Veolia水务技术与方案

什么是总有机碳?

Tony Saavedra
| 2024年1月17日 |
TOC
Sievers
分析仪

水是人类的命脉。我们常常想当然地认为水是干净、纯净、可以饮用的。然而,在一杯看似清澈的水中,可能隐藏着一个有机化合物的世界。

水不仅是一种可饮用的资源,还是许多产品制造的核心组成部分,水的纯净度会影响这些产品的质量和安全。例如,救命的药物使用水作为成分,需要进行测试以控制污染。在半导体制造中,即使是最小的污染物也会对生产线造成严重的破坏,因此,芯片制造商在制造过程中会使用超纯水来保持硅晶片清洁。

总有机碳(TOC)测量的是水样中的有机化合物。TOC测量可识别溶解在水中的所有可见和不可见的有机化合物,包括市政水、废水以及用于制造药品、食品和饮料产品以及半导体的水。通过追踪这些化合物从源水到最终消费的整个过程,TOC检测可以保护最重要的事物:人、产品以及地球。

让我们更深入地了解TOC的来源、如何分析TOC、它的重要性,以及Veolia水务技术与方案为TOC分析提供的尖端技术。

TOC从何而来?

TOC的来源多种多样,包括天然和工业来源。无论是河流中未经处理的废水,还是渗入地下水中的石油,环境中的有机物质最终会进入水系统中。某些工业流程会将染料、溶剂、过敏原和受污染的冷凝水释放到供水系统中,这会提高TOC的水平。个人护理产品和药品的制造过程会洗掉化妆品、清洁剂、药物和药用化合物,也会产生TOC。

水处理过程还会产生有机化合——微生物和细菌,特别是在分解有机物时,这同样会影响TOC水平。鉴于来源如此广泛,TOC检测有助于将各行各业生产用水的质量问题联系起来。

TOC分析显示了当这些有机化合物进入供水系统时,有哪些物质溶解到了水中。通过识别TOC来源,您可以查明风险,优化处理方法,保障供水。

TOC分析方法和技术

计算样品中总碳和无机碳之间的差值是确定TOC的公式。有机碳被分析工具氧化并转化为二氧化碳(CO2)。氧化后产生的CO2可以通过工具检测。

根据具体应用,不同的分析方法有着各自的优势和适用性。膜电导检测是TOC分析的绝佳选择,因为它具有强大的CO2测量能力,并且能最大限度地减少干扰。非色散红外(NDIR)检测可以测量CO2对红外光的吸收,但在这种方法中,水蒸气会干扰分析的准确性和灵敏度。第三种方法是直接电导率法,即测量样品在氧化前后的电导率。但是由于经常会有干扰,这种方法更像是一个传感器,而不是真正的分析仪。

当对准确度和精密度要求极高时,膜电导技术可以排除干扰,提供最可靠的TOC分析结果,使用户能够放心地评估水质和控制过程。

为什么TOC检测很重要?

TOC检测之所以至关重要,原因有很多,包括从水质评估、环境监测、法规合规、工艺控制和工艺优化等方面考虑。有机物监测不仅仅是对单个样品进行质量控制测试,而且还具有关键的流程控制和资产保护功能。

严格的法规通常要求进行TOC监测,以保持污染物合规性,使工厂能够避免遭到处罚。这些数据还能使流程工程师发现不一致之处,调整方法并优化效率,以实现平稳运行。此外,检查TOC水平可在排放前对废水进行关键控制,以防止污染下游生态系统。

在产品质量会受到水纯度影响的行业,如制药、半导体和个人护理产品制造,TOC监测可确保水源符合最终产品完整性和性能所要求的纯度标准。如果没有严格的TOC控制,不一致的水质可能会威胁到最终产品的质量。在制药、医疗器械和其他医疗保健应用中,虽然法律合规性是进行TOC分析的关键考量因素,但是作为一种流程分析技术(PAT),TOC还能提高效率并带来效益。

此外,异常的TOC峰值会迅速暴露出处理或生产流程中的干扰,便于迅速采取行动解决污染事件或设备故障。作为工厂的早期预警系统,TOC能够在问题升级之前对其做出可靠的响应。通过这些方式,全面的TOC分析有助于为依赖水的设施带来监管、质量、可持续性和风险缓解方面的优势。

Veolia如何利用TOC解决水质和流程监测难题

TOC监测对与水质、流程控制、环境保护和法律合规性相关的决策与资源管理具有重要影响,可令各行各业实现卓越运营。Veolia的Sievers TOC分析仪和仪器包括一系列产品。

对于市政用途,由于TOC与消毒副产物(DBP)之间存在联系,可作为饮用水厂的重要水质参数。Sievers TOC分析仪包括专为支持消毒副产物合规性而设计的型号,如M5310 C TOC分析仪

半导体制造商的产品具有敏感性,因此在监测水中污染物时需要稳定性和低水平的准确性。使用Sievers分析仪进行TOC监测,可确保水质并提供可靠数据,以防止未检测到的有机物并保护产品。M500e OnlineM9e型号适用于半导体应用,可检测关键污染物、优化产量并确保超纯水质量。

随着药物开发管线的扩大,制药商需要依靠TOC和电导率监测来满足合规要求并提高效率。Veolia为制药和生命科学应用提供多种Sievers TOC型号,最近新推出的Sievers Soleil快速生物负载分析仪可配合其TOC和内毒素检测解决方案。Soleil提供近乎实时的数据,用于监测超纯水和制造过程中微生物控制的有效性,是Veolia推出的业界首款全面微生物测试和污染控制产品

TOC在全球舞台上发挥着至关重要的作用,可成为各个行业和应用的强大分析工具。然而,自行实施强大的监控计划可能颇具挑战性。作为您的合作伙伴,Veolia了解最复杂的情况,并且能找出适合您独特需求的TOC分析仪。立即联系Veolia专家,详细了解我们的TOC分析创新解决方案。

关于作者

Tony Saavedra

生命科学产品经理

Tony Saavedra是Veolia水务技术与方案的生命科学产品经理,主要负责Sievers总有机碳(TOC)软件和仪器。Tony于2011年加入GE分析仪器Sievers产品线现场服务部门,之后负责领导北美技术服务团队,监督技术支持、工厂服务和翻新工艺运营。在加入Sievers产品部门之前,Tony曾在美国海军服役10年,负责监督飞行检查,并执行复杂电子雷达和通信套件的质量保证检查与维护。Tony拥有ECPI大学电子工程技术学士学位,以及科罗拉多州立大学MBA学位。