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下面針對TOC儀器的測定原理、TOC分析方法及分析的步驟進(jìn)行介紹。
總有機碳(TOC),由專(zhuān)門(mén)的儀器——總有機碳分析儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)TOC分析儀)來(lái)測定。TOC分析儀,是將水溶液中的總有機碳氧化為二氧化碳,并且測定其含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應關(guān)系,從而對水溶液中總有機碳進(jìn)行定量測定。
市面上常見(jiàn)的TOC分析儀都有兩大基本功能:*,首先將水中的總有機碳充分氧化,生成二氧化碳CO2;第二,測試新產(chǎn)生的CO2.不同品牌和型號的TOC分析儀的區別在于實(shí)現這兩大基本功能的方法不同。常用的氧化技術(shù)有:燃燒氧化法、紫外線(xiàn)氧化法以及超臨界氧化法;而對CO2的檢測方法又分:非分散紅外線(xiàn)檢測,直接電導率檢測以及選擇性薄膜電導率檢測。
使用UV燈照射待測水樣,水會(huì )分解成羥基和氫基,羥基和氧化物結合會(huì )生成CO2和水,然后檢測新生成的CO2即可計算出總有機碳含量。在使用紫外線(xiàn)氧化法時(shí),通過(guò)添加二氧化鈦,過(guò)硫酸鹽等可以提高氧化能力。紫外線(xiàn)氧化法的優(yōu)點(diǎn)是氧化效率高,保養簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是UV燈管需要定期更換。
其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法優(yōu)勢是只需一次性轉化,流程簡(jiǎn)單、重現性好、靈敏度高,缺點(diǎn)是探測器需頻繁校準,體積大及預熱時(shí)間長(cháng),必須使用酸、催化劑和載氣。
TOC分析儀主要由以下幾個(gè)部分構成:進(jìn)樣口、無(wú)機碳反應器、有機碳氧化反應(或是總碳氧化反應器)、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數據處理部分。
燃燒氧化—非分散紅外吸收法,按測定TOC值的不同原理又可分為差減法和直接法兩種。
⒈差減法測定TOC值的方法原理
水樣分別被注入高溫燃燒管(900℃)和低溫反應管(150℃)中。經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化,使有機化合物和無(wú)機碳酸鹽均轉化成為二氧化碳。經(jīng)反應管的水樣受酸化而使無(wú)機碳酸鹽分解成為二氧化碳,其所生成的二氧化碳依次導入非分散紅外檢測器,從而分別測得水中的總碳(TC)和無(wú)機碳(IC)??偺寂c無(wú)機碳之差值,即為總有機碳(TOC)。
⒉直接法測定TOC值的方法原理
將水樣酸化后曝氣,使各種碳酸鹽分解生成二氧化碳而驅除后,再注入高溫燃燒管中,可直接測定總有機碳。但由于在曝氣過(guò)程中會(huì )造成水樣中揮發(fā)性有機物的損失而產(chǎn)生測定誤差,因此其測定結果只是不可吹出的有機碳值。
超零界水氧化(Supercritical Water Oxidation — SCWO)技術(shù)原先被用于處理大體積廢水、污泥和被污染
超臨界氧化法
過(guò)的土壤。GE是將這種技術(shù)運用于商業(yè)實(shí)驗室TOC分析儀的公司,當溫度和壓力高于水的臨界點(diǎn)(375°C和3,200psi)時(shí),有機廢物迅速被水中的氧化劑*氧化。超臨界水的特性均可以使有機碳極、快速地氧化為二氧化碳,即便存在使用非超臨界氧化方式時(shí)會(huì )造成負干擾的氯化物及其他無(wú)機物也無(wú)妨。而且使用SCWO技術(shù)的TOC分析儀對維護和校準的要求也不高。超臨界水氧化法的優(yōu)點(diǎn)在于氧化*迅速,可以耐受高鹽份化合物;缺點(diǎn)是不能檢測低TOC濃度的水樣。
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