在饮用水处理厂的源头，原水通常要经过化学混凝、絮凝、沉淀、过滤和消毒五大过程才能安全饮用。根据原水特性，可能还需要额外步骤来解决特定的水质问题，达到理想的最终出水水质，并控制处理成本。

我们将在此重点讨论两个关键元素：碳和氯。我们将探讨水中含碳化合物的存在对法规和处理决策的影响，以及作为消毒剂的氯如何推动其他法规和处理决策。

图1.饮用水工艺概述

关于碳的讨论 - 第H子部分：系统、地下水规则以及第二级消毒和消毒副产物规则。

第H子部分系统是使用地表水或直接受地表水影响的地下水的公共供水系统。地下水规则适用于所有使用地下水的系统。

下表显示了第H子部分系统所需的TOC去除量。原水TOC的典型范围为2 - 4 mg/L。正如您所料，随着原水TOC浓度的增加，去除率也会增加。然而，在许多情况下，为防止在输水系统中形成消毒副产物，在要求的目标外提高TOC去除率可能是有益的或者说是必要的。

表1.第H子部分系统所需的TOC去除率

TOC测定重要的两个位置是进水和出水。然而，有必要对更多位置进行监测，以充分反映从工厂到输水系统的整个过程。沉淀和过滤后的TOC测定至关重要。让我们来讨论一下如何测定TOC。

大量研究表明，TOC与三卤甲烷（THM）之间存在直接相关性。对于氯仿和溴化THM尤其如此。有科学证据表明，THM会对健康造成短期和长期影响。如果多年饮用三卤甲烷含量超过最大污染物水平（MCL）（超过EPA标准）的水，一些人的肝脏、肾脏或中枢神经系统可能会出现问题，而且患癌风险也会增加。TOC可以保持恒定，但反应性会发生变化。这似乎表明分子结构的变化有利于THM形成。这也意味着可能需要额外的处理步骤。

每个TOC分析仪均由以下四个部分组成。

图2.TOC分析的基本组成部分

赛莱默 9220总有机碳分析仪基于加热过硫酸盐氧化技术和NDIR检测技术。该技术符合标准方法5310C和EPA 514.3。

过硫酸盐反应是基于湿化学氧化，使用过硫酸钠或过硫酸铵（也简称为“过硫酸盐”）和正磷酸作为反应物，在98 ℃的反应器内将任何含碳有机分子转化为溶解的二氧化碳。

9220使用过硫酸钠和磷酸。过硫酸钠高度溶于水，并能形成几种作为强氧化剂的自由基。

下图显示了离子的氧化还原电位，从最高的2.87V氟离子到最低的0V氢离子。

表2.离子氧化还原电位

除了形成羟自由基外，还会形成其他高活性自由基。这些自由基包括硫酸根SO₄^- 和过硫酸根离子S₂O₈^2- 。所有这些物质结合起来可以使过硫酸盐成为一种非常强大的氧化剂。