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制糖是耗水量高的生產(chǎn)工藝，其中幾乎每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要用水,。例如,，在碾磨甘蔗時(shí)，必須將水噴灑在甘蔗上,，以盡量提取甘蔗汁液,。制糖廠用蒸汽輪機(jī)來(lái)碾磨甘蔗，每碾磨兩噸甘蔗,，就會(huì)消耗一噸水蒸汽,。糖漿的進(jìn)一步提純和結(jié)晶也要靠蒸汽驅(qū)動(dòng)的機(jī)器來(lái)完成。不難理解,，制糖廠（尤其是缺水地區(qū)的制糖廠）都會(huì)想方設(shè)法節(jié)約用水和再利用水,。

再利用水的一種可行辦法是，收集和冷凝鍋爐與其它工藝設(shè)備排出的熱蒸汽,。制糖廠在重新利用冷凝水之前,，通常會(huì)利用冷凝水的高溫來(lái)加熱分離的流體（例如提取的甘蔗汁或糖漿），以便進(jìn)行精加工,。充分利用熱能能夠節(jié)省成本,。制糖廠通過(guò)換熱器，在加熱流體的同時(shí)防止兩種流體混合,。冷卻后的冷凝水經(jīng)過(guò)處理,，可以用作工藝補(bǔ)給水甚至鍋爐給水。如此一來(lái),，制糖廠既充分利用了熱能,，又節(jié)省了用水,。

在實(shí)際生產(chǎn)中，換熱器的性能并非絕對(duì)可靠,，尤其是長(zhǎng)期和反復(fù)使用的換熱器,。由于金屬疲勞和腐蝕，換熱器中分隔兩種流體的金屬表面會(huì)出現(xiàn)針孔,，導(dǎo)致流體雙向泄漏,，給制糖廠造成損失。

其次,，流體泄漏會(huì)污染冷凝水,。一旦發(fā)生污染，制糖廠就不得不花費(fèi)額外的時(shí)間和費(fèi)用來(lái)處理被污染的冷凝水,，然后才能重新利用處理后的冷凝水,。但這樣做的前提是在經(jīng)濟(jì)上劃算，否則制糖廠只能被迫將被污染的冷凝水作為廢水排放掉,，不但無(wú)法節(jié)約用水,，還必須在排放前對(duì)被污染的冷凝水進(jìn)行成本更高的廢水處理。

如果要避免不必要的產(chǎn)品損失和防止設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,，盡早發(fā)現(xiàn)泄漏就變得至關(guān)重要,。然而，從本文隨后提供的數(shù)據(jù)中可以看到,，現(xiàn)今常用的監(jiān)測(cè)冷凝水質(zhì)量的方法無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到水中的有機(jī)雜質(zhì),。如果制糖廠繼續(xù)使用不合格的冷凝水，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)非常嚴(yán)重,。例如,，如果不合格的冷凝水被用作鍋爐給水，水中的雜質(zhì)會(huì)在高溫下氧化成有機(jī)酸,，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的pH值降到危險(xiǎn)地步,，制糖廠就不得不被迫進(jìn)行計(jì)劃外的鍋爐排污,。即使問(wèn)題沒(méi)到這么嚴(yán)重的程度，但隨著時(shí)間推移,，有機(jī)污染物會(huì)持續(xù)腐蝕鍋爐,，積聚沉淀物，從而縮短鍋爐的使用壽命,。為了將鍋爐恢復(fù)到可使用的狀態(tài),，制糖廠不得不對(duì)受損的鍋爐進(jìn)行昂貴、耗時(shí)的維修,，甚至被迫停產(chǎn),。

換熱器的泄漏會(huì)將有機(jī)污染物（例如提取的甘蔗汁、糖漿,、鍋爐燃油等）送進(jìn)冷凝水,，因此必須采用能夠快速檢測(cè)這些有機(jī)污染物的分析方法。使用常規(guī)的水質(zhì)參數(shù)（例如pH值和電導(dǎo)率）很難檢測(cè)到有機(jī)物的存在,，因?yàn)榇蠖鄶?shù)（如果不是全部）有機(jī)污染物在水中不會(huì)電離,，使被污染的水的pH值呈中性。而總有機(jī)碳（TOC）分析法能夠準(zhǔn)確測(cè)量水中所有共價(jià)鍵碳化合物的濃度,，及時(shí)提供冷凝水中有機(jī)污染物濃度的直接參數(shù),。TOC分析是一種快速、定量的測(cè)量方法,，能夠幫助制糖廠做出實(shí)時(shí)的,、基于測(cè)量數(shù)據(jù)的工藝決策，以有效管理冷凝水的再利用和排放,。

然后用Sievers InnovOx實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀（見(jiàn)圖1）測(cè)量加熱至40 °C ± 2以模擬制糖廠典型生產(chǎn)條件的加標(biāo)冷凝水。此款分析儀采用專業(yè)的超臨界水氧化技術(shù)（SCWO,，Super Critical Water Oxidation）,，對(duì)有機(jī)碳濃度的檢測(cè)范圍是50 ppb（µg/L）至 50,000 ppm（mg/L）。除了測(cè)量加標(biāo)冷凝水樣品的TOC濃度之外,，我們還測(cè)量了電導(dǎo)率,、氧化還原電勢(shì)（ORP，Oxidation Reduction Potential）,、pH值,。

圖1：用來(lái)測(cè)量加標(biāo)冷凝水樣品的

Sievers* InnovOx實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀

我們隨后分析了這兩種污染物加標(biāo)濃度的各種參數(shù)（TOC,、電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì),、pH值）,，如圖2-5所示。通過(guò)相關(guān)關(guān)系的線性和斜率,，可以深入了解這些水質(zhì)參數(shù)的對(duì)污染物濃度的響應(yīng)性和敏感性,。 

圖2a：不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)TOC

圖2b：不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)TOC

圖3a：不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率

圖3b：不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率

圖4a：不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)氧化還原電勢(shì)

圖4b：不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)氧化還原電勢(shì)

圖5a：不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)pH值

圖5b：不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)pH值

另一方面,，雖然兩種污染物的電導(dǎo)率都表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，但與整體數(shù)據(jù)相比,，在較低的供汁加標(biāo)濃度下的電導(dǎo)率線性稍差（見(jiàn)圖6）,。電導(dǎo)率測(cè)量的敏感性似乎也不足（較低的相關(guān)性斜率意味著電導(dǎo)率讀數(shù)的微小差異很容易被誤認(rèn)為工藝噪聲或被歸因于電導(dǎo)率傳感器或探頭本身的測(cè)量誤差）。

圖 6：當(dāng)供汁的加標(biāo)濃度較低時(shí)

電導(dǎo)率相關(guān)性的線性較差

與TOC和電導(dǎo)率相反,，我們無(wú)法建立氧化還原電勢(shì)的線性相關(guān)性。對(duì)于加入供汁的冷凝水,，氧化還原電勢(shì)測(cè)量值在加標(biāo)濃度低于100 ppm時(shí)呈較差的線性,，超過(guò)此濃度后氧化還原電勢(shì)趨于水平。在測(cè)量EFFET A液時(shí),，隨著污染物濃度的增加,，氧化還原電勢(shì)的趨勢(shì)變得不連貫，表明兩者沒(méi)有因果關(guān)系,。

我們同樣無(wú)法看到冷凝水的pH值與污染物的加標(biāo)濃度之間的線性相關(guān)性,。pH值的實(shí)測(cè)結(jié)果只能被繪成對(duì)數(shù)函數(shù)，這表明用pH值來(lái)檢測(cè)冷凝水中的有機(jī)污染物的靈敏性和實(shí)用性皆都不足,。