案例概述
一家工業(yè)制造商用Sievers®在線總有機碳TOC分析儀改進了廢水處理工藝,提高了廢水排放合規(guī)性。
該工廠監(jiān)測多處廢水水質,監(jiān)測點從廢水進水池,到均化池、分流池、處理池,最后到出水池。全面的監(jiān)測加強了工廠對廢水處理工藝的掌控,提高了排放合規(guī)性,同時使工廠對工藝的多變性有了深入了解。
流進廢水的TOC范圍是1500-2500 ppm,流出廢水的TOC通常是5-6 ppm,因此工廠亟需Sievers分析儀這樣的強有力監(jiān)測工具來同時檢測高濃度和低濃度廢水,并得到可靠的檢測數據。
此外,Sievers分析儀團隊還提供技術支持,極大縮短了工廠停機時間,使工廠操作人員能夠專注于工藝優(yōu)化。快速、準確的監(jiān)測結果使操作人員能夠迅速做出基于數據的決策,避免排放處罰,改進工藝。
案例背景
一家化工廠希望實施先進的操作和維護計劃,以改進其廢水處理設施。改進過程成功與否,取決于工廠能否得到可靠的實時監(jiān)測數據作為廢水處理決策的依據,以保證排放合規(guī)性和廢水水質,避免排放處罰。
這家工廠為快速發(fā)展的建筑和采礦業(yè)提供服務,并堅持安全、合規(guī)、環(huán)保的經營理念。危險化學品的生產要求工廠必須有嚴格的工藝安全管理、程序控制、工程方法來保護工人安全和生產環(huán)境。對環(huán)保的重視也使工廠致力于減少環(huán)境污染和保護生物多樣性。
“清潔水法(Clean Water Act)"要求確保在工業(yè)生產活動中排放的廢水不會危害國家水道。因此工業(yè)制造商必須遵守廢水排放標準,滿足排放許可要求。這家工廠投入大量資金來改進其廢水處理計劃,其中包括采用先進的水質監(jiān)測技術,以實現排放達標和優(yōu)化運營。
挑戰(zhàn)
可以通過正確的工藝監(jiān)控來有效提高廢水處理效率。必須對處理前的廢水、處理過程中的廢水、即將排放的廢水進行多點全面監(jiān)測,才能滿足排放標準、保護環(huán)境水體健康。
對于工藝監(jiān)控來說“化學需氧量"測量法不切實際
雖然很多工業(yè)排放標準都以“化學需氧量(COD,Chemical Oxygen Demand)"作為衡量污染的標準,但對于工藝監(jiān)控來說,COD測量法是不切實際的。這是因為COD法不能對廢水水質變化做出及時反應(每次COD測量都需2-3小時才能完成),而且COD法需要使用危險化學品。COD法的測量結果也容易受干擾,因為COD法測量的是樣品對氧的化學攝取量,而影響氧的攝取量的物質種類很多,也包括無機物。
工廠需要能夠測量具有挑戰(zhàn)性基質的樣品并提供實時監(jiān)測結果的分析工具
總有機碳(TOC,Total Organic Carbon)法則直接測量在整個廢水處理過程中的有機物,包括有機物的分離和去除結果。TOC法在短短幾分鐘內即可為工廠的實時決策提供數據依據。
由于上述挑戰(zhàn),工廠須建立起有力的支持計劃作為成功的保證,該計劃不僅包括使用分析性能穩(wěn)定的TOC分析儀,還包括為現場分析儀提供技術支持,以使工廠的生產人員能夠專注于生產活動,而不用分心于監(jiān)測設備。
解決方案
Sievers在線型TOC分析儀能夠檢測具有挑戰(zhàn)性基質的樣品,提供能夠滿足化工企業(yè)的高難度要求的最佳性能。Sievers分析儀團隊還提供強有力的服務與合作計劃,確保延長工廠的生產時間,并大程度地減少儀器的維護需求。
Sievers® InnovOx在線TOC分析儀,采用超臨界水氧化法,檢測范圍:50 ppb-50000 ppm
Sievers® TOC-R3在線TOC/TN/VOC分析儀,采用高溫燃燒法(無需催化劑),TOC檢測范圍:0-50000 ppm
此解決方案能夠檢測大量的懸浮固體、鹽類、不同pH值的廢水、以及各種有機污染物。工廠通過以太網連接來監(jiān)測TOC數據和分析儀的運行狀況。分析儀配備了簡便的廢水取樣器,可以通過被動逆流過濾來去除大顆粒物,防止取樣管被堵塞。整套解決方案為工廠提供精準的監(jiān)測數據,具有可靠性。
圖1:廢水處理和工藝監(jiān)測概覽圖
工廠需要對廢水處理工藝的各個關鍵點進行監(jiān)測,以檢查廢水處理性能和排放水的水質。監(jiān)測點包括:廢水進水池、分流池、均化池、出水池1和出水池2,這些地方的TOC范圍從5 ppm至2500 ppm不等。
工廠用“TOC到COD"轉換模型來計算COD值,用相關系數在TOC分析儀上報告COD值。工廠將計算結果用于工藝邏輯決策,以及評估處理后的廢水是否達到排放標準。圖1是廢水處理和工藝監(jiān)測流程圖,此方案能夠應對流進廢水的復雜多變性,并確保流出廢水滿足排放標準。
工廠用結果數據和建立的COD:TOC相關性來跟蹤監(jiān)控廢水處理和排放。指示性參數為工廠提供穩(wěn)定可靠的數據,成為工藝決策的依據。
工廠先對廢水進行生物處理,然后進行氯化以將已有的氨變成氯胺,最后進行脫氯以去除氮,此流程改進了廢水處理工藝。工廠還進行碳吸收來進一步去除殘留的污染物,最后將流出廢水的污染降至5 ppm左右。
均化池和分流池對于工藝管理來說至關重要,這是因為流進的廢水會在生產周期之間變化。流進廢水的流量和污染度會因化學品生產輪班、冷卻水排污、過濾器反沖洗、使用機器以及其它諸多因素而異。為了保證廢水處理效率,生物處理床必須健康穩(wěn)定,可以通過調整來確保微生物的健康狀況。在進行生物處理之前,可以先對分流池進行計量,然后將分流池的水與均化池的水混合。除了用TOC法來測量碳含量之外,工廠還用ATP(三磷酸腺苷)測試來評估細菌的健康狀況。所有得到的參數幫助工廠直接掌握正確的“食物對微生物的比例(F:M,Food to Microorganism)",從而實現工藝優(yōu)化。
結論
一家工業(yè)制造商改進廢水處理工藝,并進行實時工藝監(jiān)測,從而提高了廢水排放合規(guī)性,并對工藝有了深入了解。決定排放合規(guī)性的主要因素是工業(yè)生產過程和冷卻水排污過程中產生的有機物,因此COD被用作重要的合規(guī)性標準。然而COD是難以實時得到的參數,因為每次COD測量都需要2-3小時才能完成,并且需要使用危險化學品。而監(jiān)測TOC并為監(jiān)測點建立“TOC到COD"的相關性,能使工藝監(jiān)測和廢水處理決策變得簡單。工廠的操作人員使用Sievers在線TOC分析儀以及Sievers應用服務工程師提供的技術支持,能夠自信地做出正確的工藝決策。
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