[发明专利]测定总有机碳(TOC)的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质测定仪器，具体说是一种测定水中总有机碳的装置。

背景技术

当前水中的有机污染物有增无减，有机污染是水体污染的主要问题，我们的生活离不开水，因此 我们越来越重视对于水以及污水的监测问题。总有机碳TOC(Totalorganiccarbon)是在水中的有机物 质的含碳量的总和，有机物中的主要元素由碳的量来表示，TOC能够完全反映有机物对水体的污染水平。

现在美国主要以TOC指标来检测水体中的有机物含量(联邦工业标准D-2579)，日本也把TOC指标列 入日本工业标准(JISK0102)，我国也将它作为水质检测的指标之一，列入国标。“污水排放标准中GB 8978-1996”和“生活饮用水卫生标准GB5749-2006”。

国外水质TOC分析仪一般价钱非常昂贵，在国内普及也有一定的困难；另一方面，从自主知识产权 角度出发，在未来的几年里，我国应逐步制定自己的TOC标准分析方法及相应的技术规范和协议。我们 的研究将会给今后的评价方法和技术协议提供坚实的理论基础和实验基础，以及提供低成本的检测仪器和 仪器设计理论。

目前TOC的测定方法主要采用燃烧氧化法和湿式氧化法，即先把水中的有机物氧化为CO₂，再测量CO₂气体总量。燃烧氧化方法分为900-950℃催化燃烧氧化法和680℃催化氧化法；湿式氧化法可分为过硫 酸盐催化氧化法和紫外催化氧化法；CO₂的测定采用非色散红外法和电导法。

在测量仪器的研制方面，国内外已研制生产有包括实现连续在线监测的各种类型的TOC分析仪。按 工作原理不同，可分为燃烧氧化-NDIR法；加热-过硫酸盐氧化-NDIR法；UV光催化-过硫酸盐氧化-NDIR 法、离子选择电极(ISE)法、电导法、气相色谱法等。其中，燃烧氧化-NDIR法只需一次性转化，流程 简单，为国内外广泛采用。

进口产品，虽然其检测方法成熟，检测精度高，但是存在结构复杂、价格高等问题，燃烧氧化法和湿 式氧化法加热40-50分钟、冷却40-50分钟，时间长，耗能高，体积大。实际需要一批结构简单、成本较 低的仪器检测TOC。就像电表和水表一样来用。这个需求量非常巨大，为此研制新的检测方法和检测仪 器是非常必要的。

单一的氧化方式氧化有机污染物不能够实现完全氧化，需要组合的、联合的氧化方式。

实际使用中，虽然红外检测器(NDIR)应用广泛，但是，NDIR受温度、湿度影响大，影响测定精度， 需要有替代或辅助的检测器。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种海水、高氯高盐废水、地面水、地下水、饮用水、 生活污水、工业废水中总有机碳的测定装置和方法，可用于实验室测定、在线测定、应急便携式现场测定。

本发明提供的测定水中氯离子和总有机碳的装置，主要包括多位阀，组合氧化反应器，气液分离 器，卤素脱除器，膜过滤器，双通道检测器，数据处理和显示装置。

前面所述的装置，优选的方案是，当用于现场应急便携式测定时，定量取样装置前可以安装二氧 化碳脱除净化器。

前面所述的装置，优选的方案是，所述多位阀可以是2通阀，3通阀，6通阀，10通阀等。

前面所述的装置，优选的方案是，所述组合氧化反应器可以用铂金、石英等材料做成，组合氧化 反应器采用紫外氧化器、臭氧氧化器、微波氧化器、过氧化氢组合氧化方式氧化水中有机物；其中，微波 氧化器可以采用光波氧化器、超声波氧化器、碳纤维氧化器、电加热代替，辅助催化剂有二氧化钛、氧化 铜、铂；使用高纯氧气、高纯空气、惰性气体、氮气作为载气。

前面所述的装置，优选的方案是，所述多通道检测器，可以是1、2、3、4、5种检测器，例如红 外检测器(NDIR)和电导检测器；其中，红外检测器(NDIR)、电导检测器可以采用等离子体原子发射光 谱仪，激光气体分析仪，氢火焰离子化法氢火焰离子化检测器，库伦分析仪，紫外光谱法和用光电倍增管 对光信号进行采集放大，并转换成电信号的分析处理系统的检测器(化学发光法检测器)代替。