废水分析仪

概要废水泛指使用过的水，其中会包含有人类排泄物、食品废渣、油污、肥皂和化学物等。所有制造业及市政废水厂都必须符合国家及当地地区的相关规定，以美国为例，美国国家环境保护局（USEPA）颁布清洁水法CWA（Clean Water Act）。为了确保排放的污水符合CWA法案，企业必须具备由EPA或EPA授权代理审核批文的国家污水排放控制系统NPDES（National Pollutant Discharge Elimination System）。只有企业能确保每天排放的污染物低于CWA设置的最低限值，才有可能获得此批文。限值根据当地权威单位的规定，或者经处理废水所排入的支流情况而互不相同。为使成本最小化，必须对废水处理过程最优化。为帮助实现优化，很多工厂使用总有机碳（TOC）监测来确保水质，同时显著降低费用。处理过程废水处理厂的处理过程必须同时满足国家及当地地区的规章制度。在生产过程或废水处理厂中，一旦净水补给时的水被污染或者不经处理就被排放，会对人体健康或者环境造成不良影响。水处理的最终目的在于确保排放的水质中污染物的含量符合规定，或者废水能被处理成可再回收使用的水质。此时的处理及净化过程同时包含物理和化学处理。净化水的第一步是去除可疑的固体杂质，第二步是化学处理以确保危险化学成本或细菌最小程度地被排放至环境。如果处理的过程未被适当地控制住，可能会对公司造成一定的影响。未被正确处理的水会对其接触物料产生损伤，例如输送管道或储水罐。未被有效处理的水还可能造成工厂的停产，废水水流的导流，或再返工处理。这些后果都会带来不必要及昂贵的费用。为什么要使用TOC来优化处理过程？对于废水流或负载水在源头就开始进行TOC检测，可以作为基线读数，这样水处理厂就知道处理前原始的有机物含量。确定水中大致的总有机碳含量，可以推算出需要多少量的化学药剂及过滤过程来进行处理。被排出的水或者处理后的净水再次进行TOC检测，通过对排出水的监控，处理工厂可以知道化学给药否有效。处理工厂还可以渐渐地减少或调整化学药剂的使用，实时比较其对出水质量的影响。EPA（美国国家环境保护局）确定了五类污染物必须受到控制，包括耗氧性物质、病原体、营养物、无机物及合成有机化合物、热量。所有这些污染物都会影响生态系统并对水质产生负面影响。这其中可以通过TOC监测的污染物是耗氧性物质。过去，很多公司通过一个需要耗时5天的BOD（生物需氧量）测试或需要耗时2个小时的COD（化学需氧量）来对耗氧性物质进行监控。目前TOC设备的优势及便利性渐渐体现，EPA已经允许使用TOC对耗氧性物质进行监控。TOC的分析过程仅需几分钟即可完成，相比之前的几个小时甚至几天，速度有很大的提升。EPA 40 CFR，取样及测试程序，133.104章节中提到“可以用TOC方法取代BOD5，只要BOD:COD或者BOD:TOC的长期关联性能被证实。”1当需要快速确定废水流的组成时，TOC的快速检测时间就是很大的优势。一但TOC数值显示排放水符合规定，立刻就能节约水处理成本。相反，如果由于未知的工艺污染，最初测出的废水TOC值开始上升，处理工厂可以立刻同步进行TOC分析，校正化学给药量。这种“实时”纠正，能帮助终端客户避免因排放不合格的废水而造成违规及不必要的成本。2009年因违反EPA2制定的CWA（Clean Water Act）而遭受罚款的案例马萨诸塞州的某公司“因排放受污染的雨水，面临高达$157,500的罚款处罚”。阿拉斯加州的某公司“因被指控违反CWA法，最终与USEPA达成了$30,600的罚款处理”。俄勒冈州的某公司位置在“联邦CWA法案禁止建厂的湿地上，被勒令立即搬迁，否则将因违反CWA而面临每天高达$32,500的民事罚款”。EPA向某德克萨斯州的公司颁布了一项行政诉讼和$157,500的民事罚款，“因为其违反了CWA法案”。爱达荷州的某公司“同意支付$47,700的罚金，以解除其因违反CWA法案而受到的USEPA的指控”。加利福尼亚的某公司被罚“$15,000，因为向与附近小河相通的雨水道排放了受污水的雨道排放了受污水的雨水，违反了CWA法案”。波多黎各某公司接到了“USEPA的$137,500的罚款指控，并勒令他们立即停止频繁的污水和工业废水排放”。向上滑动查看更多案例真实案例图1：废水处理厂的流程示意图（点击查看大图）图1显示了如何在整个水处理过程中多点使用TOC分析：点1：监控总有机碳（TOC），以深入了解澄清步骤，保护设备资产并管理您的进水有机负荷点2：监控TOC，通过TOC∶COD相关性优化生物处理和控制工艺过程点3：监控TOC以进行法规监测，符合排放标准并避免高额罚款点4：监控TOC以优化三级处理点5：监控TOC以符合回用标准若在此流程中不使用TOC检测控制，费用可能会很高而且可能会导致因不合规产生的违法费用。Sievers InnovOx实验室TOC分析仪使工厂可以监控他们的处理过程，确保他们的处理设施是合法合规的，同时还可以优化化学处理。优化包括避免废水的处理不足或过度处理。若不考虑废水在处理过程中的停留时间，能够根据实时的情况对废水进行化学给药可以帮助企业最优化成本，最大化利润。Sievers InnovOx实验室/在线TOC分析仪Sievers InnovOx方法论Sievers分析仪在TOC分析方法上有了创新性的突破，为极其困难的样品提供了稳定的分析仪。InnovOx使用了高效率的超临界氧化（SCWO）技术，能够连续检测几百个废水样品而无需校准、无需系统维护并不需要更换备件。Sievers InnovOx的运行原理基于化学湿法氧化技术，通过在样品中加入酸剂及氧化剂进行氧化。无机碳通过吹扫被去除，样品在高温下通过过硫酸盐被氧化，生成的二氧化碳通过非色散红外光度计进行测定。InnovOx会提高样品的温度，并加入试剂确保充分氧化，并把液体水样转换成超临界水。一旦进入这一状态，超临界水氧化（SCWO）现象便会发生。这一创新技术可以使氧化效率达到99%，因此检测精确度和准确度极高。Sievers InnovOx还能在每个检测结束后自动清除有问题的样品基体污染。因此，在仪器内部例如反应器、管路或者阀门内都不会有盐分或氧化副产物的累积问题。结论InnovOx TOC实验室及在线分析仪能够对废水进行非常准确、精确及快速的检测。若水厂能够在处理之前和之后都对水质有清晰了解，那么优势就是，能够提高处理效率并最小化风险，最重要的还在于保证合规。对分析仪器的投资能够很快在处理过程优化中收回成本，也降低了违反规范的风险。参考文献1.EPA, CFR 40 Section 133.104 Sampling and Test Procedures, pg. 548, 7-1-07 Edition.EPA， 40 CFR，133.104章，取样及检测规程，548页，7-1-07版2.Environmental Protection Agency. www.EPA.org (accessed March 2009).环境保护局，www.EPA.org (2009年3月)◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

随着英国水务公司努力确保对饮用水和废水供应进行更可持续的管理，并遵守水质和环境法规，2023 年ABB在英国的Aztec 600水质分析仪销量比上一年增长了50%。不断变化的天气模式和遵守法规的需求是广受欢迎和值得信赖的 Aztec 600 分析仪销售的主要驱动力。ABB测量与分析部门 Jon Penn说："由于气候变化的影响，天气模式变得越来越不确定，因此对英国供水进行更可持续管理的需求变得越来越重要。"近年来，极端的干湿天气条件对水量和水质都造成了影响。这使得供水的精确测量变得越来越重要。此外，旨在通过减少磷酸盐等化学物质的排放来保护环境的监管框架也在不断收紧。Aztec 600 分析仪能够准确可靠地测量饮用水和废水处理过程中的一系列关键参数。该分析仪可用于测量氨、铁、铝、锰、色度、磷酸盐等，使世界各地的供水公司能够保护水质，确保符合法规要求。Aztec 600 分析仪可提供连续分析，每小时最多可收集和测量六个样本，从而可在取水点对水质进行定期分析。分析仪具有 QR 码等功能，可以远程访问诊断信息，从而减少了维护时间和成本，实现工程资源的智能化部署。在苏格兰，Aztec 600 分析仪正在对水处理厂的取水口进行额外监测，以发现磷酸盐和锰含量激增的情况，因为降雨量减少意味着该国水库中用于稀释磷酸盐和锰的水量减少。由于磷酸盐含量被严格控制在 0.1 mg/L，各公司不得不采用混凝法建立三级处理工艺来控制磷酸盐含量。混凝法使用铁或其他基于金属的混凝剂来控制磷含量，需要对铁进行测量以实现正确的加药，同时还需要对磷进行测量以证明磷含量已经降低。Aztec 600分析仪系列是ABB广泛产品组合的一部分，帮助英国水务公司可持续地管理国家水资源。1月8号，ABB宣布同意收购加拿大公司Real Tech，此举将扩大ABB在水分析领域的实力，并通过光学传感器技术补充其产品组合，这对智能水务时代至关重要。ABB 的过程自动化业务实现了工业运营的自动化、电气化和数字化，满足了从能源、水和材料供应到商品生产和市场运输等广泛的基本需求。凭借约20,000名员工、领先的技术和服务专长，ABB过程自动化部门帮助流程工业、混合动力工业和海运业的客户提高运营绩效和安全性，从而实现更具可持续性和资源效率的未来。ABB是电气化和自动化领域的技术领导者，致力于打造更具可持续性和资源效率的未来。公司的解决方案将工程技术与软件相结合，优化了生产、移动、供电和运行方式。基于 140 多年的卓越成就，ABB 约 105,000 名员工致力于推动创新，加速工业转型。

项目总结用户Litehouse有限公司公司地址美国密歇根州洛厄尔市（Lowell）应用领域废水监测技术Sievers InnovOx总有机碳TOC分析仪影响技术选择的因素Litehouse公司以往采用BOD（Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量）和COD（Chemical Oxygen Demand，化学需氧量）检测技术来监测废水，其分析时间长，实际操作极为不便。为了提高检测速度和准确度，Litehouse公司改用Sievers InnovOx TOC分析仪来监测样品中的有机物浓度。此款分析仪提供实时监测信息，具有稳健的技术设计和强大的检测功能，能够处理各种具有挑战性的样品。监测结果更换监测技术之后，公司的每月废水处理量增加了29%，大幅降低了未处理废水的运输成本，每年节省开支超过70万美元。COD检测时间和BOD检测时间分别以小时和天数计，而TOC检测时间以分钟计。关键词废水监测、TOC、BOD、COD、有机物监测、Sievers InnovOx TOC分析仪背景Litehouse公司主要生产沙拉酱、酱汁、蔬菜蘸酱、调料、奶酪等产品。位于密歇根州洛厄尔市的Litehouse食品加工厂平均每天产生75000加仑废水。食品加工厂的废水处理车间使用两个溶气气浮系统（DAF，Dissolved Air Flotation），该系统处理过的废水流入该市的废水处理厂。该市有严格的废水排放标准，食品加工厂如果达不到排放标准，就必须支付高额罚款。在食品加工厂产生的废水中，有机物含量和流速的变化很大，废水处理车间以前主要根据BOD和COD检测结果来控制工艺和设置排放限值。图1：位于洛厄尔市的Litehouse公司废水处理车间废水处理车间的日排放限值为800磅BOD。操作人员在当日工作班次开始时进行COD分析。车间根据COD和BOD的比例进行日常运行，确保不超过每日BOD排放限值。需要在当地的第三方实验室来完成BOD分析，约需5天时间才能拿到分析结果，这就增加了公司的运营成本。COD分析虽然较快（约需2小时），但需要使用危险化学试剂。此外，BOD和COD分析的准确度都会受样品中的有机物以外的其它化学物质的影响，因此公司在进行排放达标工作时还必须充分考虑这一重要影响因素。废水处理车间由于不能收集实时水质数据，因此无法大量处理废水，不得不请其它废水处理厂运走未处理的废水，此项成本每年高达120万美元以上。挑战Litehouse公司与Sievers分析仪合作，以更好地满足公司的水质监测需求。合作目标包括：改善废水处理车间的运行控制避免超标排放更有效地收集废水中的有机物数据处理更多废水降低未处理废水的运输成本 // 食品厂如果超标排放，就会被迫停产整顿，并增加废水处理程序。解决方案食品厂急需一种稳健的有机物检测方法来监测样品中的高盐和脂肪、油、油脂。他们选用Sievers InnovOx TOC分析仪来完成这项工作。在排放限值监测的过程中，分析时间越短，食品厂就能处理越多废水，而且操作人员就能越快地根据监测结果来调整工艺。食品厂将有机物监测数据作为优化工艺的主要参数，选用Sievers InnovOx TOC分析仪进行了3个月的试验。TOC分析是一种准确、精确、快捷的有机物监测技术，能够使用户在制定工艺决策时拥有足够可信的凭据。上游工艺的实时数据变化使食品厂能够立即调整工艺，从而大大降低未处理废水的运输成本。图2对比了使用Sievers InnovOx TOC分析仪前后的平均每月废水处理量。图2：Sievers InnovOx TOC分析仪提供快速、准确的TOC检测值从而增加了食品厂的废水处理量结果每月废水处理量增加29%。大幅降低未处理废水的运输成本，每年节省70万美元以上。与COD分析的2小时和BOD分析的5天相比，TOC分析的时间极快，只需6分钟。由于Sievers InnovOx试验的成功，食品厂决定采用TOC分析来监测上游工艺所产生的有机物。食品厂从BOD:COD分析转换为TOC分析，大大节省了工艺调整的时间和成本。结论经过评估，Litehouse公司决定在其食品加工厂中安装Sievers InnovOx ES实验室型TOC分析仪。实验室型分析仪能从不同地点取样，因而食品厂无需在生产线中安装多台在线型分析仪。实验室型分析仪操作灵活，是食品厂的最佳选择。Litehouse公司使用Sievers InnovOx TOC分析仪进行TOC监测，提高了废水处理量，杜绝了超标排放事故。废水处理车间增加了废水的现场处理量，大大降低了未处理废水的运输成本。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！