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　　概要

　　廢水泛指使用過的水，其中會包含有人類排泄物、食品廢渣、油污、肥皂和化學(xué)物等。所有制造型行業(yè)及市政廢水廠都必須符合國家及當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的相關(guān)規(guī)定，以美國為例，美國國家環(huán)境保護(hù)局（USEPA）頒布清潔水法CWA（Clean Water Act）。

　　為了確保排放的污水符合CWA法案，企業(yè)必須具備由EPA或EPA授權(quán)代理審核批文的國家污水排放控制系統(tǒng)NPDES（National Pollutant Discharge Elimination System）。只有企業(yè)能確保每天排放的污染物低于CWA設(shè)置的較低限值，才有可能獲得此批文。限值根據(jù)當(dāng)?shù)貑挝坏囊?guī)定，或者經(jīng)處理廢水所排入的支流情況而互不相同。

　　為使成本最小化，必須對廢水處理過程較優(yōu)化。為幫助實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，很多工廠使用總有機(jī)碳（TOC）監(jiān)測來確保水質(zhì)，同時顯著降低費(fèi)用。

　　處理過程

　　廢水處理廠的處理過程必須同時滿足國家及當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的規(guī)章制度。在生產(chǎn)過程或廢水處理廠中，一旦凈水補(bǔ)給時的水被污染或者不經(jīng)處理就被排放，會對人體健康或者環(huán)境造成不良影響。

　　水處理的最終目的在于確保排放的水質(zhì)中污染物的含量符合規(guī)定，或者廢水能被處理成可再回收使用的水質(zhì)。此時的處理及凈化過程同時包含物理和化學(xué)處理。

　　凈化水的第一步是去除可疑的固體雜質(zhì)，第二步是化學(xué)處理以確保危險化學(xué)成本或細(xì)菌最小程度地被排放至環(huán)境。

　　如果處理的過程未被適當(dāng)?shù)乜刂谱?，可能會對公司造成一定的影響。未被正確處理的水會對其接觸物料產(chǎn)生損傷，例如輸送管道或儲水罐。未被有效處理的水還可能造成工廠的停產(chǎn)，廢水水流的導(dǎo)流，或再返工處理。這些后果都會帶來不必要及昂貴的費(fèi)用。

　　為什么要使用TOC來優(yōu)化處理過程？

　　對于廢水流或負(fù)載水在源頭就開始進(jìn)行TOC檢測，可以作為基線讀數(shù)，這樣水處理廠就知道處理前原始的有機(jī)物含量。確定水中大致的總有機(jī)碳含量，可以推算出需要多少量的化學(xué)藥劑及過濾過程來進(jìn)行處理。被排出的水或者處理后的凈水再次進(jìn)行TOC檢測，通過對排出水的監(jiān)控，處理工廠可以知道化學(xué)給藥否有效。處理工廠還可以漸漸地減少或調(diào)整化學(xué)藥劑的使用，實(shí)時比較其對出水質(zhì)量的影響。

　　EPA（美國國家環(huán)境保護(hù)局）確定了五類污染物必須受到控制。這包括耗氧性物質(zhì)，病原體，營養(yǎng)物，無機(jī)物及合成有機(jī)化合物，熱量。所有這些污染物都會影響生態(tài)系統(tǒng)并對水質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。這其中可以通過TOC監(jiān)測的污染物是耗氧性物質(zhì)。

　　過去，很多公司通過一個需要耗時5天的BOD（生物需氧量）測試或需要耗時2個小時的COD（化學(xué)需氧量）來對耗氧性物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控。目前TOC設(shè)備的優(yōu)勢及便利性漸漸體現(xiàn)，EPA已經(jīng)允許使用TOC對耗氧性物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控。TOC的分析過程僅需幾分鐘即可完成，相比之前的幾個小時甚至幾天,速度有很大的提升。EPA 40 CFR，取樣及測試程序，133.104章節(jié)中提到“可以用TOC方法取代BOD5，只要BOD:COD或者BOD:TOC的長期關(guān)聯(lián)性能被證實(shí)。”1當(dāng)需要快速確定廢水流的組成時，TOC的快速檢測時間就是很大的優(yōu)勢。

　　一但TOC數(shù)值顯示排放水符合規(guī)定，立刻就能節(jié)約水處理成本。相反，如果由于未知的工藝污染，最初測出的廢水TOC值開始上升，處理工廠可以立刻同步進(jìn)行TOC分析，校正化學(xué)給藥量。這種“實(shí)時”糾正，能幫助終端客戶避免因排放不合格的廢水而造成違規(guī)及不必要的成本。

　　Sievers InnovOx方法

　　Sievers分析儀在TOC分析方法上有了創(chuàng)新性的突破，為極其困難的樣品提供了穩(wěn)定的分析儀。InnovOx使用了高效率的超臨界氧化（SCWO）技術(shù)，能夠連續(xù)檢測幾百個廢水樣品而無需校準(zhǔn)、無需系統(tǒng)維護(hù)并不需要更換備件。Sievers InnovOx的運(yùn)行原理基于化學(xué)濕法氧化技術(shù)，通過在樣品中加入酸劑及氧化劑進(jìn)行氧化。無機(jī)碳通過吹掃被去除，樣品在高溫下通過過硫酸鹽被氧化，生成的二氧化碳通過非色散紅外光度計進(jìn)行測定。InnovOx會提高樣品的溫度，并加入試劑確保充分氧化，并把液體水樣轉(zhuǎn)換成超臨界水。一旦進(jìn)入這一狀態(tài)，超臨界水氧化（SCWO）現(xiàn)象便會發(fā)生。這一創(chuàng)新技術(shù)可以使氧化效率達(dá)到99%，因此檢測精確度和準(zhǔn)確度較高。Sievers InnovOx還能在每個檢測結(jié)束后自動清除有問題的樣品基體污染。因此，在儀器內(nèi)部例如反應(yīng)器、管路或者閥門內(nèi)都不會有鹽分或氧化副產(chǎn)物的累積問題。

　　結(jié)論

　　InnovOx TOC實(shí)驗(yàn)室及在線分析儀能夠?qū)U水進(jìn)行非常準(zhǔn)確、精確及快速的檢測。若水廠能夠在處理之前和之后都對水質(zhì)有清晰了解，那么優(yōu)勢就是，能夠提高處理效率并最小化風(fēng)險，最重要的還在于保證合規(guī)。對分析儀器的投資能夠很快在處理過程優(yōu)化中收回成本，也降低了違反規(guī)范的風(fēng)險。

　　參考文獻(xiàn)

　　1.EPA,CFR 40 Section 133.104 Sampling and Test Procedures,pg.548,7-1-07 Edition.EPA，40 CFR，133.104章，取樣及檢測規(guī)程，548頁，7-1-07版

　　2.Environmental Protection Agency.EPA.org(accessed March 2009).環(huán)境保護(hù)局，(2009年3月登陸)

• SieversInnovOxES實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀

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