为了保护水质，世界各地的政府和国际组织继续执行保护性水法规，要求新的工业用水管理技术来满足这些要求。这些法规旨在通过在可能的情况下最大程度地利用工业来减少过度消耗，并确保从加工厂和制造厂排放的工业废水符合旨在保护地表和地下水资源（包括海洋和海洋生物）的严格法规标准。
随着水法规的最新时代和新的工业节水技术的发展，对总有机碳（TOC）进行监控的需求变得越来越明显和关键。TOC水分析是一种相对较新的技术，具有高度准确性，可靠性和成本效益，这使其成为确定水质和清洁度的最经济，最快的解决方案之一。
什么是总有机碳（TOC）？
TOC是水体内的有机污染物含量。由于TOC可以来自任何有机物，例如天然有机物（NOM），石油，脂肪，酒精，糖，蛋白质和许多其他来源的腐烂，因此监测TOC的需求在包括石化和石化在内的许多行业中都是有帮助的。发电行业。
无论水的纯度如何，所有水中都含有一些碳。有机碳可以形成链状分子的许多组合。因此，除非最终用户专门寻找特定的化合物，否则很难确定具体的化合物。
另一方面，TOC是化合物中所有有机碳的总和。通过从总碳（TC）中减去总无机碳来发现。TOC分析中还包括可净化有机碳（POC），溶解有机碳（DOC）和不可净化有机碳（NPOC）的测量。
工业用水和废水处理应用
水是各种过程和制造业的重要组成部分，包括：汽车，化工，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。
水执行各种工业任务，包括充当冷却，烹饪，加热，漂洗，洗涤，蒸煮，消毒等的基本成分。
在石化和发电厂中，工厂工程师应在几个领域考虑TOC测量，包括：进厂水质、锅炉补给水、蒸发冷却水、雨水径流、植物水回用和废水排放监控。
市政给水与废水处理应用
与工业用水和废水类似，市政水和废水处理厂中的TOC测量也适用于各种应用测量任务，包括：地表水供应监测、地下水供应监测、饮用水消毒、成品水监测、饮用水储存、废水处理厂和下水道系统雨水。
将TOC与BOD和COD测量进行比较
从历史上看，生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）已用于测量污水处理厂的进水量并设定出水限制。但是，这些方法产生结果的速度较慢，对于COD，它们使用的是危险化学品。
像COD和BOD一样，TOC是一个求和参数，它测量作为有机分子存在的碳量，而不论其起源如何。使用在线TOC分析仪持续监控进水量，工厂操作人员和管理人员可以保护其工厂免受过载的影响，从而有助于优化其容量和性能。
只要被测样品的成分保持相似，TOC结果就可以与BOD和COD相关。当使用TOC监测废水时，它会不断监测废水是否在排放限值之内。
工业冷却水提取过程还使用TOC测量来监测返回到环境的废水。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。
这些冷却水大部分用于发电厂生产用于家庭和工业消耗的电力。石化精炼和其他工业过程工厂中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散发通过蒸发冷却产生的热量。这些工厂系统需要大量清洁水以有效运行并减少设备维护周期。
连续在线监测地表水的进水口和出水口可以确保符合法律要求，并且避免了高额罚款。在这种情况下，TOC是可以用作水质主要指标的一个参数。通过监视TOC，可以快速识别污染事件，并将警报发送到控制室，在控制室中可以迅速采取纠正措施。
确定TOC的方法
有几种确定TOC的方法。测量TOC所需的两个主要成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。所有这三种方法均提供了可接受的结果。
化学试剂方法称为过硫酸盐法或非分散红外（NDIR）传感器法，可以通过用紫外线（UV）光过硫酸盐氧化并激活辐射来完成，也可以通过称为热过硫酸盐氧化的替代方法来完成。
确定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。
确定TOC的第三种方法是光催化或紫外线。紫外线过程将碳氧化为二氧化碳气体。有多家使用这三种测量方法的TOC分析仪的制造商。所有产品都有其优缺点，具体取决于特定的应用，仪器的位置等。
例如，TOC分析仪使用UV过硫酸盐氧化法，该方法使用其NDIR检测器检测生成的CO2进行分析。此方法和分析仪符合美国EPA，DIN，CE，ASTM和NAMUR法规以及ISO制定的标准。
要使用这种类型的TOC分析仪，首先将水样品酸化，然后喷射除去无机碳。剩余的液体与过硫酸钠混合，并通过两个高性能反应器进行消化。然后从液体中汽提所得的二氧化碳，干燥后，用NDIR分析仪测量其浓度。分析仪测量的TOC范围为0-5 mg / L至20,000 mg / L。
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