簡介

       回收與再利用水能夠提高運營效率、節(jié)約成本，但目前企業(yè)和城市只是偶爾實施水的再利用。氣候變化、城市化加劇、人口增長等因素要求發(fā)展水的再利用技術(shù)、發(fā)掘更多更安全的可用水源。為此，監(jiān)管機構(gòu)致力于提高批量水處理的可靠性、制定充分的分析標(biāo)準(zhǔn)來確保安全運營。有機物監(jiān)測就是滿足高水質(zhì)要求、保障公眾健康、保證污染物去除的Z優(yōu)處理效率的重要部分。

挑戰(zhàn)

       間接飲水用再利用（IPR，Indirect Potable Reuse）事業(yè)發(fā)展迅猛，各種項目遍布美國和世界各地。但水資源的日益短缺迫使研究和監(jiān)管機構(gòu)制定直接飲用水再利用（DPR，Direct Potable Reuse）的規(guī)則框架。在回收水時，水處理廠將污水處理和飲用水處理結(jié)合起來，設(shè)置多道安全屏障，以保障公眾健康。這些工作包括：

       ? 降低生物需氧量（BOD） 

       ? 控制養(yǎng)分

       ? 去除病菌/病毒

       ? 確保正確的消毒

       ? 控制味道/氣味

       ? 消除微量有機污染物

       正確的消毒要求在殺滅活性病菌/病毒和產(chǎn)生致癌消毒副產(chǎn)物（DBP，Disinfection Byproduct）之間取得合理平衡。致癌消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生于消毒劑和天然有機物（NOM，Natural Organic Matter）的反應(yīng)。為了進行監(jiān)測和平衡，處理廠必須更好地了解各個回收階段的進、出水水質(zhì)和工藝水水質(zhì)。總有機碳（TOC）分析是確定水質(zhì)的可靠方法。同其它標(biāo)準(zhǔn)（詳見表 1）相比，TOC 測量具有諸多優(yōu)點。TOC 包括 NOM、味道和氣味化合物、微生物和細(xì)菌、微量有機污染物、有機工業(yè)廢水等。

表 1：TOC 與其他可替代參數(shù)的比較

解決方案

       TOC 監(jiān)測可以改善污水處理工藝，提高目標(biāo)污染物的去除效率 。 TOC 監(jiān)測的優(yōu)勢在于 ：

       ? 控制污水處理工藝

       ? 根據(jù)實際數(shù)據(jù)作出決策

       ? 維護系統(tǒng)的整體健康

       ? 使出水水質(zhì)達到要求

       在設(shè)計水再利用處理系統(tǒng)時，關(guān)鍵在于找出關(guān)鍵控制點（CCP，Critical Control Point）和質(zhì)量控制點

（QCP，Quality Control Point），才能監(jiān)視系統(tǒng)性能、確保工藝水質(zhì)。除了監(jiān)測水源變化和Z終出水水質(zhì)之外，表 2 還列出了得益于有機物監(jiān)測的水處理工藝應(yīng)用實例。

表 2：有機物監(jiān)測解決方案

實例

       加州地下水回灌的回收水量（RWC，Recycled Water Contribution）由 TOC 量來決定，加州用TOC 量作為替代參數(shù)，表征未被規(guī)定的有機污染物的量。美國其他州也將 TOC 標(biāo)準(zhǔn)，作為回灌水法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，如表 3 所列。

表 3：各州的回灌與回收水的 TOC 水平

http://www.reno.gov/home/showdocument?id=30769

       回收水處理廠以 TOC 監(jiān)測為分析手段，用于改進工藝控制、滿足補充水規(guī)則、改善處理工藝，如表 4所列。

表 4：回收處理和 TOC 監(jiān)測實例

       BAC-Biological Activated Carbon，生物活性炭過濾；GACGranulated Activated Carbon, 顆?；钚蕴浚籊MF-Granular Media Filtration，顆粒介質(zhì)過濾；MF-Microfiltration，微過濾；O3-Ozone, 臭氧；RO-Reverse Osmosis，反滲透；UF-Ultrafiltration，超濾；UV AOP-Ultraviolet Disinfection 

Advanced Oxidation，紫外線消毒高級氧化

       在為回灌地下水提供可靠的高品質(zhì)再生水方面，以及在防止海水浸入地下水方面，奧蘭治縣水（OCWD）是ling先者。從二級污水到 MF、RO、UV高級氧化，OCWD 的處理工藝生產(chǎn)了滿足或超過再生水標(biāo)準(zhǔn)以及州、聯(lián)邦飲用水標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)水。OCWD 采用 TOC 分析來測試膜完整性、監(jiān)測去除效率、防止膜污染。對MF、UF、RO進行不當(dāng)?shù)念A(yù)處理，都可能導(dǎo)致高昂的能源成本和昂貴的清潔費用，并可能被迫更換膜。了解有關(guān)膜過濾前后的 TOC 濃度，有助于幫助優(yōu)化有機物去除效率，以及監(jiān)控入廠水質(zhì)的變化。

總結(jié)

       監(jiān)測 TOC，能使操作人員根據(jù)實際數(shù)據(jù)作出實時決策以優(yōu)化工藝，還能使處理廠監(jiān)控整個處理系統(tǒng)的功效，并達到出水質(zhì)量目標(biāo)。對再生水的日益增長的需求，以及新興的污水處理技術(shù)，推動著直接飲用水再利用（DPR）的架構(gòu)發(fā)展。該架構(gòu)將依賴于TOC 分析等可靠的實時監(jiān)控，以保障公眾健康、確保GX運行。

油脂油液光譜檢測系統(tǒng)

油脂油液檢測系統(tǒng)是中科譜光與聯(lián)橋網(wǎng)云公司聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品，包括便攜式和固定式兩種產(chǎn)品形式，滿足油脂油液隨時隨地檢測與長時間連續(xù)監(jiān)測不同需求。

參數(shù)檢測種類

★金屬元素

鋁-Al、鎘-Cd、鉻-Cr、銅-Cu、鐵-Fe、鉛-Pb、鎂-Mg、錳-Mn、鉬-Mo、鎳-Ni、銀-Ag、錫-Sn、鈦-Ti、釩-V、鋅-Zn； 

★其他參數(shù)

錐入度；滴點；鋼網(wǎng)分油；水分；PQ濃度

不同的光譜采集方式

高光譜油脂油液檢測平臺

高光譜油脂油液檢測平臺對電機、水泵等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的運行情況實時監(jiān)控，隨時掌握電機磨損對潤滑油的污染程度，對潤滑油是否需要更換提供預(yù)警，油樣不需前處理，系統(tǒng)操作簡單，檢測效率高、維護成本低，是旋轉(zhuǎn)設(shè)備維保工作的利器。

應(yīng)用領(lǐng)域

油脂油液檢測反應(yīng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備健康狀況，已廣泛應(yīng)用于設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測,不僅可以為潤滑劑的選用和確定合理的換油期提供依據(jù),并由事后查找故障原因發(fā)展到事前預(yù)報，使處于正常運轉(zhuǎn)的設(shè)備減少不必要的維修，節(jié)約大量維修費用。

CEMS-8000 VOCs 固定污染源揮發(fā)性有機物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)由由在線氣相色譜儀、煙氣采樣探頭子系統(tǒng)、預(yù)處理子系統(tǒng)、供氣子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理子系統(tǒng)、溫壓流子系統(tǒng)組成。

。在線樣品前處理裝置可實現(xiàn)管道樣品中粉塵的有效去除，防止煙氣中的粉塵進入到分析系統(tǒng)中，對系統(tǒng)器件造成損壞，影響儀器的使用壽命；樣品傳輸管路加熱至恒定溫度，保證樣品的穩(wěn)定傳輸，有效防止樣品在傳輸過程中的損失，提高樣品檢測的準(zhǔn)確度；在線氣相色譜儀采用先進的色譜分離檢測技術(shù)，檢測量程寬、檢測靈敏度高，可有效監(jiān)測煙氣排放前非甲烷總烴的濃度變化；測量信號送入數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，通過模擬信號傳輸至DCS 系統(tǒng)，實現(xiàn)工作現(xiàn)場的無人值守連續(xù)監(jiān)測運行。該系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳輸功能，可通過DCS 系統(tǒng)監(jiān)控測試結(jié)果變化趨勢。

整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)范圍廣，實時性強，組網(wǎng)靈活，運行成本低，同時系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，組合方便。并且能夠與企業(yè)內(nèi)部的環(huán)保平臺和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊。

CEMS-8000 VOCs固定污染源揮發(fā)性有機物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)由在線氣相色譜儀、煙氣采樣探頭子系統(tǒng)、預(yù)處理子系統(tǒng)、供氣子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理子系統(tǒng)、溫壓流子系統(tǒng)組成。

在線氣相色譜儀采用色譜技術(shù)進行非甲烷總烴組分和苯、甲苯及二甲苯的分析檢測，檢測靈敏度高、線性范圍寬、交叉污染小，可以有效的監(jiān)測管路中非甲烷總烴組分和苯、甲苯及二甲苯組分濃度的變化。  

煙氣采樣探頭采用防腐蝕采樣管，高溫伴熱技術(shù)，具備自動伴熱控溫、采樣截止、自動反吹、帶全流程標(biāo)定等功能；

預(yù)處理子系統(tǒng)采用直接高溫泵正壓抽取、全程高溫伴熱技術(shù)，有效的減少了樣品在傳輸過程中的損失，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

零氣發(fā)生器和氫氣發(fā)生器子系統(tǒng)采用國內(nèi)先進的技術(shù)，供氣可靠性高，質(zhì)量好，能夠滿足需求；

數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)由ZY單元、上位機（工控機）、VOC 在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測軟件等構(gòu)成；工作站上位機軟件匯總所有的氣體濃度信息和工作狀態(tài)信息，具有生成報表、存儲數(shù)據(jù)、查詢歷史記錄、與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)通信等功能。通過配置不同容量的采樣定量環(huán)，實現(xiàn)不同體積樣品的獲取，從而實現(xiàn)對治理出口不同濃度樣品的在線分析檢測。

溫壓流一體化檢測儀采用內(nèi)置集成溫度、壓力和差壓3種變送器，其中溫度參數(shù)由溫度變送器測量和輸出，壓力參數(shù)由壓力變送器測量和輸出，流速參數(shù)通過差壓變送器測量的差壓大小再由上位機程序轉(zhuǎn)換后得到。

分析系統(tǒng)主要技術(shù)優(yōu)勢如下：

l 分析儀表可靠性高，檢測靈敏度高，響應(yīng)速度快；

l 模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；

l 全程高溫伴熱，儀表至加熱盒流路沒有冷點，預(yù)處理針對樣氣損失小，儀表測量值誤差?。?/p>

l 高溫泵正壓取樣，取樣和標(biāo)定對儀表測量值干擾??；

l 取樣單元和預(yù)處理進行防腐蝕處理，流路沒有堵塞現(xiàn)象，能夠應(yīng)用于含水量大，腐蝕性大，防爆性要求高的場合；

簡介 

       對于核電廠、燃?xì)廨啓C發(fā)電廠、燃煤發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠、生物質(zhì)燃燒發(fā)電廠來說，超純水是發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)電用水通常來自于回收水、地表水、地下水等天然水源，用完后會被現(xiàn)場再利用或排放到環(huán)境中去。在提高整體發(fā)電效率、滿足排放要求、為現(xiàn)場回收水創(chuàng)造更多用 途方面，水處理發(fā)揮著關(guān)鍵作用。好的監(jiān)測工具不僅能夠幫助操作人員控制水處理、保護昂貴設(shè)備、避免意外停機，還能用來優(yōu)化水處理過程以節(jié)省開支、提高生產(chǎn)效率、防止污染物腐蝕鍋爐和氣輪機。 

       總有機碳（Total Organic Carbon，TOC）是造成腐蝕的罪魁禍?zhǔn)?，TOC 監(jiān)測法能夠有效監(jiān)控有機物污染1。人們發(fā)現(xiàn)的有機污染物的種類越來越多， TOC 是所有有機化合物的總稱，TOC 監(jiān)測法在分別量化有機化合物方面提供了快速、簡單的解決方法。測量有機物濃度的變化，能夠幫助識別系 統(tǒng)工藝的違規(guī)之處。監(jiān)測控制點有助于查找和排除污染源。 

       源水中的有機化合物經(jīng)過處理，在鍋爐中氧化成 腐蝕性酸。在水的回流側(cè)，蒸汽冷凝后被循環(huán)使 用。但冷卻過程（在打開或關(guān)閉時）可能會將冷卻劑或污染物從外部環(huán)境泄漏到工藝蒸汽中。表 1 是可能的有機污染源的列表。

表 1. 可能的有機污染源的列表

       例如，人們很難用傳統(tǒng)處理方法去除源水中的多糖，而電導(dǎo)率或 UV 254 傳感器也很難檢測到多糖。 在鍋爐或氣輪機中，多糖會在高溫高壓下分解成 具有腐蝕性的甲酸和乙酸，進而酸化蒸汽，造成 腐蝕，并在鍋爐中留下沉積物。維護和修理鍋爐 時，工廠不得不停機減產(chǎn)。為了防止鍋爐受到損 壞，有些鍋爐保險公司和監(jiān)管機構(gòu)要求工廠滿足 很低的 TOC 限值，低至 200 ppb（VGB）或 100  ppb（EPRI）。多糖也同超濾（Ultrafiltration， UF）和反滲透（Reverse Osmosis，RO）污染有 關(guān)。只有準(zhǔn)確監(jiān)測和去除有機化合物，才能有效 地保護設(shè)備。

       總有機物包括離子形式和非離子形式的化合物， 以及芳香族和非芳香族化合物。在監(jiān)測總有機物 濃度方面，TOC 監(jiān)測法具有可靠、精確等優(yōu)點。 圖 1 顯示了關(guān)鍵監(jiān)測點，以查找泄漏或潛在污染 處。表 2 是 TOC 分析法舉例。

圖 1. 需要監(jiān)測的關(guān)鍵區(qū)域

表 2. TOC 分析法舉例

現(xiàn)場再利用，推動零液體排放（Zero  Liquid Discharge，ZLD）

       隨著排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，以及污水處理成本不 斷提高，工廠不得不減少用水量和排水量。這就 增加了零液體排放（ZLD）系統(tǒng)監(jiān)測和自動化的市 場需求。在系統(tǒng)前端冷卻和循環(huán)利用蒸汽，可以 節(jié)約用水、提高工作效率。 TOC 分析法能夠盡早 檢測到乙二醇等冷卻液是否泄漏到工藝水流中， 從而幫助操作人員采取措施以防止系統(tǒng)停機或永 久性的設(shè)備損壞。 TOC 分析法能夠提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)， 來幫助操作人員決定是否重新使用或者舍棄回收的水流。 

結(jié)論 

      TOC 分析法可以測量和控制發(fā)電用水中的化學(xué)物 質(zhì)，極大降低有機物污染。通過有效監(jiān)測和處理 進水，工廠可以將腐蝕性離子濃度降到很低的水 平。源水中的有機物含量和種類總是變化，因此 只有監(jiān)測水源，才能有效達到監(jiān)測目的、保護昂 貴設(shè)備不被損壞。還有一些有機物會污染膜和樹 脂床。盡可能地減少有機污染物，有助于節(jié)約成 本、提GX率。新型的高溫高壓鍋爐通常要求 TOC 限值低至 100 ppb，內(nèi)部控制限值低至 10  ppb。補給水或回收水必須經(jīng)過適當(dāng)處理，才能達 到上述要求和滿足更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。有機物監(jiān) 測法能夠檢測到泄漏、微生物生長、處理失效、 有機物污染。減少此類問題能夠幫助工廠降低生 產(chǎn)成本、提高發(fā)電效率。

火炬煙囪廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，尤其是化工、石油和鋼鐵行業(yè)，以通過燃燒安全地處理多余氣體。

這些多余氣體可能是不需要的廢氣，或者是為了防止工廠設(shè)備意外超壓而釋放的易燃?xì)怏w。簡單地將這些未經(jīng)處理的碳?xì)浠衔锱欧诺娇諝庵袝斐森h(huán)境危害。

燃燒這些氣體產(chǎn)生的危害較小—例如，如果燃燒甲烷以產(chǎn)生二氧化碳和蒸汽，其危害要比釋放甲烷小得多。環(huán)境法規(guī)要求密切監(jiān)控火炬煙囪，以防止污染物（尤其是未燃燒的碳?xì)浠衔铮┻M入到大氣中。

為什么監(jiān)控火炬煙囪很重要？

根據(jù)實際和監(jiān)管要求，需要監(jiān)控火炬煙囪是否存在火焰，并確保進行了適當(dāng)燃燒。此外，監(jiān)控指示燈以確保其持續(xù)運行也很重要。如果火炬煙囪因任何原因停止燃燒，必須盡早通知工廠操作員以便他們能夠重新點燃火焰并防止工廠停運。

? 安全性

逃逸到大氣中的污染物可能對工廠人員的健康產(chǎn)生危害，且可能損壞機器。未燃燒的污染物也可能會積聚，并引發(fā)爆炸。

? 法規(guī)

為了防止有害排放物釋放到大氣中，環(huán)境監(jiān)管機構(gòu)要求始終監(jiān)控?zé)焽璧幕鹧婊蛑甘緹簟?/p>

? 指示燈

監(jiān)控指示燈是火炬煙囪控制系統(tǒng)的一個關(guān)鍵部分，但可能具有挑戰(zhàn)性。當(dāng)引燃的火焰直徑為30cm(11.8in)且火焰趨向于變小時，必須在距離火焰至少300m(984ft)的范圍內(nèi)進行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

監(jiān)控方法

為確保點火，可采用四種主要方法來監(jiān)控指示燈或火炬煙囪。

?  熱電偶

? 紫外線傳感器

? CCTV

? 紅外熱成像儀

火炬煙囪監(jiān)控問題

許多問題使得火炬煙囪監(jiān)控并不那么簡單。

狀況

火炬煙囪所在位置非常熱，并且通常具有腐蝕性。這使得很難進行近距離接觸測量。這也使得測量設(shè)備的維護和更換非常危險。

天氣

監(jiān)控器通常重 點監(jiān)控火炬煙囪的狹窄、明顯區(qū)域。如果風(fēng)力將火焰推離該區(qū)域，則會產(chǎn)生一個錯誤讀數(shù)。

火焰可見度

有時，火炬煙囪燒盡的氣體會在不產(chǎn)生任何顏色的情況下燃燒。這樣就會產(chǎn)生通過視覺方法無法檢測到的透明火焰，并且錯誤地將其視為火炬煙囪火焰已經(jīng)熄滅的指示。

成像儀視野(FOV)

由于火炬煙囪火焰暴露于環(huán)境中，因此會受到天氣的影響。這意味著可能被風(fēng)吹離其位置，因此非接觸式測量設(shè)備可能就看不到。

火炬煙囪監(jiān)控成像儀的寬視野對此問題提供了解決方案。該成像儀可定制6°的水平視野(HFOV)，以在火炬煙囪周圍達到良好的覆蓋，并安全地監(jiān)控火炬和引燃火焰的存在。

此外，先進的IMAGEPro熱成像軟件可使操作員設(shè)置定制的感興趣區(qū)域(ROI)和報警閥值水平，以全天候監(jiān)控火炬和引燃火焰的狀態(tài)。這意味著即便受天氣影響火焰位置發(fā)生變化，也能繼續(xù)監(jiān)控火焰，為每個區(qū)域提供高低溫報警。

熱成像

紅外 (IR) 熱成像提供了監(jiān)控火炬煙囪的準(zhǔn)確和可靠方法。IR 攝像機如 AMETEK Land 的火炬煙囪監(jiān)控成像儀可以從任何距離生成任何目標(biāo)的高分辨率熱圖像。這實現(xiàn)了以安全的距離監(jiān)控火焰，從而確保攝像機不會因煙囪條件而受到損壞。這也使得維護更加安全和容易。

溫度測量的重要性

由于廢氣成分會在不同的溫度下燃燒，因此確?；鹁鏌焽璨粫抵劣行囟纫韵聦τ诒ＷC氣體的完全燃燒至關(guān)重要。

由于廢氣成分會在不同的溫度下燃燒，因此確?；鹁鏌焽璨粫抵劣行囟纫韵聦τ诒ＷC氣體的完全燃燒至關(guān)重要。

更復(fù)雜的是，這些溫度并不準(zhǔn)確，而是會受到其他條件，如壓力和燃燒氣體混合物的影響。因此，保持高火焰溫度極其重要。

但是，大多數(shù)火炬煙囪系統(tǒng)依靠注入蒸汽（即，將空氣引入到火焰中）來提高火焰溫度。監(jiān)控火焰的溫度上限可確?；鹧娌粫斑^熱”，從而控制效率。這降低了蒸汽生產(chǎn)的燃料成本，并大量節(jié)省成本。