挑戰(zhàn)
一家食品飲料生產(chǎn)廠需要用更快速的技術(shù)方法來監(jiān)測工藝廢水的水質(zhì)變化,以便在進(jìn)行廢水生物處理時(shí)及時(shí)防范新建的厭氧消化池中的有機(jī)物含量激增。具體來說,位于美國肯塔基州的一家酒廠裝瓶車間在監(jiān)測廢水水質(zhì)異常時(shí)遇到了挑戰(zhàn)。酒廠還面臨著日益嚴(yán)格的廢水排放規(guī)則的限制。
一直以來,該食品飲料廠都是將樣品送到異地實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析,根據(jù)生物需氧量(BOD,Biological Oxygen Demand)來監(jiān)測廢水水質(zhì)。但此方法捕獲偏移事件的速度不夠快。食品飲料廠亟需一種新的連續(xù)監(jiān)測方法,該方法須能快速產(chǎn)生監(jiān)測結(jié)果,易與BOD相關(guān)聯(lián),確保流入?yún)捬跸氐挠袡C(jī)物流量穩(wěn)定。在厭氧消化過程中,如果有機(jī)物含量過高,就會抑制微生物生長,從而降低廢水處理效率。
酒廠裝瓶車間的各項(xiàng)工藝都會用到水,包括蒸餾、清潔、冷卻、發(fā)酵等工藝。酒廠使用的約88%的原材料都會最終轉(zhuǎn)化為廢物1,因此酒廠產(chǎn)生的廢水是餐飲業(yè)中具挑戰(zhàn)性的廢水之一。快速掌握廢水水質(zhì)信息,能夠使食品飲料廠迅速、自信地做出有助于提高廢水排放合規(guī)性和企業(yè)盈利的決策。
解決方案
這家食品飲料廠購置了在線型總有機(jī)碳(TOC,Total Organic Carbon)分析儀,加強(qiáng)了污染泄漏檢測,防止了在新建的厭氧消化池中發(fā)生有機(jī)物含量超標(biāo)的事件。
BOD分析是通過測量需氧量來間接測量有機(jī)物含量,TOC分析則是直接測量有機(jī)碳含量,后者更能幫助廠家了解廢水處理效果。BOD分析需5天方能得出結(jié)果,耗時(shí)太長,不利于廠家及時(shí)控制工藝。而TOC分析在短短幾分鐘內(nèi)即可量化樣品中的總有機(jī)污染物含量,能夠及時(shí)為廠家提供決策所需的數(shù)據(jù)依據(jù)。
主要優(yōu)點(diǎn)
用戶采用連續(xù)的TOC監(jiān)測,能夠深入了解廢水水質(zhì)變化
TOC數(shù)據(jù)有助于控制和改進(jìn)廢水處理工藝
實(shí)驗(yàn)證明,Sievers® TOC-R3能夠分析具有復(fù)雜基質(zhì)的樣品,幫助用戶延長生產(chǎn)時(shí)間
結(jié)果
TOC-R3對于工藝廢水中的有機(jī)物濃度變化有著高靈敏度,能夠?yàn)橛脩籼峁┛焖?、可靠的監(jiān)測結(jié)果。用戶采用TOC分析,可以得到實(shí)時(shí)監(jiān)測信息,從而更好地掌握廢水水質(zhì)變化規(guī)律,優(yōu)化厭氧消化池的性能。與BOD分析相比,TOC分析更有助于用戶迅速和自信地做出工藝控制決策。
監(jiān)測結(jié)果
食品飲料廠安裝了Sievers TOC-R3在線型TOC分析儀,進(jìn)行了為期3周的試運(yùn)行,期間連續(xù)監(jiān)測廢水水質(zhì)變化和有機(jī)物含量激增事件。TOC-R3對均化池前面的樣品(即排放到城市之前的廢水)進(jìn)行測量。在試運(yùn)行期間,我們還收集了BOD樣品,以對比和確認(rèn)TOC分析儀的監(jiān)測結(jié)果。
圖1:第2周的酒廠廢水
酒廠知道全天的水質(zhì)會不斷出現(xiàn)波峰和波谷,但如果不進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測,就無法知悉水質(zhì)變化的確切時(shí)間和變化量。此次試運(yùn)行結(jié)果表明,酒廠廢水的水質(zhì)根據(jù)生產(chǎn)活動而變化,無法預(yù)知一天中或一周中出現(xiàn)TOC峰值的確切時(shí)間。
結(jié)論
酒廠了解到,生產(chǎn)活動使廢水的水質(zhì)在整周內(nèi)上下波動,酒廠可以用連續(xù)的TOC分析來輕松監(jiān)測廢水水質(zhì)的變化。
由于原有BOD分析的局限性,酒廠目前正在廠區(qū)建造一座新的廢水處理設(shè)施,以監(jiān)測和處理有機(jī)物含量變化更大的廢水。該廢水處理系統(tǒng)將包括厭氧消化池和“事故水槽罐"。當(dāng)TOC分析儀檢測到廢水流中的有機(jī)物含量激增時(shí),酒廠就會立即將該廢水分流到事故水槽罐,然后將其稀釋到適合厭氧消化池的足夠安全的有機(jī)物濃度。
Sievers TOC-R3能夠處理具有復(fù)雜和多變基質(zhì)的食品飲料行業(yè)廢水樣品,且無任何維護(hù)難度。酒廠裝瓶車間安裝了在線型TOC分析儀,從而能夠更好地掌握廢水水質(zhì)的變化,確保對廢水進(jìn)行高效和健康的生物處理。
參考文獻(xiàn)
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Volume 222, 2019, Pages 323-332, ISSN 0045-6535.
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