在飲用水處理廠的源頭，原水通常要經過化學混凝、絮凝、沉淀、過濾和消毒五大過程才能安全飲用。根據原水特性，可能還需要額外步驟來解決特定的水質問題，達到理想的最終出水水質，并控制處理成本。

我們將在此重點討論兩個關鍵元素：碳和氯。我們將探討水中含碳化合物的存在對法規和處理決策的影響，以及作為消毒劑的氯如何推動其他法規和處理決策。

圖1.飲用水工藝概述

關于碳的討論 - 第H子部分：系統、地下水規則以及第二級消毒和消毒副產物規則。

第H子部分系統是使用地表水或直接受地表水影響的地下水的公共供水系統。地下水規則適用于所有使用地下水的系統。

下表顯示了第H子部分系統所需的TOC去除量。原水TOC的典型范圍為2 - 4 mg/L。正如您所料，隨著原水TOC濃度的增加，去除率也會增加。然而，在許多情況下，為防止在輸水系統中形成消毒副產物，在要求的目標外提高TOC去除率可能是有益的或者說是必要的。

表1.第H子部分系統所需的TOC去除率

TOC測定重要的兩個位置是進水和出水。然而，有必要對更多位置進行監測，以充分反映從工廠到輸水系統的整個過程。沉淀和過濾后的TOC測定至關重要。讓我們來討論一下如何測定TOC。

大量研究表明，TOC與三鹵甲烷（THM）之間存在直接相關性。對于氯仿和溴化THM尤其如此。有科學證據表明，THM會對健康造成短期和長期影響。如果多年飲用三鹵甲烷含量超過最大污染物水平（MCL）（超過EPA標準）的水，一些人的肝臟、腎臟或中樞神經系統可能會出現問題，而且患癌風險也會增加。TOC可以保持恒定，但反應性會發生變化。這似乎表明分子結構的變化有利于THM形成。這也意味著可能需要額外的處理步驟。

每個TOC分析儀均由以下四個部分組成。

圖2.TOC分析的基本組成部分

賽萊默 9220總有機碳分析儀基于加熱過硫酸鹽氧化技術和NDIR檢測技術。該技術符合標準方法5310C和EPA 514.3。

過硫酸鹽反應是基于濕化學氧化，使用過硫酸鈉或過硫酸銨（也簡稱為“過硫酸鹽”）和正磷酸作為反應物，在98 ℃的反應器內將任何含碳有機分子轉化為溶解的二氧化碳。

9220使用過硫酸鈉和磷酸。過硫酸鈉高度溶于水，并能形成幾種作為強氧化劑的自由基。

下圖顯示了離子的氧化還原電位，從最高的2.87V氟離子到最低的0V氫離子。

表2.離子氧化還原電位

除了形成羥自由基外，還會形成其他高活性自由基。這些自由基包括硫酸根SO₄^- 和過硫酸根離子S₂O₈^2- 。所有這些物質結合起來可以使過硫酸鹽成為一種非常強大的氧化劑。