DOC (opgeloste organische koolstof) is een belangrijke parameter bij de behandeling van industrieel water en afvalwater en geeft de concentratie aan van organische koolstofverbindingen die in opgeloste vorm aanwezig zijn in water. Deze parameter speelt een doorslaggevende rol bij de beoordeling van de waterkwaliteit, omdat organische verbindingen verschillende behandelingsprocessen beïnvloeden en een negatieve invloed kunnen hebben op de efficiëntie van de systemen.

Technische achtergrond en betekenis van DOC

DOC is een somparameter die alle opgeloste organische stoffen in water omvat. Dit omvat zowel natuurlijk voorkomende verbindingen, zoals humusstoffen en fulvozuren, als synthetische en antropogene verontreinigingen, zoals industriële chemicaliën, pesticiden en verontreinigende stoffen van afvalwaterbehandeling. DOC is vooral relevant bij de behandeling van drinkwater, omdat organische onzuiverheden de smaak en geur beïnvloeden en kunnen leiden tot de vorming van schadelijke bijproducten zoals trihalomethanen (THM) tijdens desinfectie met chloor.

DOC als indicator in waterbehandeling

Het meten van DOC is cruciaal voor het controleren van de efficiëntie van biologische en chemisch-fysische behandelingsprocessen. Een hoog DOC-gehalte in water kan de vorming van biofilms op membraanoppervlakken bevorderen, wat leidt tot biofouling. In biologische behandelingsprocessen dient DOC als indicator voor de afbreekbaarheid van organische stoffen en is het doorslaggevend voor de controle van actief slib of membraanbioreactoren.

Bepalingsmethoden van de DOC

De DOC wordt bepaald door de organische koolstofverbindingen te oxideren en vervolgens het resulterende kooldioxide (CO₂) te meten. Gangbare methoden zijn onder andere:

• Verbranding bij hoge temperatuur: In dit proces wordt het water geoxideerd bij hoge temperaturen (650-900 °C). De vrijgekomen koolstof wordt gemeten als CO₂ en weerspiegelt het DOC-gehalte. Deze methode wordt vooral gebruikt bij procescontrole en drinkwateranalyses.
• UV-persulfaatoxidatie: De organische verbindingen worden geoxideerd door bestraling met UV-licht en toevoeging van persulfaationen. Deze methode is bijzonder geschikt voor lage concentraties en gevoelige metingen.

De keuze van de methode hangt af van het type watermonster, de vereiste nauwkeurigheid en de specifieke vereisten van de toepassing.

Toepassingen en invloed van DOC op industriële water- en afvalwaterbehandelingsprocessen

1. Behandeling van drinkwater:

   • Een hoog DOC-gehalte in ruw water kan de vorming van desinfectiebijproducten bevorderen die mogelijk schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid. In drinkwaterbehandeling wordt DOC vaak verwijderd door actieve kool of biologische filters om deze risico's te minimaliseren.

2. Omgekeerde osmose en membraanfiltratie:

   • Opgeloste organische stoffen dragen bij tot de vorming van biofilms op membranen, wat bekend staat als biofouling. In omgekeerde osmose systemen kan een hoge DOC de efficiëntie aanzienlijk verminderen en de levensduur van het membraan verkorten. Voorbehandelingen zoals biofiltratie of het gebruik van aangroeiwerende middelen worden gebruikt om het risico op biofouling te verminderen.

3. Biologische afvalwaterbehandeling:

   • In biologische processen, zoals actief slib of membraanbioreactoren, dient de DOC als voedselbron voor micro-organismen. Een voldoende DOC-gehalte bevordert de microbiële afbraak en verbetert de prestaties van de biologische reactoren. In systemen met onvoldoende DOC kan het nodig zijn om organische stoffen toe te voegen om de bacteriepopulatie te stabiliseren en de afbraak van organische verbindingen te optimaliseren.

4. Behandeling van industrieel afvalwater:

   • Veel industrieel afvalwater, vooral van voedselverwerking, de farmaceutische industrie en chemische productie, bevat hoge DOC-waarden. Deze verbindingen kunnen giftig zijn of het zuurstofgebrek in stroomafwaarts gelegen wateren verhogen. Hier wordt de DOC verwijderd door processen zoals precipitatie en vlokvorming, biofiltratie of chemische oxidatieprocessen zoals Fentonproces specifiek gereduceerd.

5. Behandeling van koelwater:

   • Een verhoogd DOC-gehalte in het koelwater kan de groei van biofilms en micro-organismen bevorderen, wat leidt tot vervuiling in de koelcircuits. In open koelcircuits wordt de DOC gecontroleerd om het risico op aangroei en de efficiëntie van de koeling te optimaliseren. Hiervoor worden biociden of geschikte oxidatieprocessen gebruikt.