案例：乙烯废水工艺控制中成功关联BOD和TOC

某乙烯生产厂成功地用TOC分析法来监测废水处理工艺。他们得到的进水相关系数非常可靠，因此可以用近乎实时的TOC分析法代替常用的5日BOD测试法。  有机碳测量结果是最可信的废水排放数据。TOC分析法能够直接测量出水中的低ppm有机碳，因此是更可靠的监测和优化工具。操作人员可以根据实时数据对可能出现的问题做出快速反应、及时采取纠正措施。乙烯废水工艺控制中成功关联 BOD 和 TOC 案例分析 |挑战 一家乙烯生产厂寻求改进废水处理工艺的性能和监测。来自生产设备 的废水在提升站汇合之后，流进均质池(EQ池)。在废水进入“溶 气气浮 ( DAF， Dissolved Air Floatation)”系统之前，操作人员向水 中添加处理化学品，调整水的 pH 值。处理后的水被送到生物处理系 统进一步处理，然后被澄清、排放。 工厂每天要在排放口取样，用生物化学需氧量(BOD， Biochemical Oxygen Demand ) 进行分析。BOD 和水的其它测量数据用于合规测 试，计算出工厂排放的有机物总量。然而工厂无法使开报告为“未检 出(ND， Non-Detect)”结果的低 BOD 值。另一个难题是 BOD分 析要求5天的报告时间，这一时间滞后使 BOD 分析无法实际应用于处 理工艺的监测和优化。 |解决方案 工厂采用分析监测方案来优化水处理工艺，以减少有机物排放量。虽 然 BOD 分析对时间的要求使得该分析法失去实际应用价值，但可以 利用 BOD 和 TOC 之间的关系在每个取样点建立两者的相关性。用这 些相关系数进行总有机碳(TOC， Total Organic Carbon)分析，报 告近乎实时的监测数据，在几分钟内即可预测出“相关生化需氧量 (BODc， Biochemical Oxygen Demand-Correlated)”数据。 在建立相关性时，需要有取样计划来定义样品采集和数据分析。在操 作现场，工厂用 InnovOx 实验室型 TOC 分析仪来报告相关性的初始 数据。当成功建立相关性后，工厂随时可以将分析模式转换为在线分 析。 工厂选择3个取样点来决定过程操作，并比较 TOC 和 BOD 数据(见 表1)。 取样点位置 过程操作 取样点位置 过程操作 提升站 流向均质池，调整 pH值 最终澄清池 降低总悬浮固体(TSS) 深度处理池 无 表1：废水取样点 稳定的进水 TOC BOD BODc 5月30日 44.7 90.5 109.07 5月31日 50.7 124 118.54 6月1日 45.3 104.4 110.02 6月6日 40.7 84.8 102.76 6月7日 25 101 77.99 6月8日 24.9 82.4 77.83 6月13日 93.4 195 185.91 表2：均质池进水数据 出水处 TOC BOD 5月30日 5.97 3.79 5月31日 6.85 3.39 6月1日 8.19 3.95 6月6日 1.08 未检出 6月7日 7.33 3.83 6月8日 7.7 未检出 6月12日 6.76 4.23 表3：最终澄清池数据 由于 BOD 分析数据是非线性的，因此要求分别导出 BOD 和 TOC 样品在每个取样点的相关系数。 每天多次取样，能够提高相关性的准确度。在此次研 究中，工厂监测3个测试点，在2周内共提取7份样 品。 第一个取样点位于提升站之后和均质池之前，所取样 品来自稳定的进水。测量数据如表2所列。 任何明显的异常值都被前后 BOD 的平均值所代替，从 而将相关系数从0.675提高到0.923。对于废水来说，高于0.5的相关系数都可用。表2中的 BODC 值是用 实测 BOD 和 TOC 值之间的关系计算出的 BOD值。 BOD /TOC相关性 图1：均质池进水的 BOD 和 TOC相关性 进水的 BOD 和 TOC 的相关性非常可靠，因此可以用 TOC 来替代 BOD(见图1)。 最终澄清池出水处的第2个取样点的测量结果显示，如果浓度过低，就无法确定 BOD 值(见表3)。 虽然用 TOC 分析法测得的碳量变化了8倍，但 BOD 的灵敏度仍达不咥定量数据的要求。表3中的 BOD数 据显示，在7个样品中，有2个样品无法被定量，被 报告为“未检出”。其它5个BOD 样品之间的数据偏 差在+/-4%以内，在统计上难以进行区分。出水的 BOD 只能用于进行合格/不合格测试。 深度处理池的 BOD 数据(见表4)均被报告为“未检 出”，因此无法建立同 TOC 的相关性。尽管 BOD 被 报告为“未检出”，但 TOC 数据仍是准确的、精确的、线性的。 深度处理池 TOC BOD 5月30日 6.94 未检出 5月31日 7.57 未检出 6月1日 8.45 未检出 6月6日 7.85 未检出 6月7日 6.72 未检出 6月8日 6.11 未检出 6月12日 6.79 未检出 表4：深度处理池数据 |结论 这家乙烯生产厂成功地用 TOC分析法来监测废水处理 工艺。他们得到的进水相关系数非常可靠，因此可以 用近乎实时的 TOC 分析法代替常用的5日 BOD 测试 法。 有机碳测量结果是最可信的废水排放数据。TOC 分析 法能够直接测量出水中的低 ppm 有机碳，因此是更可 靠的监测和优化工具。操作人员可以根据实时数据对 可能出现的问题做出快速反应、及时采取纠正措施。 请访问以下网址与我们联系： cn.sieversinstruments.com