TOC分析：饮用水处理厂达标的最佳工具

总有机碳（TOC，Total Organic Carbon）与消毒副产物（DBP，Disinfection Byproducts）有一定的关联，因此TOC分析已成为饮用水处理厂的重要的水质分析工具。TOC本身无害，但当它与消毒剂反应时，会产生有害副产物。但是，TOC分析应用于饮用水处理，不仅是为了达到DBP限制标准或满足TOC监测要求，TOC也是优化饮用水处理工艺从而降低工艺成本的重要参数，还是水源和配水系统中水质的健康和安全指标。TOC分析在饮用水处理厂中有广泛的应用，大中小型水厂都可以在实验室中测量TOC，或在水处理过程中在线测量TOC。

规则达标 - 消毒副产物 

图1：由TOC、溴化物、氯形成的THM

降低成本 - 优化处理

凝结是去除TOC的主要处理过程之一。凝结之后通常是絮凝沉淀和澄清，这三种预处理过程合在一起称为常规处理。美国的常规处理设施必须根据源水的碱度和TOC浓度达到一定的TOC去除率。

常用的凝结剂是硫酸铝（即明矾）、氯化铁、硫酸铁、聚氯化铝（PACl）。在选择凝结剂及其用量时，除了应考虑要求达到的水质外，还应考虑其它因素，如pH值、碱度、温度、沉淀物产生量等。可以通过烧杯试验、试点试验、或全面优化来测试凝结方案的效率，但上述测试必须包括TOC和浊度，才能有效评估方案成功与否。

离子交换是指用专用的树脂通过吸附作用从水中去除带电的污染物颗粒。离子交换通常用于去除无机物，但如今开发出了专门用于去除有机物（如腐殖酸）的阴离子树脂。当水通过阴离子树脂时，树脂表面上的带电离子同带电的污染物发生交换。通常用盐水（氯化钠）来再生离子交换树脂。

图2：饮用水系统中的TOC

紧缩您的工艺 – 消毒技术

许多水厂为了避免产生较多的DBP，用氯胺替代氯。这样一来就能减少THM和HAA的产生，却又可能产生其它尚未规定的DBP。人们已知氯胺能形成多种非卤化DBP，如碘酸和亚硝胺。碘酸是毒性最强的DBP之一，能损伤DNA。而N-亚硝基二甲胺（NDMA）等亚硝胺的致癌性比THM还要高很多倍。

此外，TOC在氯胺化的过程中起关键作用。当水厂在加氯的下游添加氨时（这是常见的消毒做法），如果水中的TOC含量不稳定，就会发生硝化。TOC是一种能消耗氯的物质，因此会改变氯与氨的比例。如果水中的氨过量，就会导致硝化。

保护公共安全配水系统安全监测

USEPA发布了“水安全倡议：污染预警系统规划临时指南（Water Security Initiative: Interim Guidance on Planning for Contamination Warning System Deployment）”，以帮助饮用水处理厂提高检测有意或无意的配水系统污染的能力。USEPA过渡指南（USEPA’s Interim Guidance）将TOC、氯、电导率定为检测污染物的三项最重要指标。

为了确保公共饮用水的安全，操作人员需要一种能够监测配水系统中TOC变化而又无需用户过多干预的工具。

测量差异环境变化对地表水的影响

结论

TOC分析是一种操作工具，有广泛的应用。人们普遍认为TOC分析能够帮助水厂达到DBP法规要求，还有助于优化工艺、节约成本。除了以上两个应用之外，TOC分析还用于监测水源和配水系统的水质，并最大程度地优化消毒工艺。

为了充分用好TOC分析这个重要工具，必须选用使用便捷的分析仪，该分析仪无需用户过多干预，且具有成熟可靠的技术（例如Sievers^® TOC分析仪）。Sievers TOC分析仪不用外部试剂，无需载气，有12个月的校准稳定性，目前在全球数百个城市中广泛使用。Sievers TOC分析仪有在线型、实验室型、便携式三种配置，可用于任何水应用场合。Sievers TOC分析仪的操作员能够灵活选择在线运行或简单吸样检测，从而确保达到理想的TOC去除率和DBP控制，并节省成本。