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挑战 

荷兰一家生产食物酵素、培养物、配料及其它产品 的lingxian生产商，所用的在线型总有机碳（TOC） 监测仪连续发生性能和维护方面的问题。监测仪采 用高温氧化作为检测废水中有机物的方法。仪器由 于堵塞，正常运行时间总是不足。多年之后，公司 决定寻找其它更好的监测解决方案，新方案必须可 靠性更强，正常运行时间更长。

解决方案 

Sievers 分析仪同当地销售代理合作，安装了 Sievers * InnovOx TOC 分析仪示范机。该分析仪能 够保护和控制来自酵母发酵反应器和进入污水处理 厂的废水流。

Sievers 研制的 InnovOx TOC 分析仪能够连续测量有机碳，浓度测量范围很广，从超纯盐水到蒸汽冷 凝水和废水进出口。InnovOx 分析仪的优点还包括： 强大的样品处理能力、lingxian行业的超临界水氧化技 术（SCWO）、简便的操作和维护要求。所有这些 都提高了分析仪在挑战性应用中的性能，延长了正 常运行时间。

分析仪完成了 14 周的连续运行。工厂还评估了其 它控制和提高废水处理厂效率的方法和因素，其它 的 TOC 监测方法均不具备理想的可靠性。

公司在SY InnovOx 分析仪之后，发现该分析仪能 够提高可靠性、延长正常运行时间，不失为有效的 监测解决方案，因此决定立即订购该款分析仪。与 同类设备相比，技术维护人员对 InnovOx 分析仪的 易用性和低维护要求赞不绝口。

InnovOx 分析仪的标准配置包括双样品流监测。用 户在测量流进废水处理厂的样品流时，利用第二个 样品流功能来监测出水、优化处理过程。第二个样 品流功能可以为用户节省化学品用量、降低维护工 作量、减少违规罚款，从而每月可节省 7000 欧元 以上。

结果 

公司非常满意 InnovOx 监 测 解 决 方 案 。 由 于 InnovOx 在线型 TOC 分析仪有此出色的性能，同一 现场的另一个单位于 2015 年也订购了该型分析仪。 上述两项订购都是因为该型分析仪有更长的运行时 间，能更好地控制废水处理过程，并能通过优化化 学品消耗量，来节省成本。

简介和挑战

氯碱生产厂使用饱和盐水和电力，利用先进的膜技术来生产氯，广泛用于纯净漂白剂和其它含氯产品，以及烧碱等。盐水中的过量有机污染物会破坏膜系统，致使工厂停产。因此，改进生产中水的有机物监测，对于保护设备、维持生产运行是至关重要的。

北加州的氯碱生产厂利用实验室TOC分析技术来监测饱和盐水溶液中的有机物含量。虽然氯碱厂认识到TOC监测对保护先进的膜系统的重要性，但其实验室的TOC仪器依赖于高温氧化技术，无法满足连续运行的时间要求。因此，实验室经理决定寻求其它在线监测技术方案，以更好地掌握生产过程，同时满足可靠性和正常运行时间的需求。

解决方案

Sievers分析仪为现场测试提供了一套InnovOx在线型演示仪器。InnovOx在线型TOC分析仪能够连续、精确地测量水中的有机碳，测量浓度范围广，从盐水到蒸汽冷凝水。用户安装了InnovOx在线型分析仪，用于监测盐水离子交换器和超纯盐水存储器之间的盐水。用户得到了盐水成分的连续数据，从而做出明智决策来保护膜系统。

Sievers®的解决方案包括带有涡流冷却器的NEMA 4X机壳。稍微加压机壳能够起到两个作用：冷却和净化气室，防止腐蚀性气体进入。

安装在现场的示范机不间断运行3个月，在运行期间工厂也进行了实验室测量，以确认分析仪的连续性能表现。典型的测量数据约为2 ppm TOC（见图 1），带有自动确效标样（5 ppm 碳的蔗糖）的峰值。

预防性维护计划（见图2）旨在最 大程度降低关键运行中的意外风险。分析仪的标准配置双样品流功能，可用于自动清水冲洗，进一步降低了维护要求。

图1. Sievers InnovOx在线型TOC分析仪

在监测氯碱厂的盐水供应时得到的TOC测量数据

图 2. InnovOx 预防性维护时间表

结果

经评估，该公司订购了InnovOx在线型TOC分析仪，并对此在线监测方案非常满意。公司的决定主要基于以下几方面：

数据精确度高，正常运行时间长

维护要求极低

改进的测量数据，先进的膜技术

即便是在氯碱行业如此具有挑战性的应用中，Sievers InnovOx分析仪也能够提高性能表现，延长正常运行时间。InnovOx分析仪的优点包括：特定应用的样品制备、稳健的样品处理、业界领先的超临界水氧化（SCWO）技术、精确的TOC测量、便捷的维护和操作。

InnovOx在线型TOC分析仪能够提供连续数据，帮助工厂做出自信的决策，以保护设备和极大提高生产效率。

       英国一家大型己内酯生产厂选用 InnovOx 有机物分析仪来帮助其下游污水处理厂达到现场排放许可标准，避免超出法规限值。 

       己内酯用于诸多制造行业，如粘合剂、汽车、树脂、 油漆、鞋类等。己内酯也是生产聚氨酯和热塑性聚 氨酯类产品的关键原料。每年生产数百万吨己内酯，作为专用聚合物的初级产品。 

       化工公司向当地污水处理厂排放废水。为了使污水处理厂能有效处理化工厂大量排放的有机废水，必 须严密监测化工厂的排放。如果排放超过限值，例如向污水处理厂排放过高的有机物量，就会使污水的生物处理过程（活性淤泥法）发生有毒的或不稳定的状况，从而大大削弱污水处理厂的处理能力， 甚至使污水处理厂完全丧失生物净化能力，以至于将污水排放到自然环境中。有机物排放量的增加， 还会提高污水处理成本，包括废弃淤泥的清理和通 风用电的成本。这些高出来的成本将由化工公司负担。

由于污水处理事故而超过排放限值，将造成以下严重后果：

1. 未处理的污水被排放到自然环境中。

2. 更换活性淤泥（清理受损淤泥，补充新淤泥），产生相关费用。

3. 通常需要花费几周的时间来逐步提高污水处理厂的处理量。在逐步提高处理量期间，只能净化小部分经处理的进水。

       当化工厂超过排放限值时，管理污水处理厂的市政当局有权进行审查和罚款。化工公司的首要目标是确保下游污水处理厂妥善处理污水，确保向自然环境中排放安全合格的处理水。而污水处理厂则希望降低排放附加费。因此，污水处理厂决定升级其有机工艺控制方法，采用更环保的、更经济的污水管 理工艺，确保排放浓度和排放量在适当的限值内。

       经过大量的现场测试，化工厂决定选用基于Sievers InnovOx技术的有机物监测系统。 目前有四台 Sievers InnovOx在线型TOC分析仪用于监测各种工艺样品流。该分析仪系统Z近检测到两次重大的工艺污染事件，使操作人员能够缓冲的有机物排放量，并同正常出水加以平衡，避免了超出排放限值。因此，该系统确保了污水处理厂在污染期间的可靠运行，帮助公司避免支付超额附加费和罚款， 以及负面影响所造成的损失。仅靠解决这两次事件， 公司便收回了对该监测系统的投资和运营成本。 

       分析仪在检测到过高出水峰值时，也会显示快速恢复正常。在线监测解决方案使污水处理厂能够在不 超出排放限值的情况下管理排放。 

       用户对 InnovOx 监测解决方案赞不绝口：“InnovOx TOC 分析仪在此应用中表现不俗。由于仪器的运行时间相当长，我们决定根据读数来立即确定出水水质。如今，我们能够更有效地控制污水处理过程， 更清晰地理解和预见在生产过程中导致有机物污染 的根源。这使我们能够立即对非正常出水状况作出反应，以免中断污水处理厂的运行。”

简介和挑战 

       氯碱生产厂使用饱和盐水和电力，利用先进的膜技术来生产氯，广泛用于纯净漂白剂和其它含氯产品， 以及烧碱等。盐水中的过量有机污染物能够破坏膜系统，致使工厂停产。因此，改进生产中水流的有 机物监测，对于保护设备、维持生产运行是至关重要的。 

       北加州的氯碱生产厂利用实验室TOC分析技术来监测饱和盐水溶液中的有机物含量。虽然氯碱厂认识到TOC监测对保护先进的膜系统的重要性，但其实验室的TOC仪器依赖于高温氧化技术，无法满足连续运行的时间要求。因此，实验室经理决定寻求其它的在线监测技术方案，以更好地掌握生产过程， 同时满足可靠性和正常运行时间的需求。

解决方案 

       Sievers分析仪为现场测试提供了一套InnovOx在线型演示仪器。InnovOx在线型TOC分析仪能够连续、 精确地测量水中的有机碳，测量浓度范围广，从盐水到蒸汽冷凝水。用户安装了InnovOx在线型分析仪，用于监测盐水离子交换器和超纯盐水存储器之间的盐水。用户得到了盐水成分的连续数据，从而做出明智决策来保护膜系统。 

       Sievers的解决方案包括带有涡流冷却器的NEMA 4X 机壳。稍微加压机壳能够起到两个作用：冷却和净化气室， 防止腐蚀性气体进入。

       安装在现场的示范机不间断运行3个月，在运行期间工厂也进行了实验室测量，以确认分析仪的连续性能表现。典型的测量数据约为2 ppm TOC（见图 1），带有自动确效标样（5 ppm 碳的蔗糖）的峰值。 

       预防性维护计划（见图 2）旨在Z大程度降低关键运行中的意外风险。分析仪的标准配置双样品流功能，可用于自动清水冲洗，进一步降低了维护要求。

图 1 – Sievers InnovOx 在线型分析仪在监测氯碱厂的盐水供应时得到的 TOC 测量数据

图 2 - InnovOx 预防性维护时间表

结果 

       经过评估，该公司订购了 InnovOx 在线型 TOC 分析仪，并对此在线监测方案非常满意。公司的决定主要基于以下几方面： 

       • 数据精确度高，正常运行时间长 

       • 维护要求极低 

       • 改进的测量数据，先进的膜技术

       即便是在氯碱行业如此具有挑战性的应用中， Sievers InnovOx 分析仪也能够提高性能表现，延长正常运行时间。InnovOx 分析仪的优点包括：特定应用的样品制备、稳健的样品处理、业界ling先的超临界水氧化（SCWO）技术、精确的 TOC 测量、便捷的维护和操作。 InnovOx 在线型 TOC 分析仪能够提供连续数据，帮助工厂做出自信的决策，以保护设备和极大提高生产效率。

概况 

       很多成品Z终质量完全由原材料的初始质量决定， 如聚合物、有机和无机溶剂、清洁剂、纸和杀虫剂。 Z普遍的原材料是氯气与氢氧化钠等，由氯碱行业生产。 

       氯碱工艺就是通过电解近饱和、饱和以及超饱和的盐水来制取氢氧化钠和氯气。在强电流下，盐水分解产生氢氧化钠、氯气和氢气。这就是氯碱工艺， 工艺过程越GX，产品质量和利润就越高。 

       世界氯碱年产量已超过了 4500 万吨，其中北美和亚洲合计产出 1400 万吨，欧洲 1000 万吨，许多其 他区域提供余下的 2100 万吨。

生产方法 

       图 1 即为氯碱制造的大致的流程，从原始的盐水溶 液开始。盐水溶液浓度在 3.5% － 28.0%之间。对 此溶液用盐使之饱和、过滤、然后置入电解池。通强电流后，溶液被电解生成氯气、氢气和产生苛性碱溶液。此过程生成的三种产物都被净化，然后出售或用于其他内部工艺。进入电解池前，在盐水处理工艺的任何工艺点（如灰色区域所示）都可以进行总有机碳 TOC 检测。 

图 1 氯碱工艺

       在苛性碱溶液工艺区（橙色区域），可以进行氢氧 化钠溶液中无机碳（IC）的质量保证检测。

       饱和食盐水在直接电流刺激下被电解，在阳极产生 氯气，在阴极产生氢氧化钠和氢气。 为了避免氢氧化钠、氢气，与氯气发生化学反应，在电解槽中插入一张有孔的隔膜将其隔为阳极室和阴极室 （见图 2）。

       随着氢氧化钠在阴极富集，水被分解成氢气和氢氧根离子，化学方程式如 下： 2Na⁺ + 2H₂O + 2e^-→ H₂+ 2NaOH 要电解出氢氧化钠必须防止氢氧化钠和氯气发生反应。通常，有三种处理方式：在电解槽中加入汞池、隔膜法和使用隔膜池工艺。其中，隔膜池工艺是Z经济有效的电解制碱方法，因为它耗电Z少，在碱浓缩过程中需要的蒸汽也相对较少。 

       膜池工艺使用全氟磺酸膜，具有离子选择性，以分隔阳极与阴极反应。只有钠离子和少量的水可以通过这张膜。 这样可以生产高质量的氢氧化钠（NaOH）。

图 2 氯碱生产

为什么检测总有机碳？ 

       精良的氯碱工艺是建立在严格的变量控制基础上的， 电化过程中的各种影响因子需被监测和控制在一个稳定水平。其中一项重要指标就是盐水溶液中的总有机碳含量。通常，溶液中的总有机碳含量不能超过 10ppm。低于这个值，离子膜可以正常使用，但如果高于这个值，过量的有机物则可能会使溶液发泡阻塞离子膜，局部脱水，严重的甚至灼烧离子膜。 一旦离子膜遭到破坏，就必须重换一张以确保Z佳 效果。如果继续使用原离子膜，就必须大幅加强电压。不管用何种方法处理，一旦制碱过程受到干扰， 生产成本就会增加。

Sievers InnovOx方法学 

       Sievers 分析仪在总有机碳分析领域一直引ling创新的潮流，旨在为Z困难的基体提供Z有力的分析仪。 Sievers InnovOx 总有机碳分析仪在原有基础上进一步创新 ， 采 用 超 有 效 的 超 临 界 水 氧 化 （Supercritical Water Oxidation，SCWO）技术， 能连续分析成百上千的水样，而无需重新校准，无 需系统维护，无更换部件。 

       Sievers InnovOx 分析仪的工作原理基于湿化学氧化技术，在水样中加入酸和氧化剂。通过吹扫去除无机碳，然后在升高的温度下样品被过硫酸盐氧化。 产生的二氧化碳被非色散红外光度计检测。

       分析仪内部配有加温装 置使水样和试剂温度升高，促进有效的氧化反 应，并使液态水转化成超临界水。到这个阶段 就产生了超临界水氧化 （SCWO）现象。这一突破性技术实现了99% 的氧化效率，确保分析结果有很高的准确度和 精确度。 

       同时，每次分析过程结束，InnovOx分析器都会自动去除样品基体中 的污物杂质，以保证没有盐或者氧化副产物遗 留在反应室、管道或阀中。

样品数据 

       表1和图3的数据显示了氯化钠溶液中总有机碳含量的回收率。这说明InnovOx能够有效分析TOC，不被溶液中的盐离子影响。数据表明InnovOx能够测定饱和盐水溶液中的TOC。

表1 TOC 回收率

图3 NaCl回收率

结论 

       氯碱行业负责为成千上万的消费产品提供原材料。 产品的制造商需要一个可接受的纯度起始水平，以保证Z终产品的质量。氯碱行业通过使用TOC及几个其他的关键指标来监测其制造工艺的纯度。

       InnovOx分析仪重新定义了饱和盐水分析的生产量和生产效率。以前使用燃烧法分析仪需要两周才能完成分析的水样，现在使用InnovOx一个晚上就能解决，成本非常小。得益于先进的超临界水氧化 （SCWO）技术，Sievers InnovOx总有机碳TOC分析仪可以对各种困难基体的水样进行分析，可靠、 方便、Z低维护。

简介 

一家大型装瓶厂在提高产量之后，其废水处理系统 受到高浓度有机物和固体颗粒的干扰。进水的流量、 含糖量、固体颗粒浓度大幅波动，打乱了系统运行 的连续性。 

此类问题经常导致排放到当地公共污水处理厂 （POTW，Publicly Owned Treatment Works）的废 水超出许可限值，也会阻碍当地法规所要求的连续 化学需氧量（COD）的去除率。手动测试 COD 时， 需要 3 个多小时才能得到结果，而得到的结果数值 不足以用于工艺调整。 

装瓶厂还考虑过扩建废水处理车间，但受到空间有 限和来自生产车间的进水状况波动的限制。

解决方法 

苏伊士水务技术与方案 （ SUEZ Water  Technologies & Solutions）公司制定了废水处理车 间初期改造方案，以导流和储存浓缩的有机物和高 COD废水。在收集浓缩废水后，在水流的浓度较低 的期间，将其慢慢计量流回工艺中。工作的首要目 标是使出水“干净”、系统体积小，因此决定增加薄膜生物反应器（MBR）系统。 

膜系统采用碳负荷在线分析技术，使健康的生物物质通过优化营养比例来消耗“糖”。在污水处理设施 中安装了Sievers* InnovOx在线型分析仪（见图1）。 

InnovOx技术为装瓶厂提供了Z好的大范围有机物监测系统，包括无与伦比的氧化稳固性，0.05- 50,000 ppm动态线性工作范围，以及6个月校准曲 线稳定性。此技术还提供用户可配置的警报和输出， 以及直观的触摸屏显示器。此技术很容易设置、操 作、维护，而且价格低廉。在通常情况下，仪器可 以运行30天而无需更换试剂。InnovOx在线型分析 仪具有极 佳的多用性，其多样品流功能使用户能够用一台仪器来测量多达5个样品流。 

为了提供健康的生物物质，装瓶厂的应用要求采用 100:5:1（碳/氮/磷）的比例。由于成分具有极高的 可变性，和迄今为止Z高的浓度，装瓶厂决定连续 监测有机碳浓度，并向均质池中添加氨，以维持正 确的碳/氮比例。TOC 分析仪，编程输出负荷数据， 并转化为相关性的 COD 值。当 COD 变化时，用于 计算工艺控制氨剂量的投入。基本的水流性质就能 满足对磷的需要。图 2 是装瓶厂的新废水处理系统示意图。

结果 

系统稳定之后，体现了 MBR 的各种优点，其中包含： 

1. 出水中的总悬浮固体（TSS）大幅减少。

2. COD 去除率大幅提高。

使用在线型 TOC 分析仪，并将数值同 COD 测试相 联系，使操作人员能够调整碳/氮/磷的比例。 

将 InnovOx 在线型 TOC 分析仪与 MBR 系统一起使 用，解决了瓶装厂的废水处理车间遇到的许多水质 问题。

整个解决方案每年为瓶装厂节省数十万美元，包括 昂贵的化学品开支、废水运输费用、违规罚款等。 系统也更加容易操作，污染事故不再会造成违反允 许要求的情况。 

具有可靠的在线分析性能的 MBR 系统所能提供的 结果远非传统系统可比，这就是为什么近年来MBR 的名声大噪。2000 年时工业型 MBR 的安装量占全 部商用 MBR 安装量的约 27％。

图 1：Sievers InnovOx 在线型 TOC 分析仪

图 2：装瓶厂的新废水处理系统示意图

参考 

1. Brindle, K., Jefferson, B., Judd, S., 和 Stephenson, T., 污水应用的膜生物反应器。

简介 

       一家大型装瓶厂在提高产量之后，其废水处理系统 受到高浓度有机物和固体颗粒的干扰。进水的流量、 含糖量、固体颗粒浓度大幅波动，打乱了系统运行的连续性。

       此类问题经常导致排放到当地公共污水处理厂 （POTW，Publicly Owned Treatment Works）的废 水超出许可限值，也会阻碍当地法规所要求的连续 化学需氧量（COD）的去除率。手动测试 COD 时， 需要 3 个多小时才能得到结果，而得到的结果数值 不足以用于工艺调整。

       装瓶厂还考虑过扩建废水处理车间，但受到空间有限和来自生产车间的进水状况波动的限制。

解决方法

       苏伊士水务技术与方案 （ SUEZ Water  Technologies & Solutions）公司制定了废水处理车 间初期改造方案，以导流和储存浓缩的有机物和高 COD废水。在收集浓缩废水后，在水流的浓度较低 的期间，将其慢慢计量流回工艺中。工作的首要目 标是使出水“干净”、系统体积小，因此决定增加薄 膜生物反应器（MBR）系统。

       膜系统采用碳负荷在线分析技术，使健康的生物物 质通过优化营养比例来消耗“糖”。在污水处理设施中安装了Sievers* InnovOx在线型分析仪（见图1）。

      InnovOx技术为装瓶厂提供了Z 好的大范围有机物 监测系统，包括无与伦比的氧化稳固性，0.05- 50,000 ppm动态线性工作范围，以及6个月校准曲 线稳定性。此技术还提供用户可配置的警报和输出， 以及直观的触摸屏显示器。此技术很容易设置、操 作、维护，而且价格低廉。在通常情况下，仪器可 以运行30天而无需更换试剂。InnovOx在线型分析 仪具有极 佳的多用性，其多样品流功能使用户能够用一台仪器来测量多达5个样品流。

       为了提供健康的生物物质，装瓶厂的应用要求采用 100:5:1（碳/氮/磷）的比例。由于成分具有极高的 可变性，和迄今为止Z 高的浓度，装瓶厂决定连续 监测有机碳浓度，并向均质池中添加氨，以维持正 确的碳/氮比例。TOC 分析仪，编程输出负荷数据， 并转化为相关性的 COD 值。当 COD 变化时，用于 计算工艺控制氨剂量的投入。基本的水流性质就能 满足对磷的需要。图 2 是装瓶厂的新废水处理系统示意图。

结果

       系统稳定之后，体现了 MBR 的各种优点，其中包含： 1. 出水中的总悬浮固体（TSS）大幅减少。 2. COD 去除率大幅提高。 使用在线型 TOC 分析仪，并将数值同 COD 测试相 联系，使操作人员能够调整碳/氮/磷的比例。 将 InnovOx 在线型 TOC 分析仪与 MBR 系统一起使 用，解决了瓶装厂的废水处理车间遇到的许多水质问题。

       整个解决方案每年为瓶装厂节省数十万美元，包括昂贵的化学品开支、废水运输费用、违规罚款等。 系统也更加容易操作，污染事故不再会造成违反允 许要求的情况。

       具有可靠的在线分析性能的 MBR 系统所能提供的 结果远非传统系统可比，这就是为什么近年来MBR 的名声大噪。2000 年时工业型 MBR 的安装量占全 部商用 MBR 安装量的约 27％。

图 1：Sievers InnovOx 在线型 TOC 分析仪

图 2：装瓶厂的新废水处理系统示意图

参考 

1. Brindle, K., Jefferson, B., Judd, S., 和 Stephenson, T., 污水应用的膜生物反应器。

简介 

食品及饮料行业在生产工艺中会使用非常大量的水， 作为原料、清洗溶剂或用于加热、冷却。在考虑清 洁的水对整个生产流程有多重要时，我们必须牢记 用水量及实际产品产量的比例：例如，1升果汁、 红酒或者咖啡的生产需要使用800升水，而1公斤奶 酪或者茶叶则需要5,000升水或者更多。1

食品及饮料行业有四大类生产商：第 一种为肉制品、 家禽制品及海鲜制品；第二种为水果及蔬菜；第三 种为乳制品；第四种包括其他所有饮料生产商。在 生产这四类产品的工艺中，生产用水中有杂质或被 有机物污染的情况并不少见。确定水中总有机碳含 量水平的重要方法之一就是总有机碳（TOC）分析。

制造行业必须符合 USEPA 的清洁水行动（Clean  Water Act-CWA）规范。为了降低成本，工厂必须 优化处理流程。很多工厂为了实现优化，使用 TOC 监控，在确保用水质量的同时，能够实现成本的大 大节省。若企业无法达到 CWA 的要求，则可能因 为未达标而被罚款。

处理工艺是怎样的呢？

废水处理工艺必须同时符合 国际及地域规范。在生产工艺中或在废水处理设施中， 若干净的水源被污染后未经 任何处理而排放，会对健康 及环境造成一系列后果。

净水处理的第 一步是过滤可疑的固体杂质，第二步 是对水进行化学处理，确保排放时水中的细菌和有害化学物质Z小程度地进入环境。

如果水处理工艺没有很好地控制，这会对公司的排 污底限有很大的影响。未经正当处理的污水将损害与水接触的表面物料，例如运输管道及储水罐等。

若水处理效率不高则有可能导致工厂停产，废水流 路改造，甚至是污水的再处理。所有这些都将付出 昂贵的代价。

图 1. 典型的水果/蔬菜加工流程 2

为什么使用TOC分析进行工艺优化？

EPA（美国国家环境保护局）确定了五类污染物必 须受到控制。这包括耗氧性物质、病原体、营养物、 无机物及合成有机化合物、热量。所有这些污染物 都会影响生态系统并对水质产生负面影响。这其中 可以通过 TOC 测试监控的污染物是耗氧性物质。

过去，企业都通过一个简单的生物需氧量（BOD） 或化学需氧量（COD）的测试，来监控耗氧性物质。 如今 TOC 仪器的便利及优势逐渐被认可，EPA 允许使用 TOC 仪器来监控耗氧性物质。在 EPA 文档 40CFR，第 133.104 章节，取样及测试程序中，陈 述道“若 BOD : COD 或者 BOD : TOC 的长期关联性 能被论证，TOC 测试法可以取代 BOD5 测试方 法。”TOC 分析方法更快，所需时间更短，在需要 确定废水流的组成时很有优势。

对废水进口流路，或“有负荷”的水，进行 TOC 的初 始检测。此结果将被作为基本参数，处理工厂就能 了解一开始的有机物含量。确定水流中具体有多少 有机碳后，能决定必须使用多少化学药剂或过滤手 段来处理污水。之后再对出口水，或者“干净”水进 行检测。通过对出口水的检测，处理厂能够知道化 学加药系统是否正常有效地工作着。通过对出口水 的监控，工厂能够很好地监控药剂使用后的效果， 并逐渐修改或减少药剂剂量。TOC 的应用案例有：

• 原始进口水流的初次 TOC 测试应用 — 刚开始的产品清洗阶段 

• 合规放行中的第二类 TOC 测试应用 — 热烫阶段， 分离阶段 

• 合规放行中的第三类 TOC 测试应用 — 设备使用阶段，冷却、清洁及包装阶段 

• 合规放行中水副产物的 TOC 测试应用 — 环保署 排污许可（NPDES）放行阶段

若 TOC 值显示放行已经合规，则处理成本立刻就节 约了。相反，若一开始的废水流因为一些未知工艺的污染而造成 TOC 值上升，处理厂能基于 TOC 分 析值即刻行动，纠正化学药量的投放。这种实时的 更改处理，既可以帮助用户节省成本也能确保污水 排放的合规性。

若食品及饮料行业排放的废水 TOC 值常大于 200ppm，生产商可能需要增加很多费用。市政的 废水处理厂有时会因此增加额外费用，而生产商往 往不认同。若排放污水中 TOC 值过高还可能被 EPA 或当地政府因违反 CWA 规范而处以罚款。

在废水处理工艺中若没有进行 TOC 监控，处理成本 可能会增加，还有可能产生违法赔款。Sievers* InnovOx TOC 分析仪能够帮助客户监控废水处理的 各个工艺，确保废水处理设施合法，并可以帮助优 化药剂的投放量，避免污水的过度处理及再处理现 象。这不但节省了处理工艺中废水停留的时间，也 能实时地合理添加化学药剂，从而达到Z小化成本， Z大化盈利的目的。

Sievers* InnovOx 在线及实验室 TOC 分析仪

参考文献 

1.The World’s Water 2008-2009, by Peter Gleick et  al, Island Press, waterfootprint.org. 

2. EPA 40 CFR, Sampling and Test Procedures,  section 133.104, p. 548, 7-1-07 Edition.

       随着科技和社会的发展，人们越来越重视水质环境的监测，水质它标志着水体的物理（如色度、浊度、臭味等）、化学和生物的特性及其组成的状况。水质参数是用以表示水环境质量优劣程度和变化趋势的水中各种物质的特征指标。环境质量参数很多，在评价水环境污染程度时，一般选取物理的、化学的、生物的水质参数。其中包括：水的混浊度、透明度、色度、嗅、味、水温、pH值、BOD(COD)等。

       总有机碳(TOC)是以碳的含量表示水中有机物的总量，结果以碳的质量浓度表示。碳是一切有机物的共同成分，组成有机物的主要元素，水的TOC值越高，说明水中有机物含量越高，因此，TOC可以作为评价水质有机污染的指标。

       TOC的测定方法通常有燃烧氧化-非分散红外吸收法、电导法、湿法氧化-非分散红外吸收法等。Sievers分析仪是苏伊士水务技术与方案下属的一个分部。设计并制造先进的水质分析测量仪器，产品具有简洁、快速、准确的优点。Sievers InnovOx ES实验室总有机碳TOC分析仪采用超临界水氧化（SCWO）技术，什么是超临界水氧化技术？

       超临界水氧化（Supercritical Water Oxidation，简称SCWO）技术是一种可实现对多种有机废物进行深度氧化处理的技术。超临界水氧化是通过氧化作用将有机物完全氧化为清洁的H₂O、CO₂ 和N₂等物质，S、P等转化为Z高价盐类稳定化，重金属氧化稳定固相存在于灰分中。超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)技术的原理是以超临界水为反应介质，经过均相的氧化反应，将有机物快速转化为CO₂、H₂O、N₂和其他无害小分子。Z初用于处理大量的污水、污泥、被污染的土壤等。SCWO技术利用水中氧化剂，要求的温度（375℃/770°F）和压力（22.1MPa/3200psi）高于水的临界点，因而能破坏有机废物。上述条件能使有机碳迅速而完全地氧化成CO2。如今，SCWO技术的研究和开发主要集中在处理各种有毒有害的有机废物。Sievers分析仪是SJ将此技术应用于商业实验室 TOC 分析仪器的公司。

InnovOx ES实验室总有机碳（TOC）分析仪的特点与优势

稳定可靠的样品处理

高达50,000 ppm TOC的宽动态范围

可选配带搅拌和冲洗站的自动进样器，适用于大批量实验室应用

ZL超临界水氧化，具有出色的TOC回收率和高可靠性

可靠的NDIR检测技术，无移动部件

简单直观的操作

灵活多样的检测模式，包括TOC（TC-IC）或NPOC

COD/BOD报告

处理棘手的TOC样品，如纤维素和盐水

InnovOx ES实验室总有机碳（TOC）分析仪产品规格

* 所述分析性能可在受控实验室条件下实现，已Z大限度减少操作和标准品误差。

** 使用40mL和60mL样品瓶Z多63个取样管。使用35mL样品瓶Z多120个取样管。

*** NPOC模式，瓶装N2作为载气。此性能在受控条件下实现，已尽量减小或消除影响低水平检测性能的可变因素。2016年8月之前交付的仪器可能无法实现此性能。

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       随着科技的发展，社会的进步，人们环保意识越来越高，尤其是水质环境的监测越来越加重要，关乎着民生。水质为评价水体质量的状况，规定了一系列水质参数和水质标准。如生活饮用水、工业用水和渔业用水等水质标准。水质指标也很多，如金属元素的含量、溶解氧、细菌总数、COD、BOD等等。

       总有机碳(TOC)是反映水质受到有机物污染的替代水质指标之一，和其它水质替代指标一样，它不反映水质受到那些具体的有机物的特性，而是反映各个污染物中所含碳的量，其数量愈高，表明水受到的有机物污染愈多。它是以碳的含量表示水中有机物的总量，结果以碳(C)的质量浓度(mg/L)表示。所有的有机物都是有碳组成的，水中有机物在氧化时释放出的会生成CO₂，通过测定生成的CO₂是直接测定有机物的方法，因此TOC是直接测量水中有机污染物较好的方法。它是比COD和BOD₅更能确切表示水中有机污染物的综合指标。

       美国、德国等欧美国家很早就把TOC纳入常规检测中。ZG在 2006 年将 TOC 纳入《生活饮用水卫生标准》（GB／T5749－2006）检测项目中，限值为 5 mg/L。

       相比水中有机物成分分析存在实验周期长、分析成本高、难以对突发性水污染事故作出及时有效地分析判断的缺点，总有机碳以其简单、快捷、准确的特性作为综合评价水质有机物污染指标，更具实际意义。

       如今总有机碳的分析无处不在，据了解，在药品生产工艺中，制YY水包含饮用水、纯化水、注射用水、灭菌注射用水。根据2000ZG药典规定，饮用水是不能直接用于制剂的制备或试验用水，因此制YY水生产必须配备完整的制YY水系统，且制YY水的制备需从生产设计、材质选择、制备过程、贮存、分配、使用等均应符合生产质量管理规范的要求。其中为了保证水源的优质，越来越多的人采用总有机碳分析仪来监测。而同时在食品行业，食品和饮料本身是有机化合物，又或者因为香料等的影响，通过测量TOC， 就能够检测到生产设备上的任何产品或清洁剂的残留物。

       总有机碳分析仪就是用来测定TOC的值的仪器，如今广泛应用于制药、食品、生产等诸多领域，它是如何来检测TOC的值呢，其原理是什么呢？

       通常总有机碳分析仪的基本工作原理主要是通过氧化待测水中总有机碳，测定产生的二氧化碳来达到。市面上的总有机碳分析仪品牌很多，如苏伊士、艾力蒙塔、还有我们北京磐研总有机碳分析仪等，基本原理大同小异，不同的品牌总有机碳分析仪的氧化技术和CO₂的检测方法会有点差异。

       例如苏伊士总有机碳分析仪的超临界氧化法（SWCO）是以超临界水为反应介质，经过均相的氧化反应，将有机物快速转化为CO₂、H₂O、N₂和其他无害小分子。

       Elementar总有机碳分析仪则通过高温氧化法，对于难以氧化的化合物，如腐殖酸或其他持久有机化合物来说，高温燃烧法能够氧化所有有机化合物，获得良好的准确度和精密度 。我们北京磐研也是通过高温催化燃烧法将水溶液中的总有机碳化为二氧化碳。

       当然除了上述两种方法外，还有使用UV灯照射待测水样，水会分解成羟基和氢基，羟基和氧化物结合会生成CO₂和水，然后检测新生成的CO₂即可计算出总有机碳含量，这种也叫紫外线氧化法，缺点就是要经常换UV灯。

       总有机碳分析仪的工作氧化是前提，测定CO₂就是Z终目的，不同品牌的仪器测定原理也不太一样，通常有NDIR法，直接电导率检测和选择性薄膜电导率检测。北京磐研总有机碳分析仪采用的是NDIR法测定CO₂。

       总有机碳分析仪这么多品牌该如何选择，这个大家如果喜欢进口的可以选择苏伊士、Elementar这些的，至于国产总有机碳分析仪，我们现在国内仪器厂商都在不断进步，提升自己核心竞争力。

北京磐研科技有限公司是经过十余年匠心沉淀铸就的科技公司，研发队伍经过多年积累和筛选确定公司的主体产品线，以技术为核心，致力于微生物检测、生命科学领域研究、有机物分析仪器等制药装备的研发、制造和销售。北京磐研专注于总有机碳分析仪的生产与研发，具有以下特点：

       ◆仪器采用模块化设计，装配更换零部件极为简单，维修更为方便；

       ◆多用途的配置能满足不同客户的各种需求，同时易于维护；

       ◆仪器内部采用先进的弱电设计方式，操作安全；

       ◆流速控制信号处理技术的应用，屏蔽流速波动带来的影响；保证读数稳定准确；

       ◆自主知识产权的信号处理系统，具有在线设定、实时监控、自我检定、流速控制等极大优势，保证仪器性能优越；

       ◆根据不同样品的不同性质，设定不同的控制温度，以使样品彻底消解，使测量数据更为准确可靠；

       ◆实时监控软件的开发和应用，时刻检测仪器运行状态，对比实测参数和设定参数的差异，一旦超过临界设置，系统自动报警并提供处理方法；

       ◆应用自动检漏控制系统，实时检测气体流量，杜绝误操作，全方位提高仪器性能，Z大限度保证操作者及仪器的安全。

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简介

       Sievers^® M9总有机碳（TOC）分析仪和Data Pro2软件于2014年4月面世，取代了Sievers 900 TOC分析仪和随附的DataPro900软件。M9分析仪和Data Pro2软件的各项性能都有大幅提高，数据管理和安全性能也得到加强，完全满足行业对数据可靠性的要求。

Sievers 900和ALCOA+

       Sievers 900和随附的DataPro900软件满足21 CFR Part 11合规要求，也符合EMA规定的ALCOA+数据可靠性原则。FDA（美国药监局）、MHRA（英国药监局）、PIC/S（国际药品监查合作计划）等机构经常引用ALCOA+数据可靠性原则。

       虽然900分析仪和DataPro900软件完全满足1997年3月发布的21 CFR Part 11合规要求，但如今的监管环境有了变化。FDA等监管机构于2016年开始发布新的指导文件，对数据可靠性原则作出新解释。

新的指导文件包括：

       Data Integrity and Compliance With CGMP,Guidance for Industry（CGMP数据可靠性和合规性，行业指南），FDA，2018年12月

       Good Practices for Data Management and Integrity in Regulated GMP/GDP Environments（在监管的GMP/GDP环境中实施数据管理和可靠性的良好规范），PIC/S，2016年8月

       Questions and Answers:Good Manufacturing Practice:Data Integrity（问题解答：良好生产规范：数据可靠性），EMA，2016年8月

       GxP数据可靠性定义和行业指南（GxP Data Integrity Definitions and Guidance for Industry），MHRA，2016年7月

上述文件可能被您的生产部门用作合规指南，或对您的内部运营有所影响。

Sievers M9分析仪满足数据可靠性的新要求

       新的指导文件提出了新的要求和预期，而这些要求和预期是在Sievers 900分析仪和DataPro 900软件停产两年之后提出来的。我们无法更新停产的分析仪和软件来支持新规则，但Sievers M9分析仪和DataPro 2软件能够充分满足当前市场和监管机构的预期要求。

       以下表格列出了已停产的Sievers 900/DataPro 900和当前的M9/DataPro2之间的主要差别。此表并非全面性的分析，只是概述了M9如何在数据的管理、安全、可靠性方面为用户提供更好的合规解决方案。请参考表中的工作原理，在制定您的合规策略时，用M9来实施更严格的数据可靠性标准。

比较Sievers M9和900的数据可靠性工作原理

结论

       随着数据可靠性的规则和概念不断发展和演变，Sievers不断推陈出新，使产品能够满足甚至超过当前的合规要求。

       如果您想了解M9 TOC分析仪和DataPro2软件如何能够帮助您满足新的数据可靠性合规要求，可以在本展台留言或者致电咨询。

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