水處理工業(yè)正得到密切關(guān)注,。我們高興地看到，不僅是基礎(chǔ)設(shè)施,，還有質(zhì)量,、節(jié)能和相關(guān)法規(guī)都登上了頭條,。人們對水的熱情高漲，很多公司都在為水資源效率制定嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo),，并以此作為企業(yè)的驅(qū)動(dòng)力,。我們看到消費(fèi)者對此也比之前更感興趣,。相對于價(jià)格,，消費(fèi)者更重視質(zhì)量和可持續(xù)性，這導(dǎo)致生產(chǎn)者的質(zhì)量成本增加,。隨著企業(yè)和消費(fèi)者的日益關(guān)注,，水務(wù)專業(yè)人士和用戶(每個(gè)人)目前面臨的挑戰(zhàn)是如何將熱情轉(zhuǎn)變?yōu)樾袆?dòng)。
水質(zhì)監(jiān)測是幫助實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)以及改善工藝控制的關(guān)鍵手段,。跟蹤污染物或污染物類別十分重要,，因?yàn)檫@會影響水處理效果、產(chǎn)品質(zhì)量或設(shè)備投資,。易于檢測并根據(jù)檢測結(jié)果,，最大限度地減少有機(jī)污染，有助于防止產(chǎn)品損失并更好地理解工藝流程,。讓我們來探討一些可以采取的行動(dòng)：
從技術(shù)和數(shù)據(jù)中獲得更多信息
幫助跟蹤和處理現(xiàn)有和新型污染物的新技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn),。此外，數(shù)據(jù)可視化手段越來越多地用于評估趨勢變化和預(yù)測性能,。這些分析技術(shù)和數(shù)據(jù)可視化手段的協(xié)同可以幫助企業(yè)制定性能指標(biāo),。然而，跟蹤和趨勢統(tǒng)計(jì)背后一定有它的目的,。僅為了收集數(shù)據(jù)而獲得的數(shù)據(jù)是低效的,，不進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)也是無用的。因此,，需要一些簡單的工具將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為行動(dòng),。
確保水質(zhì)適合其應(yīng)用
目前存在一種共識，即所有的水都是一種水資源,。這意味著公共事業(yè)單位和企業(yè)必須調(diào)整他們的目標(biāo),，因?yàn)樗Y源是所有人共享的。然而,，水有各種各樣用途和應(yīng)用,，每一種都有其可允許的質(zhì)量偏差或污染物限制。出于特定目的而進(jìn)行水處理和水質(zhì)跟蹤,，以此來優(yōu)化水資源利用和優(yōu)化水處理過程中的時(shí)間,、精力和勞動(dòng)力，是非常重要的,。
高效跟蹤污染物
隨著對水這種有限資源需求的增加,，能夠捕捉和跟蹤污染物的工具對操作人員和工廠來說非常有價(jià)值,，可以使他們采取行動(dòng)，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策,。這種工具可以捕捉所有有機(jī)化合物并跟蹤所有含碳污染物,。碳很容易存在于各種行業(yè)的產(chǎn)品和工藝過程中，包括化學(xué)品,、食品飲料和制藥等行業(yè),。當(dāng)這些化學(xué)品和藥物進(jìn)入環(huán)境時(shí)，碳也存在于令人擔(dān)憂的污染物中,。進(jìn)入市政處理設(shè)施的污染物中,，有機(jī)物占大多數(shù)，通常包含動(dòng)植物腐爛物及工業(yè)排放廢水,。對于所有這些不同的有機(jī)化合物和污染物,，確定一個(gè)總體參數(shù)進(jìn)行跟蹤，這在許多方面對生產(chǎn)率和合規(guī)性都至關(guān)重要,。
在下列不同情況下,，監(jiān)測有機(jī)物來滿足質(zhì)量和/或法規(guī)要求很有益處：
從河水里獲得的飲用水需要滿足人類健康的特定標(biāo)準(zhǔn)；
化工廠排放的廢水被要求不能破壞環(huán)境,；
飲料生產(chǎn)廠的鍋爐給水不能損壞設(shè)備,，也不能含有產(chǎn)品物質(zhì)；
半導(dǎo)體生產(chǎn)廠的超純水要求不含可能影響芯片生產(chǎn)的有機(jī)酸或堿,。
結(jié)合現(xiàn)實(shí)世界的挑戰(zhàn)
讓我們以上述每種情況為例,，了解一個(gè)簡單的監(jiān)測工具如何幫助將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為行動(dòng)。這些情況都有極其不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),，使不同來源的水適用于特定應(yīng)用目標(biāo),。
01
來自河流的飲用水需要根據(jù)季節(jié)和水源構(gòu)成的變化進(jìn)行調(diào)整。大多數(shù)要去除的污染物都是天然有機(jī)物(NOM,，Natural Organic Matter),，除非河流位于工業(yè)設(shè)施下游，或天然有機(jī)物已經(jīng)分解成為微生物生長的養(yǎng)料,。對天氣和工業(yè)情況進(jìn)行跟蹤,，直接關(guān)系到短期(如改變化學(xué)品使用量)到長期(如采用新技術(shù)擴(kuò)容或改造)的處理行動(dòng)。當(dāng)特定微生物或新型污染物的檢測對工廠配置至關(guān)重要,，但又無法進(jìn)行高頻率檢測時(shí),，就需要一種快速簡單的分析工具用于日常監(jiān)測，以便提供準(zhǔn)確,、可靠和有說服力的信息,。對有機(jī)化學(xué)負(fù)荷、天然有機(jī)物和微生物生長所需的潛在有機(jī)養(yǎng)料進(jìn)行跟蹤和趨勢統(tǒng)計(jì)，可獲得相關(guān)的行動(dòng)數(shù)據(jù),。
02
化工廠的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是盡量減少廢水,，因?yàn)閺U水超標(biāo)會受到污染物排放罰款和潛在的產(chǎn)品損失。跟蹤不同批次,、生產(chǎn)周期或工廠條件變化情況下的廢水負(fù)荷,，可以在最大限度地減少環(huán)境影響并提高工藝?yán)斫夥矫嫣峁┯袃r(jià)值的信息。這些工廠需要與當(dāng)?shù)厥姓献?，以確保雙方的無縫運(yùn)行,。污水處理的負(fù)荷或原料主要以碳為主，特別是在大型化工和石化工業(yè)中,。碳負(fù)荷的變化會影響廢水的生物處理,，這是由于養(yǎng)料與微生物和營養(yǎng)物質(zhì)的比例不平衡所致。維持適當(dāng)?shù)奶囟ū壤?，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。這不僅有利于化工企業(yè),，也有利于下游城市和環(huán)境,。
03
飲料制造商需要純化水來產(chǎn)生蒸汽作為生產(chǎn)的一部分。廠家可以回收部分冷凝水作為鍋爐給水,，并將其與水源水結(jié)合作為補(bǔ)給水,。原料水需要高度凈化，以避免結(jié)垢,、沉積或?qū)S設(shè)備產(chǎn)生腐蝕,，這意味著原料中不能含有任何冷卻液、水源污染物和產(chǎn)品組分,。為了實(shí)現(xiàn)再利用和回收的目的,，在水流匯集點(diǎn)設(shè)置可靠的監(jiān)測手段是非常重要的。飲料的成分通常來自有機(jī)化合物,，其中包括香料,、色素和糖。冷卻液如乙二醇或環(huán)境冷卻水也可能攜帶有機(jī)污染物,。這些有機(jī)物面臨的問題是在高溫高壓下會分解為腐蝕性的有機(jī)酸,，這些成分會導(dǎo)致產(chǎn)品損失。跟蹤有機(jī)物有助于工廠在潛在的水回用,、補(bǔ)給水和最終的設(shè)備防護(hù)方面迅速做出決定,。
04
半導(dǎo)體制造需要大量的純化水。獲得所需純度純化水的技術(shù)既復(fù)雜,，成本又高,。要求每一步都要精確控制，因?yàn)闈M足芯片要求的水質(zhì)必須沒有任何污染,。水處理過程中的化學(xué)品及其處理過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品會分解,，需要對它們進(jìn)行密切監(jiān)測,，以保證不會影響工藝生產(chǎn)過程。監(jiān)測所有的有機(jī)物,，特別是關(guān)鍵的有機(jī)酸和有機(jī)堿,，可以為重要決定提供數(shù)據(jù)以優(yōu)化生產(chǎn)。此外,，除了芯片制造,，水在半導(dǎo)體設(shè)備中還有很多其他用途。水在冷卻,、工具處理,、清洗和清潔方面也至關(guān)重要。生產(chǎn)需求的增加意味著對水的需求增加,，可能會造成居民用水的緊張,。在回收和再利用方面做出的努力會繼續(xù)幫助滿足這些用水需求。
了解和理解水的用途,，可以簡化從驅(qū)動(dòng)力到行動(dòng)的步驟,。通過對有機(jī)物的綜合監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)這種對水處理過程的理解，不僅可以達(dá)到質(zhì)量優(yōu)化的目的,，還可以提高效率,。“碳跟蹤”在整個(gè)過程中追蹤不同的有機(jī)化合物和污染物，以此可以了解水質(zhì)反映的各項(xiàng)問題,。這適用于許多行業(yè)和應(yīng)用,，包括飲用水、飲料制造,、發(fā)電,、蒸汽生產(chǎn)和半導(dǎo)體制造所需的超純水等方面。
我們的水是有限的,，但卻有無數(shù)用途,，所以我們必須了解和優(yōu)化水質(zhì)，以確保它能匹配使用目的,，并進(jìn)行*的使用,。越能將可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保合規(guī)性的驅(qū)動(dòng)力和熱情，與有意義的監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)系起來,，我們就越能更好地履行我們的承諾,，改善我們對這個(gè)通用資源的利用。
原文英文版刊登于《Water Technology》雜志2021年,，
作者：Amanda Scott(Sievers分析儀全球產(chǎn)品經(jīng)理),。
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