آنالیزور TOC یا کل کربن آلی چیست؟
استفاده از آب در بخش های صنعتی ، غیر صنعتی و همچنین مجتمع های مسکونی سبب آلودگی آب با مواد آلی و غیر آلی مختلفی به مرور می شود.
یکی از آلاینده های بسیار مضر که در بیشتر در منابع آبی و فاضلاب ها وجود دارد، کربن آلی یا TOC میباشد که این آلاینده خطرناک به صورت محلول و معلق میباشد.
TOC مخفف واژه انگلیسی Total Organic Carbon می باشد .
به طور کلی به مجموعه ای از کربن های آلی موجود در آب های فاضلابی و منابع آبی گفته می شود.
شاخص سنجش کیفیت آب
یکی از شاخص های مهم در میزان و سنجش کیفیت آب و فاضلاب TOC یا کل کربنات میباشد که به شیوه های مختلف اندازه گیری میشود.
به دلیل وجود انواع مواد آلی مختلف در آب، نمیتوان هر کدام از این مواد را به صورت جداگانه بدون روش های تحلیلی و در مدت زمان معین، تعیین کرد.
کل کربنات به دلیل اینکه بیشتر در روش تصفیه آب موثر است زیرا میزان کربن آلی موجود در آب و پساب را میسنجد
و در آزمایشگاه ها قبل از تصفیه این فاکتور اندازه گیری میشود.
آنالیزور یا به فارسی تجزیه کننده کل کربنات میزان کل مواد کربن آلی در یک نمونه مایع یا آب را اندازه گیری میکند.
TOC به دلیل تاثیرات که بر روی سلامتی دارد؛ بدون در نظر گرفتن آسیب های زیست محیطی و پیامد های تولید دارویی؛
لازم است بدانید که تمامی آنالیزور های کربن آلی، صرفا کربن آلی را اندازه میگیرند
اما یک آنالیزور TOC نیاز به محاسبه کربن معدنی دارد که همیشه وجود دارد.
روش کار کرد آنالیزور TOC
آنالیزور های قابل حمل TOC از تکنیک اساسی، اضافه کردن اسید به نمونه مایع برای حذف کربن معدنی یا IC استفاده میکند؛
در این قسمت IC یا کربن معدنی تبدیل به گاز دی اکسید کربن میشود، و توسط یک گاز حامل از مایع جدا شده و در آنجا نمونه بدون کربن غیر آلی اکسید می شود.
دی اکسید کربن تولید شده از طریق فرایند اکسیداسیون مستقیم با کل کربن آلی ارتباط پیدا می کند.
از جمله پارامتر های مهم برای تعیین میزان کربن آلی یا TOC محدوده اندازه گیری میباشد.
از جمله مواد مهم در تحلیل کل کربنات آلی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
۱- میزان جریان گاز حامل
۲- متوسط زمان تجزیه
۳- دمای فرایند برای تجزیه و تحلیل کل کربنات.
لازم به ذکر است به طور کلی کربن های موجود در آب به دو گروه کلی معدنی و آلی تقسیم میشود
که در فرایند تصویه کردن سعی میشود حدالامکان میزان و نوع آلی این کربن ها را تا حد استاندارد کاهش دهیم.
تاثیر آنالیزور TOC بر روی آب
هر یک از آلاینده های موجود در آب میتوانند تاثیرات زیادی علاوه بر این که روی بو و آب و طعم آن دهند،
مشکلات جانبی دیگری را نیز میتوانند در پی داشته باشند.
افزایش بیش از اندازه استاندارد کربن آلی محلول و معلق در آب به مرور باعث میشود اکسیژن موجود در آب کاهش پیدا کند
و این کاهش اکسیژن باعث از بین رفتن و آسیب به اکوسیستم آبزیان و میکروارگانیسم های هوازی شود
و در روند تصفیه از نوع بیولوژیکی چالش های زیادی را فراهم کند .
همانطور که میدانید میزان BOD موجود در بیولوژی آب به شدت بر تصفیه بیولوژیکی تاثیر دارد
و ارتباط مستقیم با میزان کربن آلی در آب دارد.
بنابر این با افزایش میزان TOC در آب میزان BOD یا اکسیژن خواهی نیز در آب زیاد میشود
و به همین دلیل لازم است که میزان کربن آلی در آب کاسته شود تا منجر به کاهش BOD شود.
روش اندازه گیری آنالیزور کل کربن آلی
روش های اندازه گیری متنوعی برای کل کربن آلی در آب وجود دارد و شیوه های مختلف در آزمایشگاه ها روند سنجش این شاخص مهم انجام میشود.
به طور کلی روند انجام بدین صورت میباشد که ابتدا کربن معدنی یا IC را به طور کلی از آب حذف میشود
و در نهایت مقدار کربن آلی قابل اندازه گیری میشود.
برای به دست آوردن مقدار کربن آلی میتوان از روش های مختلف بهره برد که به چند روش متداول آن در ادامه میپردازیم:
۱-اندازه گیری با حرارت بالا؛ که در این روش آب تا دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده خواهد شد.
۲-اندازه گیری با اشعه UV؛ با تابش اشعه یو وی فرایند اکسایش انجام میشود و میتوان با این روش کربن آلی را اندازه گرفت.
۳- اندازه گیری با گرمایش شیمیایی؛ در این راه ترکیبی از حرارت بالا به همراه مواد شیمیایی برای فرایند اکسایش از ان استفاده میشود.
۴-اندازه گیری با نور و مواد شیمیایی؛ در این روش علاوه بر حرارت دهی و مواد شیمیایی از تابش اشعه نیز استفاده میشود
۵- اندازه گیری SAC
۶- دتکتور شناسایی NDIR
۷-دتکتور شناسایی هدايت سنجي
۸- روش های اکسایش پیشرفته
محدوده اندازه گیری TOC
محدوده اندازه گیری دستگاه انالیزور TOC یا کربن آلی بسیار گسترده این آنالیزور از ۴ میکروگرم در لیتر تا ۳۰ هزار میلی گرم میباشد
که قابل استفاده در همه موارد میباشد.
این آنالیزور محدوده اندازه گیری مختلفی از جمله:
– دارای قابلیت اندازه گیزی NPOC- TC- IC- TOC.
-اندازه گیری آب تماماً خالص به طور خودکار در دستگاه پردازش و اندازه گیر میشود، نقاط خالی را سیستم آنالیزور ارزیابی می کند.
– عملکرد رقیق کننده خودکار هر ۳۰ هزار میلی گرم در این آنالیزور امکان پذیر میباشد.
امکانات پیشرفته دستگاه آنالیزور TOC
1- ۶۸۰ درجه سانتیگراد روش اکسیداسیون کاتالیزوری احتراق این روش اکسیداسیون توسعه یافته است،
که اکنون در سرتاسر جهان استفاده میشود. از مهمترین کار های این آنالیزور ترکیب آلی با قابلیت تجزیه سخت در ظرفیت اکسیداسیون میباشد
که در این روش ترکیبات آلی نامحلول و درشت مولکولی هستند.
2- اندازه گیری کل کربن آلی؛در دستگاه آنالروز TOC روش کاتالیزوری احتراق ۳۶۰ درجه سانتی گرادی
در محیط غنی از اکسیژن در داخل لوله های احتراق که سر شارر از کاتالیزور پلاتین پر شده است، حرارت داده می شود.
در واقع این اصل ساده اکسیداسیون از طریق حرارت و احتراق انجام می شود
دی اکسید کربن تولیدی توسط اکسیداسیون به وسیله مادون قرمز یا NDIR تشخیص داده می شود.
سری جدید انالیزور کل کربن آلی با اتخاذ مادون قرمز با حساسیت بالا در حد تشحیص 4μg/L به بالاترین سطح برای روش اکسیداسیون کاتالیزوری احتراق دست پیدا کرده است.
در تمامی این روش ها ابتدا مواد آلی موجود در آب اکسید می شوند.
در نهایت کربن باقی مانده اندازه گیری می شود.