TOC Analiz Cihazı Seçme Kriterleri

Transkript

1 TOC Analiz Cihazı Seçme Kriterleri Aquous conductivity prensibi; Okside olabilen karbonlar molekül ağırlığı küçük karbonlardır ve belli bir dalga boyunda UV ışığı ile okside olabilirler. İletkenlik prensibine göre çalışan cihazların dayandığı kimyasal tepkime aşağıda belirtilmiştir. UV H 2 O 2OH + H 2 OH + C x H y O z C a H b COOH + CO 2 Bu tepkimeler sonucu ortaya çıkan CO 2 suyun iletkenliğini artırmaktadır. Ve bu prensibe göre çalışan cihazlar, sudaki iletkenlik değişimini baz alarak ölçüm yapmaktadırlar ve patentlidirler. Ölçüm patentleri aşağıdaki gibidir. Citing Patent Filing date Issue date Original Assignee Title US Jan 10, 1984 Dec 2, 1986 Anatel Instrument US Aug 2, 1984 May 19, 1987 Anatel Instrument Instrument for measurement of the organic carbon Instrument for measurement of the organic carbon US Aug 6, 1986 Oct 4, 1988 Servomex Method and apparatus for measuring dissolved organic carbon in a water sample US Dec 5, 1986 Sep 19, 1989 Anatel Instrument for measurement of the organic carbon US Apr 21, 1989 Jul 2, 1991 Otto Sensors Method for fabricating a channel device and tube connection US Nov 7, 1988 Sep 10, 1991 Anatel Instrument for measurement of the organic carbon US Mar 26, 1990 Nov 26, 1991 The Babcock & Wilcox Aqueous carbon dioxide monitor US Jul 20, 1990 May 12, 1992 I Stat Method for analytically utilizing microfabricated sensors during wet-up Yeniköy Mah. Güzelce Ali Paşa Cad. 45 / 1 Yeniköy / Sarıyer / İstanbul

2 US Mar 2, 1990 Jul 21, 1992 Sievers Instruments, Inc. US Jul 12, 1991 Dec 15, 1992 The Babcock & Wilcox Method and apparatus for the determination of dissolved carbon in water Method for monitoring aqueous carbon dioxide US Sep 10, 1991 Jan 4, 1994 Anatel Instrument and method for measurement of the organic carbon US US Dec 29, 1992 May 17, 1994 Umpqua Research Apr 16, 1992 Aug 22, 1995 Sievers Instruments, Inc. Total organic carbon (TOC) and total inorganic carbon (TIC) calibration system Method for the determination of dissolved carbon in water US Jun 1, 1994 Jan 2, 1996 Huls Aktiengesellschaft Method for determining decomposable organic carbon compounds present in a geseous phase US Jun 7, 1995 Jul 2, 1996 HULS Aktiengesellschaft Apparatus for determining decomposable organic carbon compounds present in a gaseous phase US Sep 8, 1995 Oct 22, 1996 Shimadzu Apparatus for measuring total organic carbon US Oct 31, 1994 Jul 1, 1997 Umpqua Research Process for analyzing CO.sub.2 in seawater US Dec 14, 1994 Oct 14, 1997 Anatel Cell and circuit for monitoring photochemical reactions AQUEOUS (Sulu) CONDUCTIVITY PARTIAL (Kısmi) OKSİDASYON SU Giriş İletkenlik Sensörü İletkenlik Sensörü UV 184 ATIK Bu şemada görüldüğü gibi, su sürekli akış halindedir ve UV şiddetine maruz kalmadan ve okside olmadan önce, iletkenliği okunmakta ve sonrasında UV den geçmekte ve okside olmaktadır. Okside olduktan sonra iletkenliği tekrar ölçülerek ilk iletkenlik değerinden çıkarılarak ve uygun hesaplama ile TOC değeri bulunur. Burada doğru ölçüm için, UV lambanın şiddeti önemlidir. Sürekli bir akış olduğu ve UV lambanın kullanım ömrüne göre şiddeti düştüğü için çok sık UV lamba değişimine ihtiyaç vardır. Ayrıca, 2 adet iletkenlik sensörü kullanıldığı için ve bu tür sensörlerde sık sapmalar olduğu için, bu sensörlerin, sık sık kalibre edilmeleri gerekmektedir. Aşağıdaki şekillerde iletkenlik sensörlerin sapma biçimleri gösterilmiştir.

3 İDEAL İDEAL SAPMA İDEAL OLMAYAN SAPMA İletkenlik sensörlerinde ideal olmayan bir sapma olduğunda, ölçüm de yanlış ölçüm alınmaktadır. Hatta bazen TOC değeri, eksi çıkabilmektedir. MEMBRAN CONDUCTIVITY OKSIDATON METOD Su Giriş İletkenlik sensörü 1 UV 184 nm DI LOOP Membrane Membrane T.C. İLETKENLİK SENSÖRLERİ 2 3 T.I.C. ATIK SU

4 T.C. = Toplam Karbon T.I.C. = Toplam İnorganik Karbon T.O.C. = Toplam Organik Karbon T.C. = T.I.C + T.O.C. Bu metoda göre ölçüm alan cihazlarda (Partial Oksidasyonda ki gibi) su girişinde iletkenlik ölçülmekte ve sonra su 2 ye bölünmektedir. Sürekli su akışının olduğu bu 2 su yolunun 1 tanesi, UV den geçmekte ve burada Toplam Karbonlar ölçülmektedir. 2. Yolda ise, hiçbir oksidasyon olmadığı varsayılarak, Toplam Inorganik Karbonlar ölçülmektedir. Her 2 yolda da Deiyonize su referans alınmakta ve DI suya göre ölçüm alınmakta ve Toplam Karbondan, Toplam Inorganik Karbonu çıkararak, TOC değeri bulunur. Şemaya göre 3 ayrı İletkenlik sensörü kullanılmakta ve sürekli bir su akışı olmaktadır. Burada doğru ölçüm için, UV lambanın şiddeti önemlidir. Sürekli bir akış olduğu ve UV lambanın kullanım ömrüne göre şiddeti düştüğü için çok sık UV lamba değişimine ihtiyaç vardır. Ayrıca, 3 adet iletkenlik sensörü kullanıldığı için ve bu tür sensörlerde sık sapmalar olduğu için, bu sensörlerin, sık sık kalibre edilmeleri gerekmektedir. Aşağıdaki şekillerde iletkenlik sensörlerin sapma biçimleri gösterilmiştir. İDEAL İDEAL SAPMA İDEAL OLMAYAN SAPMA İletkenlik sensörlerinde ideal olmayan bir sapma olduğunda, ölçüm de yanlış ölçüm alınmaktadır. Hatta bazen TOC değeri, eksi çıkabilmektedir. Ayrıca, CO 2 geçirgen membranlar, suyun ph ı yükseldikçe geçirgenliği artmaktadır. Bu yüzden, kalibrasyon standartlarının asidik olması istenmektedir. Fakat, TOC ölçümü yapılacak noktada suyun, USP ve EP ye göre ph arasında olmalıdır. Yani, nötüre doğru olması istenmektedir. Asidik ortamda kalibrasyon yapılıp, Nötr suda ölçüm almak soru (?) işaretidir. AQUEOUS (Sulu) CONDUCTIVITY COMPLETE (Tamamen) OKSİDASYON METODU SU GİRİŞ UV 184 nm İletkenlik Sensörü Atık Su Ti 2 O Katalizör

5 Bu prensiple çalışan cihazlarda su, ölçüm hücresine hapsedilir ve UV Lamba standby dayken NIST sertifikalı resistor ile kalibre edilmiş iletkenlik ölçer ile iletkenliği ölçülmektedir. (Bu özelliği nedeni ile USP 645 te istenilen, iletkenlik ölçüm normlarına da uygundur.) Daha sonra, UV Lamba aktif hale geçmekte ve hapsedilen su, Ti 2 0 katalizör yardımı ile oksidasyona başlamaktadır. Oksidasyon sırasında açığa çıkan CO 2 iletkenliği değiştirmekte ve bu değişim, aynı iletkenlik ölçerle ölçülmektedir. (Herhangi bir sarf malzeme kullanmaz) CO 2 Üretimi ve iletkenlik ilişkisi aşağıda grafik olarak verilmiştir. İletkenlik (S) End Point (Tüm karbonların okside olmuş hali) UV-On (Oksidasyon gerçekleşiyor) UV Off (Standby) Eğim _ Zaman (t) Tüm okside olabilen karbonlar, okside olduğunda, CO 2 üretmeyeceği için, iletkenlik değişimi durmakta ve bu nokta, (End Point) son nokta olmaktadır. Cihaz son noktayı algıladığında, UV lambayı devre dışı bırakarak, hapsedilmiş suyu serbest bırakmaktadır. Bu metod ile ölçüm alan cihazlarda UV Lamba şiddeti çok önemli olmamakta ve yılda 1 defa değiştirilmesi yeterli olmaktadır. Ayrıca, tek bir iletkenlik ölçüm sensörü olduğu için, sapmanın bir önemi olmamaktadır. (İletkenlik sensörü, NIST sertifikalı resistor ile yılda 1 kalibre edilmektedir)