần chạy mẫu sản phẩm của những loại thuốc khác nhau. Các quá trình làm sạch khác nhau được triển khai. Nồng độ TOC được sử dụng đặc biệt quan trọng để theo dõi sự thành công xuất sắc của những tiến trình làm sạch này .
Cách giám sát TOC .
Chỉ số cần đo :
Khi triển khai xong quy trình nghiên cứu và phân tích TOC. Cần đo những chỉ số sau :
- TC: total carbon – tổng lượng carbon.
- TIC: total inorganic carbon – Tổng lượng carbon vô cơ.
- POC: purgeable organic carbon – Carbon hữu cơ có thể lọc được.
- NPOC: Nonpurgeable organic carbon – Carbon hữu cơ không thể lọc.
- DOC: Dissolved organic carbon – Carbon hữu cơ hòa tan.
- NDOC: Nondissolved organic carbon – Carbon hữu cơ không hòa tan.
Để tính TOC, hoàn toàn có thể lấy tổng lượng carbon tìm được trừ đi tổng lượng carbon vô cơ. Ngoài ra, hoàn toàn có thể thêm carbon hữu cơ hoàn toàn có thể xxử lý và không hề giải quyết và xử lý hoặc carbon hữu cơ hòa tan và không hòa tan. Công thức dưới dạng tổng quát như sau :TOC = TC – TICTOC = POC + NPOCTOC = DOC + NDOC .
Diễn giải :
TOC được đo ở những nồng độ rất khác nhau trong 1 loạt những mạng lưới hệ thống. Bảng dưới đây cho biết tổng mức carbon hữu cơ trong những loại nước khác nhau. Mức độ khác nhau giữa môi loại. Nhưng nhìn chung chúng giao động từ mức dưới ppb trong nước siêu tinh khiết. Thường ở những ứng dụng phòng thí nghiệm và vi điện tử. Cho đến hàng trăm ppm trong nước thải và giải quyết và xử lý dòng chảy .Đối với nhiều mạng lưới hệ thống, chỉ riêng TOC không đủ cung ứng thông tin. Các hợp chất chứa carbon hoàn toàn có thể ở những dạng khác nhau và tỷ suất mỗi dạng cũng rất quan trọng .Carbon hữu cơ hòa tan DOC thu được khi qua bộ lọc 0.45 µm. TOC cỡ hạt lớn được phân loại theo dạng hạt hoặc không hòa tan NDOC. Khoảng 50 % – 70 % DOC trong nước tự nhiên ở dạng axit hữu cơ cao phân tử như axit fulvic và axit humic .Khoảng 10 % TOC ở dạng keo. Chủ yếu là axit humic và những khoáng chất khác nhau. Từ 10 – 20 % nữa là những phân tử nhỏ từ quy trình phân hủy chất hữu cơ .
TOC hiện nay được đo phổ biến bằng cách oxy hóa các hợp chất hữu cơ có trong các dạng có thể định lượng được. Nhiều phương pháp oxy hóa và phát hiện được sử dụng tùy thuộc vào bản chất và nồng độ của TOC.
Phương pháp giám sát .
- Đốt ở nhiệt độ cao 1200◦C trong môi trường giàu oxy. CO2 tạo ra được đi qua các ống lọc để loại bỏ các chất cản trở và đo bằng hấp thụ tia hồng ngoại không phân tán.
- Quá trình oxy hóa xúc tác ở nhiệt độ cao 680◦ Trong môi trường giàu oxy bên trong các ống chứa đầy chất xúc tác bạch kim. Sau đó là NDIR.
- Quá trình oxy hóa nhiệt bằng 1 chất oxy hóa học và nhiệt thường là chất nhuộm màu.
- Quá trình oxy hóa quang bằng tia UV và 1 chất oxy hóa thường là chất nhuộm.
- Quá trình oxy hóa quang bằng tia UV đơn lẻ hoặc chất xúc tác cung cấp phương pháp xác định TOC đáng tin cậy nhất, ít bảo trì khi sử dụng trong nước tinh khiết.
Phương pháp đốt 1 và 2 đa phần sử dụng cho nồng độ TOC cao hoặc có mức độ hạt cao. Quá trinh oxy hóa persulphat được tăng cường bằng tia cực tím hoặc nhiệt. Phương pháp này được sử dụng thoáng rộng để xác lập TOC trong phòng thí nghiệm. Đối tượng là nước uống cho đến dược phẩm. CO2 được tạo ra thường được đo bằng NDIR ( Non dispersive infrared – Hồng ngoại không phân tán ). Hoặc bằng sự đổi khác độ dẫn điện mà nó tạo ra khi hòa tan trong 1 dòng nước tinh khiết riêng không liên quan gì đến nhau .
Thanh lọc mẫu .
Để loại trừ ảnh hưởng tác động của những mẫu sản phẩm oxy hóa khác. Không khí sẽ được đi qua màng lọc. Quá trình oxy hóa đạt hiệu suất cao cao cần có giải pháp bù trừ để tính mẫu trắng từ thuốc thử. TOC ở mức ppb hoàn toàn có thể được phát hiện .Các máy nghiên cứu và phân tích TOC đo CO2 sẽ gồm có CO2 từ bicarbonate. Carbonate trừ khi carbon vô cơ được tính đến. IC hoàn toàn có thể được vô hiệu bằng cách axit hóa mẫu đến pH xuống dưới 2. Nhằm giải phóng IC dưới dạng CO2 để đo hoặc thải đi. TOC không hề lọc hay còn gọi là NPOC còn lại chứa trong chất lỏng sau đó được oxy hóa giải phóng CO2 được gửi tới máy đo .Đối với nước có độ tinh khiết cao dẫn tới độ dẫn điện thấp. Nước này sẽ có điện trở gần 18.2 Mohm. cm. Không thể chứa nồng độ đáng kể bicarbonate hoặc carbonate ( hoặc những loại muối hòa tan khác ) và không cần hiệu chỉnh IC. Như đã tranh luận trước đây, tổng thể phép đo như vậy cần được thực thi trực tuyến .1 số thiết bị theo dõi TOC đã tăng trưởng để cung ứng nhu yếu giám sát nhanh mức TOC thấp ( ppb ) trong mạng lưới hệ thống nước phòng thí nghiệm có độ tinh khiết cao. Cần phải có phản ứng nhanh để bảo vệ những tác dụng có sẵn và tương thích với lượng nước tương đối nhỏ. Các thiết bị này, do độ dẫn điện của nước trước và sau quy trình oxy hóa. Thay đổi được hiệu chỉnh theo nội dung TOC. Do số lượng giới hạn về thời hạn, quy trình oxy hóa không phải khi nào cũng triển khai xong. Nhưng đủ cho mục tiêu giám sát .
Phân tích TOC trực tuyến hay trong Phòng thí nghiệm ?
Phần lớn những mẫu TOC được lấy và nghiên cứu và phân tích trong phòng thí nghiệm. Khi cần phân loại TOC, ví dụ điển hình như NDOC. Mẫu được chuẩn bị sẵn sàng trước khi nghiên cứu và phân tích .Các nghiên cứu và phân tích trực tuyến được sử dụng cho những nghiên cứu và phân tích TOC cấp cao hơn khi tần suất hoặc vận tốc nghiên cứu và phân tích thích hợp hơn. Các phép đo trực tuyến cũng rất thiết yếu để đo mức TOC dưới 50 ppb để tránh ô nhiễm. Sự ô nhiễm này hoàn toàn có thể do TOC không tương quan trong môi trường tự nhiên hoặc những vật chứa. Nhưng nghiêm trọng hơn là từ carbon dioxide trong không khí sẽ nhanh gọn hòa tan trong nước tinh khiết. Carbon dioxide can thiệp vào nhiều kỹ thuật được sử dụng để theo dõi TOC .
Nước sử dụng cho thiết bị nghiên cứu và phân tích giám sát TOC
Rõ ràng, độ tinh khiết của nước thiết yếu để chuẩn bị sẵn sàng những chất chuẩn và mẫu trắng. Hệ thống rửa và những thành phần làm sạch nhờ vào rất nhiều vào nồng độ được đo. Đối với nhiều ứng dụng, Lever cao hơn, được triển khai trong phòng thí nghiệm hoặc trực tuyến, nước loại II sẽ là rất đầy đủ hơn .Chất lượng đồng điệu quan trọng hơn độ tinh khiết rất cao. Để xác lập TOC theo nồng độ ( < 50 ppb ) cần phải được triển khai trực tuyến. Các nhu yếu về độ tinh khiết của nước là cực kỳ khắt khe. Vì TOC sẽ gồm có carbon từ tổng thể những loại hợp chất, chúng phần nhiều không có. Nên sử dụng nước có độ tinh khiết cực cao với mạng lưới hệ thống giám sát TOC tích hợp .Hi vọng bài viết này của Nihophawa đã giúp bạn hiểu thêm về chỉ số TOC trong nước thải là gì ? Quý khách hoàn toàn có thể để lại thông tin, nhân viên cấp dưới kinh doanh thương mại sẽ tư vấn cho bạn về mạng lưới hệ thống giải quyết và xử lý nước thải Nihophawa .
5/5 ( 1 Review )
