挑戰(zhàn)

　　一家乙烯生產(chǎn)廠尋求改進(jìn)廢水處理工藝的性能和監(jiān)測。來自生產(chǎn)設(shè)備的廢水在提升站匯合之后，流進(jìn)均質(zhì)池（EQ池）。在廢水進(jìn)入“溶氣氣浮（DAF，Dissolved Air Floatation）”系統(tǒng)之前，操作人員向水中添加處理化學(xué)品，調(diào)整水的pH值。處理后的水被送到生物處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理，然后被澄清、排放。

　　工廠每天要在排放口取樣，用生物化學(xué)需氧量（BOD，Biochemical Oxygen Demand）進(jìn)行分析。BOD和水的其它測量數(shù)據(jù)用于合規(guī)測試，計算出工廠排放的有機(jī)物總量。然而工廠無法使用報告為“未檢出（ND，Non-Detect）”結(jié)果的低BOD值。另一個難題是BOD分析要求5天的報告時間，這一時間滯后使BOD分析無法實(shí)際應(yīng)用于處理工藝的監(jiān)測和優(yōu)化。

　　解決方案

　　工廠采用分析監(jiān)測方案來優(yōu)化水處理工藝，以減少有機(jī)物排放量。雖然BOD分析對時間的要求使得該分析法失去實(shí)際應(yīng)用價值，但可以利用BOD和TOC之間的關(guān)系在每個取樣點(diǎn)建立兩者的相關(guān)性。用這些相關(guān)系數(shù)進(jìn)行總有機(jī)碳（TOC，Total Organic Carbon）分析，報告近乎實(shí)時的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在幾分鐘內(nèi)即可預(yù)測出“相關(guān)生化需氧量（BODC，Biochemical Oxygen Demand-Correlated）”數(shù)據(jù)。

　　在建立相關(guān)性時，需要有取樣計劃來定義樣品采集和數(shù)據(jù)分析。在操作現(xiàn)場，工廠用InnovOx實(shí)驗(yàn)室型TOC分析儀來報告相關(guān)性的初始數(shù)據(jù)。當(dāng)成功建立相關(guān)性后，工廠隨時可以將分析模式轉(zhuǎn)換為在線分析。

　　工廠選擇3個取樣點(diǎn)來決定過程操作，并比較TOC和BOD數(shù)據(jù)（見表1）。

　　由于BOD分析數(shù)據(jù)是非線性的，因此要求分別導(dǎo)出BOD和TOC樣品在每個取樣點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)。

　　每天多次取樣，能夠提高相關(guān)性的準(zhǔn)確度。在此次研究中，工廠監(jiān)測3個測試點(diǎn)，在2周內(nèi)共提取7份樣品。

　　第一個取樣點(diǎn)位于提升站之后和均質(zhì)池之前，所取樣品來自穩(wěn)定的進(jìn)水。測量數(shù)據(jù)如表2所列。

　　任何明顯的異常值都被前后BOD的平均值所代替，從而將相關(guān)系數(shù)從0.675提高到0.923。對于廢水來說，高于0.5的相關(guān)系數(shù)都可用。表2中的BODC值是用實(shí)測BOD和TOC值之間的關(guān)系計算出的BOD值。

　　進(jìn)水的BOD和TOC的相關(guān)性非?？煽浚虼丝梢杂肨OC來替代BOD（見圖1）。

　　最終澄清池出水處的第2個取樣點(diǎn)的測量結(jié)果顯示，如果濃度過低，就無法確定BOD值（見表3）。

　　雖然用TOC分析法測得的碳量變化了8倍，但BOD的靈敏度仍達(dá)不到定量數(shù)據(jù)的要求。表3中的BOD數(shù)據(jù)顯示，在7個樣品中，有2個樣品無法被定量，被報告為“未檢出”。其它5個BOD樣品之間的數(shù)據(jù)偏差在+/-4%以內(nèi)，在統(tǒng)計上難以進(jìn)行區(qū)分。出水的BOD只能用于進(jìn)行合格/不合格測試。

　　深度處理池的BOD數(shù)據(jù)（見表4）均被報告為“未檢出”，因此無法建立同TOC的相關(guān)性。盡管BOD被報告為“未檢出”，但TOC數(shù)據(jù)仍是準(zhǔn)確的、精確的、線性的。

　　結(jié)論

　　這家乙烯生產(chǎn)廠成功地用TOC分析法來監(jiān)測廢水處理工藝。他們得到的進(jìn)水相關(guān)系數(shù)非常可靠，因此可以用近乎實(shí)時的TOC分析法代替常用的5日BOD測試法。

　　有機(jī)碳測量結(jié)果是最可信的廢水排放數(shù)據(jù)。TOC分析法能夠直接測量出水中的低ppm有機(jī)碳，因此是更可靠的監(jiān)測和優(yōu)化工具。操作人員可以根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)對可能出現(xiàn)的問題做出快速反應(yīng)、及時采取糾正措施。

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