Er zijn verschillende parameters beschikbaar om de vervuilingsgraad van afvalwater te bepalen, waaronder chemisch zuurstofverbruik (CZV) en totale organische koolstof (TOC). De traditionele COD-parameter, die al enige tijd onderwerp is van controversiële discussies, wordt steeds meer vervangen door de modernere en milieuvriendelijkere TOC-parameter.

Dit blogartikel gaat dieper in op de verschillen tussen CZV en TOC, hun respectieve voor- en nadelen en het toenemende belang van TOC als voorkeursloodparameter bij wateranalyses.

Analysemethode

COD

Het chemisch zuurstofverbruik (COD) kwantificeert de zuurstoftoevoer die nodig is om alle oxideerbare stoffen in een watermonster effectief te oxideren. Hiervoor wordt een monster van het te analyseren water genomen en behandeld met een zwavelzuuroplossing op basis van kwik. Vervolgens wordt een gespecificeerde hoeveelheid oxidatiemiddel, zoals kaliumdichromaat, toegevoegd en wordt het mengsel onder refluxomstandigheden tot hoge temperaturen verhit.

Tijdens dit proces wordt chroom(VI) gereduceerd tot chroom(III). Als de reactie is voltooid, wordt de hoeveelheid niet-gereageerde dichromaationen gemeten door titratie of fotometrische methoden. Uit de hoeveelheid verbruikt dichromaat kan afgeleid worden hoeveel zuurstof er nodig is om de oxideerbare componenten in het monster te oxideren, wat de COD-waarde bepaalt.

TOC

Totale organische koolstof (TOC) meet de totale concentratie koolstof die aanwezig is in organische verbindingen in een watermonster. Om dit te bepalen wordt een watermonster eerst gemengd met een mineraal zuur, meestal zoutzuur, om anorganische vormen van koolstof, zoals carbonaten of waterstofcarbonaten, te verwijderen.

Het kooldioxide dat vrijkomt door de toevoeging van zuur wordt vervolgens verwijderd met behulp van spoelgas. Voor verdere analyse wordt een bepaald aliquot van het monster over een hete katalysator in een zuurstofrijke gasstroom verbrand. De organische stoffen oxideren tot CO2, dat via een draaggas naar een NDIR-detector wordt geleid waar het wordt gedetecteerd.

Voor- en nadelen van beide parameters

De trend om het chemisch zuurstofverbruik (COD) te vervangen door de totale hoeveelheid organische koolstof (TOC) als belangrijkste parameter bij wateranalyses kan door verschillende factoren worden verklaard:

Gevoeligheid en nauwkeurigheid

TOC-analyses zijn vaak gevoeliger en nauwkeuriger dan COD-analyses. Ze kunnen organische verbindingen rechtstreeks meten, terwijl COD een indirecte meting is gebaseerd op de oxidatie van oxideerbare stoffen. Dit betekent dat niet-organische stoffen ook worden opgenomen in de COD-meting. Bij de TOC-analyse wordt de oxidatie van de koolstof in de organische stoffen gevolgd door de meting van hetCO2-gehalte in een draaggas.

Tijd- en kostenefficiëntie

TOC-analyses kunnen over het algemeen sneller worden uitgevoerd dan COD-tests. Terwijl COD-analyses volgens de norm meer dan 120 minuten in beslag nemen, kan een TOC-analyse in slechts enkele minuten worden uitgevoerd. Daarnaast zijn er voor het uitvoeren van TOC-analyses vaak minder chemicaliën en verbruiksmaterialen nodig, wat resulteert in lagere operationele kosten.

Milieuvriendelijkere analyse

Bij het analyseren van COD wordt zuur afvalwater geproduceerd dat verontreinigd is met zware metalen (bv. kwik en chromaat). TOC-analyses vereisen minder gebruik van chemicaliën, wat het risico op blootstelling en ongevallen vermindert en de milieu-impact van laboratoriumafval vermindert.

In het algemeen bieden TOC-analyses een aantal voordelen ten opzichte van COD-analyses, wat verklaart waarom ze steeds vaker worden gebruikt als de belangrijkste loodparameter bij wateranalyses.

Voor- en nadelen van beide parameters

In sommige bijlagen van de Duitse afvalwaterverordening (AbwV) is TOC al een relevante afvalwaterparameter. Deze omvatten bijvoorbeeld

  • Bijlage 13: Vervaardiging van spaanplaat, vezelplaat of matten van houtvezels
  • Bijlage 19: Pulpproductie
  • Bijlage 22: Chemische industrie
  • Bijlage 28: Vervaardiging van papier, karton of karton
  • Bijlage 33: Reiniging van rookgassen van afvalverbranding
  • Bijlage 38: Textielproductie, textielafwerking
  • Bijlage 39: Productie van non-ferrometalen
  • Bijlage 45: Aardolieraffinage
  • Bijlage 47: Reiniging van rookgassen van stookinstallaties

Conclusie

Er kan worden aangenomen dat de totale hoeveelheid organische koolstof (TOC) in de komende jaren steeds meer de chemische zuurstofvraag (COD) als belangrijkste parameter zal vervangen.