制糖廠通過(guò)冷凝水TOC監(jiān)測(cè)降低營(yíng)收損失
-
項(xiàng)目總結(jié)
應(yīng)用領(lǐng)域 - 泄漏檢測(cè)
監(jiān)測(cè)技術(shù) - 總有機(jī)碳(TOC)分析
比較因素 - 檢測(cè)水中有機(jī)污染物的準(zhǔn)確性和靈敏度
監(jiān)測(cè)結(jié)果 - 與現(xiàn)今常用的水質(zhì)參數(shù)相比,TOC分析顯示出超 強(qiáng)的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性和靈敏度
關(guān)鍵詞 – 食品飲料行業(yè)、制糖業(yè)、有機(jī)物監(jiān)測(cè)、泄漏檢測(cè)、電導(dǎo)率、pH值、氧化還原電勢(shì)、Sievers? InnovOx TOC、冷凝水、運(yùn)營(yíng)成本、產(chǎn)品損失
背景
制糖是耗水量極高的生產(chǎn)工藝,其中幾乎每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要用水。例如,在碾磨甘蔗時(shí),必須將水噴灑在甘蔗上,以盡量提取甘蔗汁液。制糖廠用蒸汽輪機(jī)來(lái)碾磨甘蔗,每碾磨兩噸甘蔗,就會(huì)消耗一噸水蒸汽。糖漿的進(jìn)一步提純和結(jié)晶也要靠蒸汽驅(qū)動(dòng)的機(jī)器來(lái)完成。不難理解,制糖廠(尤其是缺水地區(qū)的制糖廠)都會(huì)想方設(shè)法節(jié)約用水和再利用水。
再利用水的一種可行辦法是,收集和冷凝鍋爐與其它工藝設(shè)備排出的熱蒸汽。制糖廠在重新利用冷凝水之前,通常會(huì)利用冷凝水的高溫來(lái)加熱分離的流體(例如提取的甘蔗汁或糖漿),以便進(jìn)行精加工。充分利用熱能能夠節(jié)省成本。制糖廠通過(guò)換熱器,在加熱流體的同時(shí)防止兩種流體混合。冷卻后的冷凝水經(jīng)過(guò)處理,可以用作工藝補(bǔ)給水甚至鍋爐給水。如此一來(lái),制糖廠既充分利用了熱能,又節(jié)省了用水。
挑戰(zhàn)
在實(shí)際生產(chǎn)中,換熱器的性能并非絕 對(duì)可靠,尤其是長(zhǎng)期和反復(fù)使用的換熱器。由于金屬疲勞和腐蝕,換熱器中分隔兩種流體的金屬表面會(huì)出現(xiàn)針孔,導(dǎo)致流體雙向泄漏,給制糖廠造成損失。
對(duì)于制糖廠來(lái)說(shuō),這種泄漏會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題。首先,如果甘蔗汁或糖漿在通過(guò)換熱器時(shí)漏到冷凝水中,會(huì)造成產(chǎn)品損失。這種損失乍看微不足道,但隨著時(shí)間推移,損失會(huì)累積起來(lái),最 終顯著降低企業(yè)營(yíng)收。請(qǐng)看下面的例子:
一個(gè)普通制糖廠每年生產(chǎn)30萬(wàn)至40萬(wàn)公噸原糖
由于機(jī)械因素造成的產(chǎn)品損失為0.1%,相當(dāng)于損失了300至400噸產(chǎn)品
假設(shè)產(chǎn)品的平均售價(jià)為每噸400美元,這就意味著制糖廠每年要損失12萬(wàn)至16萬(wàn)美元的收入
其次,流體泄漏會(huì)污染冷凝水。一旦發(fā)生污染,制糖廠就不得不花費(fèi)額外的時(shí)間和費(fèi)用來(lái)處理被污染的冷凝水,然后才能重新利用處理后的冷凝水。但這樣做的前提是在經(jīng)濟(jì)上劃算,否則制糖廠只能被迫將被污染的冷凝水作為廢水排放掉,不但無(wú)法節(jié)約用水,還必須在排放前對(duì)被污染的冷凝水進(jìn)行成本更高的廢水處理。
如果要避免不必要的產(chǎn)品損失和防止設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,盡早發(fā)現(xiàn)泄漏就變得至關(guān)重要。然而,從本文隨后提供的數(shù)據(jù)中可以看到,現(xiàn)今常用的監(jiān)測(cè)冷凝水質(zhì)量的方法完全無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到水中的有機(jī)雜質(zhì)。如果制糖廠繼續(xù)使用不合格的冷凝水,風(fēng)險(xiǎn)會(huì)非常嚴(yán)重。例如,如果不合格的冷凝水被用作鍋爐給水,水中的雜質(zhì)會(huì)在高溫下氧化成有機(jī)酸,導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的pH值降到危險(xiǎn)地步,制糖廠就不得不被迫進(jìn)行計(jì)劃外的鍋爐排污。即使問(wèn)題沒(méi)到這么嚴(yán)重的程度,但隨著時(shí)間推移,有機(jī)污染物會(huì)持續(xù)腐蝕鍋爐,積聚沉淀物,從而縮短鍋爐的使用壽命。為了將鍋爐恢復(fù)到可使用的狀態(tài),制糖廠不得不對(duì)受損的鍋爐進(jìn)行昂貴、耗時(shí)的維修,甚至被迫停產(chǎn)。
解決方案
換熱器的泄漏會(huì)將有機(jī)污染物(例如提取的甘蔗汁、糖漿、鍋爐燃油等)送進(jìn)冷凝水,因此必須采用能夠快速檢測(cè)這些有機(jī)污染物的分析方法。使用常規(guī)的水質(zhì)參數(shù)(例如pH值和電導(dǎo)率)很難檢測(cè)到有機(jī)物的存在,因?yàn)榇蠖鄶?shù)(如果不是全部)有機(jī)污染物在水中不會(huì)電離,使被污染的水的pH值呈中性。而總有機(jī)碳(TOC)分析法能夠準(zhǔn)確測(cè)量水中所有共價(jià)鍵碳化合物的濃度,及時(shí)提供冷凝水中有機(jī)污染物濃度的直接參數(shù)。TOC分析是一種快速、定量的測(cè)量方法,能夠幫助制糖廠做出實(shí)時(shí)的、基于測(cè)量數(shù)據(jù)的工藝決策,以有效管理冷凝水的再利用和排放。
為了證明TOC分析對(duì)有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)靈敏度,我們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)室研究。我們先將潛在的污染物加到制糖廠的冷凝水樣品中,這些污染物是中間糖產(chǎn)品,它們會(huì)通過(guò)換熱器從熱冷凝水中吸收熱量。本研究選擇的中間糖產(chǎn)品是“供汁(Supply juice)”和“EFFET A液”,它們的加標(biāo)濃度范圍是50至約500 ppm(mg/L)。
然后用Sievers InnovOx實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀(見(jiàn)圖1)測(cè)量加熱至40 °C ± 2以模擬制糖廠典型生產(chǎn)條件的加標(biāo)冷凝水。此款分析儀采用獨(dú)特的超臨界水氧化技術(shù)(SCWO,Super Critical Water Oxidation),對(duì)有機(jī)碳濃度的檢測(cè)范圍是50 ppb(μg/L)至 50,000 ppm(mg/L)。除了測(cè)量加標(biāo)冷凝水樣品的TOC濃度之外,我們還測(cè)量了電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì)(ORP,Oxidation Reduction Potential)、pH值。
圖1:用來(lái)測(cè)量加標(biāo)冷凝水樣品的
Sievers* InnovOx實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀
我們隨后分析了這兩種污染物加標(biāo)濃度的各種參數(shù)(TOC、電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì)、pH值),如圖2-5所示。通過(guò)相關(guān)關(guān)系的線性和斜率,可以深入了解這些水質(zhì)參數(shù)的對(duì)污染物濃度的響應(yīng)性和敏感性。
圖2a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)TOC
圖2b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)TOC
圖3a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率
圖3b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率
圖4a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)氧化還原電勢(shì)
圖4b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)氧化還原電勢(shì)
圖5a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)pH值
圖5b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)pH值
研究結(jié)果顯示,無(wú)論對(duì)何種污染物,TOC測(cè)量都能隨加標(biāo)濃度變化而表現(xiàn)出高度的線性。相關(guān)性斜率表明,TOC測(cè)量在整個(gè)加標(biāo)濃度范圍內(nèi)有高度的敏感性。
另一方面,雖然兩種污染物的電導(dǎo)率都表現(xiàn)出良好的相關(guān)性,但與整體數(shù)據(jù)相比,在較低的供汁加標(biāo)濃度下的電導(dǎo)率線性稍差(見(jiàn)圖6)。電導(dǎo)率測(cè)量的敏感性似乎也不足(較低的相關(guān)性斜率意味著電導(dǎo)率讀數(shù)的微小差異很容易被誤認(rèn)為工藝噪聲或被歸因于電導(dǎo)率傳感器或探頭本身的測(cè)量誤差)。
圖 6:當(dāng)供汁的加標(biāo)濃度較低時(shí)
電導(dǎo)率相關(guān)性的線性較差
與TOC和電導(dǎo)率相反,我們無(wú)法建立氧化還原電勢(shì)的線性相關(guān)性。對(duì)于加入供汁的冷凝水,氧化還原電勢(shì)測(cè)量值在加標(biāo)濃度低于100 ppm時(shí)呈較差的線性,超過(guò)此濃度后氧化還原電勢(shì)趨于水平。在測(cè)量EFFET A液時(shí),隨著污染物濃度的增加,氧化還原電勢(shì)的趨勢(shì)變得不連貫,表明兩者沒(méi)有因果關(guān)系。
我們同樣無(wú)法看到冷凝水的pH值與污染物的加標(biāo)濃度之間的線性相關(guān)性。pH值的實(shí)測(cè)結(jié)果只能被繪成對(duì)數(shù)函數(shù),這表明用pH值來(lái)檢測(cè)冷凝水中的有機(jī)污染物的靈敏性和實(shí)用性皆都不足。
結(jié)論
監(jiān)測(cè)冷凝水的水質(zhì),尤其是監(jiān)測(cè)通過(guò)換熱器的冷凝水的水質(zhì),對(duì)于制糖廠防止產(chǎn)品和營(yíng)收損失來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。同樣,為了保護(hù)制糖廠的關(guān)鍵設(shè)備免受被污染的冷凝水的損害,確認(rèn)重復(fù)利用的冷凝水的清潔度也非常重要。
目前常用的水質(zhì)測(cè)量參數(shù)包括電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì)、pH值,這些參數(shù)在檢測(cè)離子污染物時(shí)表現(xiàn)出色,但在檢測(cè)有機(jī)污染物時(shí),尤其是檢測(cè)濃度較低的有機(jī)污染物時(shí),就有很大的局限性。僅僅依靠上述水質(zhì)參數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)冷凝水的水質(zhì),會(huì)降低工藝透明度,導(dǎo)致企業(yè)決策錯(cuò)誤,最 終增加生產(chǎn)成本或損壞生產(chǎn)設(shè)備。
TOC分析提供了一種快速、準(zhǔn)確、靈敏的有機(jī)污染物檢測(cè)方法,是確保冷凝水質(zhì)量的有效工具。制糖廠在關(guān)鍵工藝步驟中采用在線TOC監(jiān)測(cè),能夠加強(qiáng)泄漏檢測(cè)能力,而泄漏是導(dǎo)致代價(jià)高昂的設(shè)備損壞和營(yíng)收損失的一大根源。
參考文獻(xiàn)
Quantification of Sugar Content Loss in various Byproducts of the Sugar Industry, International Journal of Advance Industrial Engineering, Vol. 3, No. 2 (June 2015)
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- 制糖廠通過(guò)冷凝水TOC監(jiān)測(cè)降低營(yíng)收損失
項(xiàng)目總結(jié)
應(yīng)用領(lǐng)域 - 泄漏檢測(cè)
監(jiān)測(cè)技術(shù) - 總有機(jī)碳(TOC)分析
比較因素 - 檢測(cè)水中有機(jī)污染物的準(zhǔn)確性和靈敏度
監(jiān)測(cè)結(jié)果 - 與現(xiàn)今常用的水質(zhì)參數(shù)相比,TOC分析顯示出超 強(qiáng)的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性和靈敏度
關(guān)鍵詞 – 食品飲料行業(yè)、制糖業(yè)、有機(jī)物監(jiān)測(cè)、泄漏檢測(cè)、電導(dǎo)率、pH值、氧化還原電勢(shì)、Sievers? InnovOx TOC、冷凝水、運(yùn)營(yíng)成本、產(chǎn)品損失
背景
制糖是耗水量極高的生產(chǎn)工藝,其中幾乎每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要用水。例如,在碾磨甘蔗時(shí),必須將水噴灑在甘蔗上,以盡量提取甘蔗汁液。制糖廠用蒸汽輪機(jī)來(lái)碾磨甘蔗,每碾磨兩噸甘蔗,就會(huì)消耗一噸水蒸汽。糖漿的進(jìn)一步提純和結(jié)晶也要靠蒸汽驅(qū)動(dòng)的機(jī)器來(lái)完成。不難理解,制糖廠(尤其是缺水地區(qū)的制糖廠)都會(huì)想方設(shè)法節(jié)約用水和再利用水。
再利用水的一種可行辦法是,收集和冷凝鍋爐與其它工藝設(shè)備排出的熱蒸汽。制糖廠在重新利用冷凝水之前,通常會(huì)利用冷凝水的高溫來(lái)加熱分離的流體(例如提取的甘蔗汁或糖漿),以便進(jìn)行精加工。充分利用熱能能夠節(jié)省成本。制糖廠通過(guò)換熱器,在加熱流體的同時(shí)防止兩種流體混合。冷卻后的冷凝水經(jīng)過(guò)處理,可以用作工藝補(bǔ)給水甚至鍋爐給水。如此一來(lái),制糖廠既充分利用了熱能,又節(jié)省了用水。
挑戰(zhàn)
在實(shí)際生產(chǎn)中,換熱器的性能并非絕 對(duì)可靠,尤其是長(zhǎng)期和反復(fù)使用的換熱器。由于金屬疲勞和腐蝕,換熱器中分隔兩種流體的金屬表面會(huì)出現(xiàn)針孔,導(dǎo)致流體雙向泄漏,給制糖廠造成損失。
對(duì)于制糖廠來(lái)說(shuō),這種泄漏會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題。首先,如果甘蔗汁或糖漿在通過(guò)換熱器時(shí)漏到冷凝水中,會(huì)造成產(chǎn)品損失。這種損失乍看微不足道,但隨著時(shí)間推移,損失會(huì)累積起來(lái),最 終顯著降低企業(yè)營(yíng)收。請(qǐng)看下面的例子:
一個(gè)普通制糖廠每年生產(chǎn)30萬(wàn)至40萬(wàn)公噸原糖
由于機(jī)械因素造成的產(chǎn)品損失為0.1%,相當(dāng)于損失了300至400噸產(chǎn)品
假設(shè)產(chǎn)品的平均售價(jià)為每噸400美元,這就意味著制糖廠每年要損失12萬(wàn)至16萬(wàn)美元的收入
其次,流體泄漏會(huì)污染冷凝水。一旦發(fā)生污染,制糖廠就不得不花費(fèi)額外的時(shí)間和費(fèi)用來(lái)處理被污染的冷凝水,然后才能重新利用處理后的冷凝水。但這樣做的前提是在經(jīng)濟(jì)上劃算,否則制糖廠只能被迫將被污染的冷凝水作為廢水排放掉,不但無(wú)法節(jié)約用水,還必須在排放前對(duì)被污染的冷凝水進(jìn)行成本更高的廢水處理。
如果要避免不必要的產(chǎn)品損失和防止設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,盡早發(fā)現(xiàn)泄漏就變得至關(guān)重要。然而,從本文隨后提供的數(shù)據(jù)中可以看到,現(xiàn)今常用的監(jiān)測(cè)冷凝水質(zhì)量的方法完全無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到水中的有機(jī)雜質(zhì)。如果制糖廠繼續(xù)使用不合格的冷凝水,風(fēng)險(xiǎn)會(huì)非常嚴(yán)重。例如,如果不合格的冷凝水被用作鍋爐給水,水中的雜質(zhì)會(huì)在高溫下氧化成有機(jī)酸,導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的pH值降到危險(xiǎn)地步,制糖廠就不得不被迫進(jìn)行計(jì)劃外的鍋爐排污。即使問(wèn)題沒(méi)到這么嚴(yán)重的程度,但隨著時(shí)間推移,有機(jī)污染物會(huì)持續(xù)腐蝕鍋爐,積聚沉淀物,從而縮短鍋爐的使用壽命。為了將鍋爐恢復(fù)到可使用的狀態(tài),制糖廠不得不對(duì)受損的鍋爐進(jìn)行昂貴、耗時(shí)的維修,甚至被迫停產(chǎn)。
解決方案
換熱器的泄漏會(huì)將有機(jī)污染物(例如提取的甘蔗汁、糖漿、鍋爐燃油等)送進(jìn)冷凝水,因此必須采用能夠快速檢測(cè)這些有機(jī)污染物的分析方法。使用常規(guī)的水質(zhì)參數(shù)(例如pH值和電導(dǎo)率)很難檢測(cè)到有機(jī)物的存在,因?yàn)榇蠖鄶?shù)(如果不是全部)有機(jī)污染物在水中不會(huì)電離,使被污染的水的pH值呈中性。而總有機(jī)碳(TOC)分析法能夠準(zhǔn)確測(cè)量水中所有共價(jià)鍵碳化合物的濃度,及時(shí)提供冷凝水中有機(jī)污染物濃度的直接參數(shù)。TOC分析是一種快速、定量的測(cè)量方法,能夠幫助制糖廠做出實(shí)時(shí)的、基于測(cè)量數(shù)據(jù)的工藝決策,以有效管理冷凝水的再利用和排放。
為了證明TOC分析對(duì)有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)靈敏度,我們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)室研究。我們先將潛在的污染物加到制糖廠的冷凝水樣品中,這些污染物是中間糖產(chǎn)品,它們會(huì)通過(guò)換熱器從熱冷凝水中吸收熱量。本研究選擇的中間糖產(chǎn)品是“供汁(Supply juice)”和“EFFET A液”,它們的加標(biāo)濃度范圍是50至約500 ppm(mg/L)。
然后用Sievers InnovOx實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀(見(jiàn)圖1)測(cè)量加熱至40 °C ± 2以模擬制糖廠典型生產(chǎn)條件的加標(biāo)冷凝水。此款分析儀采用獨(dú)特的超臨界水氧化技術(shù)(SCWO,Super Critical Water Oxidation),對(duì)有機(jī)碳濃度的檢測(cè)范圍是50 ppb(μg/L)至 50,000 ppm(mg/L)。除了測(cè)量加標(biāo)冷凝水樣品的TOC濃度之外,我們還測(cè)量了電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì)(ORP,Oxidation Reduction Potential)、pH值。
圖1:用來(lái)測(cè)量加標(biāo)冷凝水樣品的
Sievers* InnovOx實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀
我們隨后分析了這兩種污染物加標(biāo)濃度的各種參數(shù)(TOC、電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì)、pH值),如圖2-5所示。通過(guò)相關(guān)關(guān)系的線性和斜率,可以深入了解這些水質(zhì)參數(shù)的對(duì)污染物濃度的響應(yīng)性和敏感性。
圖2a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)TOC
圖2b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)TOC
圖3a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率
圖3b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率
圖4a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)氧化還原電勢(shì)
圖4b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)氧化還原電勢(shì)
圖5a:不同加標(biāo)濃度的供汁的實(shí)測(cè)pH值
圖5b:不同加標(biāo)濃度的EFFET A液的實(shí)測(cè)pH值
研究結(jié)果顯示,無(wú)論對(duì)何種污染物,TOC測(cè)量都能隨加標(biāo)濃度變化而表現(xiàn)出高度的線性。相關(guān)性斜率表明,TOC測(cè)量在整個(gè)加標(biāo)濃度范圍內(nèi)有高度的敏感性。
另一方面,雖然兩種污染物的電導(dǎo)率都表現(xiàn)出良好的相關(guān)性,但與整體數(shù)據(jù)相比,在較低的供汁加標(biāo)濃度下的電導(dǎo)率線性稍差(見(jiàn)圖6)。電導(dǎo)率測(cè)量的敏感性似乎也不足(較低的相關(guān)性斜率意味著電導(dǎo)率讀數(shù)的微小差異很容易被誤認(rèn)為工藝噪聲或被歸因于電導(dǎo)率傳感器或探頭本身的測(cè)量誤差)。
圖 6:當(dāng)供汁的加標(biāo)濃度較低時(shí)
電導(dǎo)率相關(guān)性的線性較差
與TOC和電導(dǎo)率相反,我們無(wú)法建立氧化還原電勢(shì)的線性相關(guān)性。對(duì)于加入供汁的冷凝水,氧化還原電勢(shì)測(cè)量值在加標(biāo)濃度低于100 ppm時(shí)呈較差的線性,超過(guò)此濃度后氧化還原電勢(shì)趨于水平。在測(cè)量EFFET A液時(shí),隨著污染物濃度的增加,氧化還原電勢(shì)的趨勢(shì)變得不連貫,表明兩者沒(méi)有因果關(guān)系。
我們同樣無(wú)法看到冷凝水的pH值與污染物的加標(biāo)濃度之間的線性相關(guān)性。pH值的實(shí)測(cè)結(jié)果只能被繪成對(duì)數(shù)函數(shù),這表明用pH值來(lái)檢測(cè)冷凝水中的有機(jī)污染物的靈敏性和實(shí)用性皆都不足。
結(jié)論
監(jiān)測(cè)冷凝水的水質(zhì),尤其是監(jiān)測(cè)通過(guò)換熱器的冷凝水的水質(zhì),對(duì)于制糖廠防止產(chǎn)品和營(yíng)收損失來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。同樣,為了保護(hù)制糖廠的關(guān)鍵設(shè)備免受被污染的冷凝水的損害,確認(rèn)重復(fù)利用的冷凝水的清潔度也非常重要。
目前常用的水質(zhì)測(cè)量參數(shù)包括電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì)、pH值,這些參數(shù)在檢測(cè)離子污染物時(shí)表現(xiàn)出色,但在檢測(cè)有機(jī)污染物時(shí),尤其是檢測(cè)濃度較低的有機(jī)污染物時(shí),就有很大的局限性。僅僅依靠上述水質(zhì)參數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)冷凝水的水質(zhì),會(huì)降低工藝透明度,導(dǎo)致企業(yè)決策錯(cuò)誤,最 終增加生產(chǎn)成本或損壞生產(chǎn)設(shè)備。
TOC分析提供了一種快速、準(zhǔn)確、靈敏的有機(jī)污染物檢測(cè)方法,是確保冷凝水質(zhì)量的有效工具。制糖廠在關(guān)鍵工藝步驟中采用在線TOC監(jiān)測(cè),能夠加強(qiáng)泄漏檢測(cè)能力,而泄漏是導(dǎo)致代價(jià)高昂的設(shè)備損壞和營(yíng)收損失的一大根源。
參考文獻(xiàn)
Quantification of Sugar Content Loss in various Byproducts of the Sugar Industry, International Journal of Advance Industrial Engineering, Vol. 3, No. 2 (June 2015)
- 食品加工中如何降低維生素的損失
- 如何降低水中總有機(jī)碳TOC?
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簡(jiǎn)介和挑戰(zhàn)
一家總部位于瑞士的工業(yè)公司為一處化工園區(qū)提供 服務(wù),服務(wù)范圍包括殘?jiān)幚怼㈦娏ιa(chǎn)和分配、 環(huán)境保護(hù)和廢物處理、設(shè)備維護(hù)、維修和工程自動(dòng) 化。該化工園區(qū)上駐有不同領(lǐng)域的化學(xué)品制造商, 其生產(chǎn)效率不同,需要的處理也不同,因此為他們 提供服務(wù)頗具挑戰(zhàn)性。
按照法規(guī)要求,處理好廢水以保護(hù)土壤、地下水、 地表水不被污染,是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。當(dāng)公 用設(shè)施和化工工藝的冷卻水被收集到ZX地點(diǎn)時(shí), 操作人員必須作出以下決定:可以直接將該冷卻水 送進(jìn)河里嗎?需要污水處理廠對(duì)其進(jìn)行處理嗎?操 作人員需要依靠實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工具來(lái)做出正確判斷 1。
各種監(jiān)測(cè)工具
廢水排放許可常使用以下參數(shù):
? 化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)
- 需要使用危險(xiǎn)化學(xué)品,測(cè)量需時(shí)2小時(shí);
? 生化需氧量BOD(Biochemical Oxygen Demand)
- 測(cè)量需時(shí)5天。
TOC監(jiān)測(cè)通過(guò)測(cè)量所有有機(jī)碳化合物的總量,方便 而快速(小于10分鐘)地分析整體有機(jī)物含量和有 機(jī)物去除率。
圖 1:三臺(tái) Sievers*在線型 M9 TOC 分析儀監(jiān)測(cè)流 出的混合冷卻水
TOC監(jiān)測(cè)無(wú)需使用有毒化學(xué)品,能夠提供快速響應(yīng) 時(shí)間,能夠捕獲所有有機(jī)碳化合物,因而成為首 選 的有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法。許多工廠開(kāi)始采用TOC監(jiān)測(cè)作為Z佳可行技術(shù)(Best Available Technology, BAT),來(lái)持續(xù)監(jiān)測(cè)要排放到環(huán)境水域中的廢水。 TOC監(jiān)測(cè)是經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的技術(shù)方法,能定量捕獲大量的、增長(zhǎng)的有機(jī)污染物群2,3。
工廠有時(shí)采用UV-254來(lái)測(cè)算有機(jī)物含量。雖然UV- 254 探頭和顯示器價(jià)格便宜,但探頭只能識(shí)別到含 有254nm波長(zhǎng)生色團(tuán)的化合物,漏掉了其它包括簡(jiǎn) 單平鏈有機(jī)分子在內(nèi)的多種化合物。此外,在 254nm 波長(zhǎng)處存在干擾,包括濁度、硝酸鹽、鐵化 合物等干擾。由于該化工園區(qū)收集的有機(jī)化合物種 類繁多且變化無(wú)常,快速有效地測(cè)量所有碳化合物 含量就變得至關(guān)重要。TOC 分析是唯 一可行的方法。
采用TOC分析的解決方案
使用三臺(tái)Sievers*在線型M9 TOC分析儀來(lái)分析化工 園區(qū)所有公司排出的混合冷卻水(見(jiàn)圖1)。為符 合化工園區(qū)的排放法規(guī),測(cè)量數(shù)據(jù)的充分性和可靠 性Z為重要。如果未來(lái)混合冷卻水的TOC 變化很大, 操作人員可以使用一臺(tái)儀器專門查找污染源,更有 效地排除污染。
有時(shí)收集到的水流中含有泥沙、粘土、污垢、高硬 度或高濁度物質(zhì),較難精確測(cè)量出有機(jī)物含量。但 配有原水取樣器(Raw Water Sampler)的 M9 分 析儀就可以防止大顆粒物質(zhì)干擾 TOC 測(cè)量。TOC 是 指溶解的、膠狀的、懸浮的顆粒物,不包括可沉淀 固體、無(wú)機(jī)沉淀物、有機(jī)物顆粒 4。用簡(jiǎn)單的過(guò)濾 方法去除可見(jiàn)顆粒,就可以排除固體對(duì)水中有機(jī)化 合物測(cè)量的干擾。Sievers 原水取樣器采用創(chuàng)新設(shè) 計(jì), 利用重力和層流來(lái)去除 TOC 分析儀中的污染 物,從而能夠直接從大顆粒和高濁度的水中取樣。
結(jié)論
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)排放冷卻水的公用設(shè)施,需要快速?zèng)Q 定是將水直接排入環(huán)境中還是送去處理。但水流的 成分變化無(wú)常,取決于生產(chǎn)化學(xué)品的廠家。操作人 員用三臺(tái)TOC分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)總有機(jī)碳(TOC), 可以得到可靠的、足夠的、完整的有機(jī)物含量數(shù)據(jù), 以快速做出決策,確保符合法規(guī)。
參考資料
1.http://lb.kompass.com/c/cimo-compagnieindustrielle-de-monthey-sa/ch119795/
2. Best Available Techniques (BAT) Reference Docu-ment for Common Waste water and Waste Gas Treatment/Management Systems in the Chemical Sector. 化學(xué)工業(yè)常見(jiàn)廢水和廢氣處理/管 理系統(tǒng)的Z 佳可行技術(shù)參考文件 http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/C WW_Fi-nal_Draft_07_2014.pdf
3. JRC Reference Report on Monitoring of emissions from IED-installations. JRC關(guān)于監(jiān)測(cè)IED 裝置排放的參考報(bào)告 http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/ROM_FD_102013_online.pdf
4. EPA Method 415.3. Determination of Total Organic Carbon and Specific UV Absorbance at 254 nm in Source Water and Drinking Water. EPA 方法 415.3 源水和飲用水中總有機(jī)碳和254 nm 處紫外吸 光度的測(cè)定 http://www.epa.gov/microbes/m_415_3Rev1_1.pdf
- 使用總有機(jī)碳TOC分析監(jiān)測(cè)混合冷卻水的出口
簡(jiǎn)介和挑戰(zhàn)
一家總部位于瑞士的工業(yè)公司為一處化工園區(qū)提供 服務(wù),服務(wù)范圍包括殘?jiān)幚?、電力生產(chǎn)和分配、 環(huán)境保護(hù)和廢物處理、設(shè)備維護(hù)、維修和工程自動(dòng)化。該化工園區(qū)上駐有不同領(lǐng)域的化學(xué)品制造商, 其生產(chǎn)效率不同,需要的處理也不同,因此為他們提供服務(wù)頗具挑戰(zhàn)性。 按照法規(guī)要求,處理好廢水以保護(hù)土壤、地下水、 地表水不被污染,是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。當(dāng)公用設(shè)施和化工工藝的冷卻水被收集到ZX地點(diǎn)時(shí), 操作人員必須作出以下決定:可以直接將該冷卻水 送進(jìn)河里嗎?需要污水處理廠對(duì)其進(jìn)行處理嗎?操作人員需要依靠實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工具來(lái)做出正確判斷 1。
各種監(jiān)測(cè)工具
廢水排放許可常使用以下參數(shù):
? 化學(xué)需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)
- 需要使用危險(xiǎn)化學(xué)品,測(cè)量需時(shí)2小時(shí);或者
? 生化需氧量BOD(Biochemical Oxygen Demand)
- 測(cè)量需時(shí)5天。
TOC監(jiān)測(cè)通過(guò)測(cè)量所有有機(jī)碳化合物的總量,方便而快速(小于10分鐘)地分析整體有機(jī)物含量和有 機(jī)物去除率。
圖 1:三臺(tái) Sievers*在線型 M9 TOC 分析儀監(jiān)測(cè)流 出的混合冷卻水
TOC監(jiān)測(cè)無(wú)需使用有毒化學(xué)品,能夠提供快速響應(yīng) 時(shí)間,能夠捕獲所有有機(jī)碳化合物,因而成為shou選的有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法。許多工廠開(kāi)始采用TOC監(jiān)測(cè)作為Z佳可行技術(shù)(Best Available Technology, BAT),來(lái)持續(xù)監(jiān)測(cè)要排放到環(huán)境水域中的廢水。 TOC監(jiān)測(cè)是經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的技術(shù)方法,能定量捕獲大量的、增長(zhǎng)的有機(jī)污染物群2,3。
工廠有時(shí)采用UV-254來(lái)測(cè)算有機(jī)物含量。雖然UV-254 探頭和顯示器價(jià)格便宜,但探頭只能識(shí)別到含 有254nm波長(zhǎng)生色團(tuán)的化合物,漏掉了其它包括簡(jiǎn)單平鏈有機(jī)分子在內(nèi)的多種化合物。此外,在 254nm 波長(zhǎng)處存在干擾,包括濁度、硝酸鹽、鐵化合物等干擾。由于該化工園區(qū)收集的有機(jī)化合物種類繁多且變化無(wú)常,快速有效地測(cè)量所有碳化合物含量就變得至關(guān)重要。TOC 分析是唯yi可行的方法。
采用TOC分析的解決方案
使用三臺(tái)Sievers*在線型M9 TOC分析儀來(lái)分析化工園區(qū)所有公司排出的混合冷卻水(見(jiàn)圖1)。為符 合化工園區(qū)的排放法規(guī),測(cè)量數(shù)據(jù)的充分性和可靠性Z為重要。如果未來(lái)混合冷卻水的TOC 變化很大, 操作人員可以使用一臺(tái)儀器專門查找污染源,更有效地排除污染。
有時(shí)收集到的水流中含有泥沙、粘土、污垢、高硬 度或高濁度物質(zhì),較難精確測(cè)量出有機(jī)物含量。但 配有原水取樣器(Raw Water Sampler)的 M9 分析儀就可以防止大顆粒物質(zhì)干擾 TOC 測(cè)量。TOC 是 指溶解的、膠狀的、懸浮的顆粒物,不包括可沉淀 固體、無(wú)機(jī)沉淀物、有機(jī)物顆粒 4。用簡(jiǎn)單的過(guò)濾 方法去除可見(jiàn)顆粒,就可以排除固體對(duì)水中有機(jī)化 合物測(cè)量的干擾。Sievers 原水取樣器采用創(chuàng)新設(shè) 計(jì), 利用重力和層流來(lái)去除 TOC 分析儀中的污染 物,從而能夠直接從大顆粒和高濁度的水中取樣。
結(jié)論
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)排放冷卻水的公用設(shè)施,需要快速?zèng)Q定是將水直接排入環(huán)境中還是送去處理。但水流的 成分變化無(wú)常,取決于生產(chǎn)化學(xué)品的廠家。操作人員用三臺(tái)TOC分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)總有機(jī)碳(TOC), 可以得到可靠的、足夠的、完整的有機(jī)物含量數(shù)據(jù), 以快速做出決策,確保符合法規(guī)。
參考資料
1.http://lb.kompass.com/c/cimo-compagnieindustrielle-de-monthey-sa/ch119795/
2. Best Available Techniques (BAT) Reference Docu-ment for Common Waste water and Waste Gas Treatment/Management Systems in the Chemical Sector. 化學(xué)工業(yè)常見(jiàn)廢水和廢氣處理/管 理系統(tǒng)的Z佳可行技術(shù)參考文件 http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/C WW_Fi-nal_Draft_07_2014.pdf
3. JRC Reference Report on Monitoring of emissions from IED-installations. JRC關(guān)于監(jiān)測(cè)IED 裝置排放的參考報(bào)告 http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/ROM_FD_102013_online.pdf
4. EPA Method 415.3. Determination of Total Organic Carbon and Specific UV Absorbance at 254 nm in Source Water and Drinking Water. EPA 方法 415.3 源水和飲用水中總有機(jī)碳和254 nm 處紫外吸 光度的測(cè)定 http://www.epa.gov/microbes/m_415_3Rev1_1.pdf
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