對(duì)化工企業(yè)而言，工業(yè)廢水管理有利于提高效率,，從而獲得更多機(jī)遇,。
在制造業(yè)中，水起到至關(guān)重要的作用,，可用于處理,、加熱、冷卻,、清洗或作為產(chǎn)品的重要成分,。然而，工業(yè)用水中有90%或以上最終將成為廢水1,。在再利用或排放到環(huán)境之前進(jìn)行廢水處理通常會(huì)產(chǎn)生大量成本,，但有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生機(jī)遇。隨著能源和材料成本不斷的提高,，且消費(fèi)者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求也越來越高,，全球有越來越多的行業(yè)面臨著可持續(xù)性方面的問題。通過處理有毒的廢水,，化工企業(yè)可減少其水足跡并提高水的再利用率,，從而實(shí)現(xiàn)更好的整體水管理。
對(duì)于在缺水和干旱對(duì)生產(chǎn)造成威脅的地區(qū)運(yùn)營(yíng)的化工企業(yè)來說,，水的回用尤其重要,。此外,，有毒物質(zhì)排放可能會(huì)影響公司的聲譽(yù)，公眾會(huì)要求問責(zé)并采取行動(dòng)糾正這種情況,，包括更好的環(huán)境保護(hù),。
然而，在廢水管理方面,，成本始終是化工企業(yè)的考慮因素之一,。因此，盡量減少?gòu)U水量成為減少?gòu)U水處理成本的最佳途徑,。廢水處理可根據(jù)流量和污染負(fù)荷,，并結(jié)合排水質(zhì)量要求，組合運(yùn)用生物,、化學(xué)和物理等處理手段?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)水回收的投資可以快速抵消排放罰款和取水成本。這就是整個(gè)工廠的總體水足跡和水成本發(fā)揮作用的地方,。為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)水回用,，通常需要采用紫外（UV）、離子交換,、活性炭,、反滲透等先進(jìn)的處理技術(shù)。水處理的要求通常取決于回收水的目的,，比如：冷卻水的水質(zhì)要求低于鍋爐給水,。
水處理策略與實(shí)踐
各種指導(dǎo)方針旨在限制制造業(yè)排放，鼓勵(lì)工業(yè)更高效,、更可持續(xù)地運(yùn)營(yíng),。例如歐盟成員國(guó)的工業(yè)排放指令，提出最佳可行技術(shù)（BAT,，Best Available Techniques）和相關(guān)排放水平（AEL,，Associated Emissions Levels），以指導(dǎo)各部門如何實(shí)現(xiàn)合規(guī)和改進(jìn),。同樣,，美國(guó)《清潔水法案（Clean Water Act）》，也在不斷發(fā)展,，以推動(dòng)廢水處理的改進(jìn),，避免污染或有毒事件。在企業(yè)層面,，很多公司目前發(fā)布了環(huán)保項(xiàng)目和長(zhǎng)期水質(zhì)目標(biāo),，并定期更新最新進(jìn)展。雖然有部分目標(biāo)可能相對(duì)較低,，但對(duì)于股東,、客戶以及當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)而言是負(fù)責(zé)任的表現(xiàn),。
其中一項(xiàng)關(guān)鍵BAT技術(shù)是在關(guān)鍵位置監(jiān)測(cè)關(guān)鍵工藝參數(shù)。出水口過往是監(jiān)測(cè)位置,，但只有在上游增設(shè)監(jiān)測(cè)才能真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和成本節(jié)約,。為實(shí)現(xiàn)排水合規(guī)，必須確定廢水的來源及其對(duì)廢水處理造成的影響,。
運(yùn)營(yíng)方應(yīng)創(chuàng)建工廠的水足跡圖,，以確定可能存在污染的區(qū)域以及有優(yōu)化潛力的區(qū)域。然后,，可根據(jù)水足跡圖增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),，獲取相關(guān)重要數(shù)據(jù)并做好水處理決策,。通過水足跡圖,，工廠可確定目前的“痛點(diǎn)"并確保理解數(shù)據(jù)的目的所在。收集整個(gè)工廠的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)通常是一個(gè)很好的起點(diǎn),。最初,，如果多臺(tái)工藝裝置間沒有變化，則可以認(rèn)為它們是非關(guān)鍵點(diǎn),。但是,，當(dāng)處理階段或處理步驟導(dǎo)致水質(zhì)或水量發(fā)生顯著變化時(shí)，運(yùn)營(yíng)方應(yīng)將其視為關(guān)鍵控制點(diǎn),。
為確定需監(jiān)測(cè)的參數(shù),，除了原水和排水的質(zhì)量之外，工廠需要仔細(xì)研究現(xiàn)場(chǎng)的處理方式和產(chǎn)品,。如,，在化工行業(yè)中，基礎(chǔ)化學(xué)品或大宗化學(xué)品為塑料和聚合物,，通常是能源行業(yè)和消費(fèi)品的重要材料,。因?yàn)樵牧蠟橛袡C(jī)化合物，所以此類化學(xué)品制造排放的廢水通常含有較高含量的有機(jī)物,，而且隨生產(chǎn)發(fā)生劇烈變化,。因此，為符合相關(guān)法規(guī)要求,，很多制造商均設(shè)計(jì)采用緩沖罐來處理高濃度和低濃度,。
在特種化學(xué)品方面，材料由氮,、硫,、氯化合物等無機(jī)物制成。有時(shí),，環(huán)境或加工過程中的有機(jī)化合物會(huì)干擾純度或加工效率,。例如,，氯堿生產(chǎn)使用飽和鹽水和膜電解來生產(chǎn)氯和相關(guān)產(chǎn)品?；厥整}水存在有機(jī)污染物積累的風(fēng)險(xiǎn),。有機(jī)污染會(huì)污染膜系統(tǒng)并導(dǎo)致計(jì)劃外維護(hù)。跟蹤污染物可以幫助保護(hù)膜系統(tǒng)免受損壞并保持生產(chǎn)力,。
除了溫度,、壓力、流量,、pH 值和電導(dǎo)率等物理和基本化學(xué)參數(shù)外,，操作員還應(yīng)考慮它們?nèi)绾斡绊懝に嚳刂啤⒑弦?guī)性和產(chǎn)品質(zhì)量,。就排放到環(huán)境中的物質(zhì)而言,，常見的關(guān)注參數(shù)包括有機(jī)物、無機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物,。有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物（碳,、氮、磷）會(huì)導(dǎo)致藻類爆發(fā)和富營(yíng)養(yǎng)化,，影響當(dāng)?shù)丨h(huán)境,，必須通過處理去除。這就是為什么監(jiān)測(cè)和消除有機(jī)污染至關(guān)重要,。
檢測(cè)方法
許多地區(qū)檢測(cè)需氧量是為了表明排放到環(huán)境中的有機(jī)物含量,。生物需氧量BOD通過檢測(cè)樣品中化合物在五天或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的生物降解情況來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。由于消毒劑和清潔劑的干擾,，其精度和靈敏度有限,。化學(xué)需氧量COD使用強(qiáng)氧化劑（有時(shí)含毒性）在兩到三個(gè)小時(shí)內(nèi)化學(xué)分解樣品中的化合物,。然而,，COD對(duì)有機(jī)物沒有選擇性，并且包括亞硝酸鹽,、氨和亞硫酸鹽等無機(jī)物,。含鐵化合物也會(huì)影響COD檢測(cè)的準(zhǔn)確性。這使得在此過程中很難做出可操作的決策,。例如,，如果COD很高，很難確定它是來自有機(jī)物還是氨,。由于重復(fù)性和靈敏度問題,，如果廢水中的BOD很低，低于20 ppm,，則很難確保低于20 ppm的限值,。
運(yùn)營(yíng)方通過將有機(jī)物氧化成二氧化碳,，然后檢測(cè)所得的二氧化碳來確定TOC,。有多種技術(shù)可以檢測(cè)TOC，包括TOC分析儀和嘗試與分析儀關(guān)聯(lián)的TOC傳感器,。傳感器的缺點(diǎn)是,，雖然速度更快，但它們存在干擾,，關(guān)鍵化合物的回收率不足,，并且只能捕獲一部分有機(jī)物。
TOC分析儀有不同的氧化技術(shù)和檢測(cè)技術(shù),，具體取決于所需的應(yīng)用,。當(dāng)檢測(cè)與鍋爐給水結(jié)合并產(chǎn)生蒸汽的回流冷凝水時(shí),，則所采用的技術(shù)必須能確定樣品中確實(shí)不存在污染物,。在這種情況下，靈敏度和速度是檢測(cè)任何偏差的關(guān)鍵,。對(duì)于其他應(yīng)用,，例如跟蹤廢水的負(fù)荷和污染度變化，穩(wěn)固性是處理鹽,、固體,、無機(jī)物和高有機(jī)負(fù)荷所需的關(guān)鍵屬性。
對(duì)于所有應(yīng)用而言,，與TOC檢測(cè)技術(shù)同樣重要的是TOC分析儀投入使用后以及整個(gè)工藝過程監(jiān)測(cè)計(jì)劃成功實(shí)施過程中的支持,。除了性能之外，維護(hù),、附加參數(shù),、驗(yàn)證和自動(dòng)化都是需要考慮的因素。在考慮成本和節(jié)水工作時(shí)必須考慮這些因素,。分析工具旨在幫助回答問題并推動(dòng)決策,，因此企業(yè)可以從廢水處理優(yōu)化甚至現(xiàn)場(chǎng)回收的機(jī)會(huì)中受益。
Sievers® TOC-R3在線TOC分析儀維護(hù)需求低,、在線時(shí)間長(zhǎng),，能使工業(yè)制造商提高盈利、避免停機(jī),、降低維護(hù)成本
盡一切努力合規(guī)并提高可持續(xù)性
改進(jìn)工業(yè)用水管理為化工企業(yè)提供了確保遵守不斷變化的法規(guī),、改善其公眾形象,、滿足消費(fèi)者需求、促進(jìn)強(qiáng)大的環(huán)境和可持續(xù)文化并降低成本的機(jī)會(huì),。為了實(shí)現(xiàn)這些利益,，企業(yè)必須衡量處理有效性、是否合規(guī)以及處理效率,。除了廢水優(yōu)化之外,，企業(yè)還可以通過監(jiān)測(cè)策略了解與用水相關(guān)的其他潛在改進(jìn)。例如,，他們可以使用實(shí)際的清潔度數(shù)據(jù)來改善化學(xué)品和水的使用,，而不是根據(jù)估計(jì)的清潔時(shí)間或循環(huán)次數(shù)做出決策。這些數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策可以幫助化工企業(yè)避免過度清潔,、最大限度地減少產(chǎn)品浪費(fèi)并節(jié)省資源,。他們還可以使用這些監(jiān)測(cè)技術(shù)來跟蹤蒸汽系統(tǒng)的供水，以保護(hù)熱交換器,、冷凝器等設(shè)備免受有害污染物的影響,。
控制工業(yè)用水能造福于各行業(yè)的制造商，原因不僅限于合規(guī)和成本,，還因?yàn)楣芾砉I(yè)用水能為改善運(yùn)營(yíng),、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和滿足消費(fèi)者需求，提供較佳的機(jī)遇,。通過監(jiān)測(cè)整個(gè)工廠的關(guān)鍵控制點(diǎn),，可減輕廢水處理壓力（特別是面向消費(fèi)者的行業(yè)），從而更好地控制工業(yè)廢水,。改善污染跟蹤的技術(shù)可幫助化工企業(yè)快速做出決策,，確保合規(guī)并把握水回收和再利用的機(jī)會(huì)。
作者：Amanda Tyndall
Amanda Tyndall是Sievers分析儀工業(yè)與環(huán)境市場(chǎng)產(chǎn)品經(jīng)理,。Amanda在水處理行業(yè)具有10多年經(jīng)驗(yàn),。Amanda及其團(tuán)隊(duì)在工業(yè)和市政領(lǐng)域，通過從超純水到廢水檢測(cè)的儀器解決方案,，為客戶解決水質(zhì)挑戰(zhàn),。Amanda擁有化學(xué)工程背景，獲得范德堡大學(xué)（Vanderbilt University）學(xué)士學(xué)位和劍橋大學(xué)（University of Cambridge）碩士學(xué)位,。
參考文獻(xiàn)
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