威立雅Sievers分析儀
乙烯廢水工藝控制中成功關(guān)聯(lián)BOD和TOC
檢測(cè)樣品:廢水
檢測(cè)項(xiàng)目:TOC
方案概述: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(cè)。來(lái)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?。―AF,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。
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(cè)。來(lái)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?。―AF,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(cè)量數(shù)據(jù)用于合規(guī)測(cè)試,計(jì)算出工廠排放的有機(jī)物總量。然而工廠無(wú)法使用報(bào)告為“未檢出(ND,Non-Detect)”結(jié)果的低BOD值。另一個(gè)難題是BOD分析要求5天的報(bào)告時(shí)間,這一時(shí)間滯后使BOD分析無(wú)法實(shí)際應(yīng)用于處理工藝的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化。
解決方案
工廠采用分析監(jiān)測(cè)方案來(lái)優(yōu)化水處理工藝,以減少有機(jī)物排放量。雖然BOD分析對(duì)時(shí)間的要求使得該分析法失去實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,但可以利用BOD和TOC之間的關(guān)系在每個(gè)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(bào)告近乎實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),在幾分鐘內(nèi)即可預(yù)測(cè)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(shí),需要有取樣計(jì)劃來(lái)定義樣品采集和數(shù)據(jù)分析。在操作現(xiàn)場(chǎng),工廠用InnovOx實(shí)驗(yàn)室型TOC分析儀來(lái)報(bào)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(shí)可以將分析模式轉(zhuǎn)換為在線分析。
工廠選擇3個(gè)取樣點(diǎn)來(lái)決定過(guò)程操作,并比較TOC和BOD數(shù)據(jù)(見(jiàn)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(gè)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(cè)3個(gè)測(cè)試點(diǎn),在2周內(nèi)共提取7份樣品。
第一個(gè)取樣點(diǎn)位于提升站之后和均質(zhì)池之前,所取樣品來(lái)自穩(wěn)定的進(jìn)水。測(cè)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(duì)于廢水來(lái)說(shuō),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(cè)BOD和TOC值之間的關(guān)系計(jì)算出的BOD值。
進(jìn)水的BOD和TOC的相關(guān)性非??煽?,因此可以用TOC來(lái)替代BOD(見(jiàn)圖1)。
最終澄清池出水處的第2個(gè)取樣點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果顯示,如果濃度過(guò)低,就無(wú)法確定BOD值(見(jiàn)表3)。
雖然用TOC分析法測(cè)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(gè)樣品中,有2個(gè)樣品無(wú)法被定量,被報(bào)告為“未檢出”。其它5個(gè)BOD樣品之間的數(shù)據(jù)偏差在+/-4%以內(nèi),在統(tǒng)計(jì)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(cè)試。
深度處理池的BOD數(shù)據(jù)(見(jiàn)表4)均被報(bào)告為“未檢出”,因此無(wú)法建立同TOC的相關(guān)性。盡管BOD被報(bào)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(lái)監(jiān)測(cè)廢水處理工藝。他們得到的進(jìn)水相關(guān)系數(shù)非??煽?,因此可以用近乎實(shí)時(shí)的TOC分析法代替常用的5日BOD測(cè)試法。
有機(jī)碳測(cè)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(cè)量出水中的低ppm有機(jī)碳,因此是更可靠的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化工具。操作人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題做出快速反應(yīng)、及時(shí)采取糾正措施。
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