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食品及饮料的总有机碳(TOC)负荷监测

发布:苏伊士水务技术(上海)有限公司
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简介 

食品及饮料行业在生产工艺中会使用非常大量的水, 作为原料、清洗溶剂或用于加热、冷却。在考虑清 洁的水对整个生产流程有多重要时,我们必须牢记 用水量及实际产品产量的比例:例如,1升果汁、 红酒或者咖啡的生产需要使用800升水,而1公斤奶 酪或者茶叶则需要5,000升水或者更多1


食品及饮料行业有四大类生产商:第 一种为肉制品、 家禽制品及海鲜制品;第二种为水果及蔬菜;第三 种为乳制品;第四种包括其他所有饮料生产商。在 生产这四类产品的工艺中,生产用水中有杂质或被 有机物污染的情况并不少见。确定水中总有机碳含 量水平的重要方法之一就是总有机碳(TOC)分析。


制造行业必须符合 USEPA 的清洁水行动(Clean  Water Act-CWA)规范。为了降低成本,工厂必须 优化处理流程。很多工厂为了实现优化,使用 TOC 监控,在确保用水质量的同时,能够实现成本的大 大节省。若企业无法达到 CWA 的要求,则可能因 为未达标而被罚款。


处理工艺是怎样的呢?

废水处理工艺必须同时符合 国际及地域规范。在生产工艺中或在废水处理设施中, 若干净的水源被污染后未经 任何处理而排放,会对健康 及环境造成一系列后果。


净水处理的第 一步是过滤可疑的固体杂质,第二步是对水进行化学处理,确保排放时水中的细菌和有害化学物质最小程度地进入环境。


如果水处理工艺没有很好地控制,这会对公司的排 污底限有很大的影响。未经正当处理的污水将损害与水接触的表面物料,例如运输管道及储水罐等。


若水处理效率不高则有可能导致工厂停产,废水流 路改造,甚至是污水的再处理。所有这些都将付出 昂贵的代价。

图 1. 典型的水果/蔬菜加工流程.png

图 1. 典型的水果/蔬菜加工流程 2

为什么使用TOC分析进行工艺优化?

EPA(美国国家环境保护局)确定了五类污染物必 须受到控制。这包括耗氧性物质、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 测试监控的污染物是耗氧性物质。


过去,企业都通过一个简单的生物需氧量(BOD) 或化学需氧量(COD)的测试,来监控耗氧性物质。 如今 TOC 仪器的便利及优势逐渐被认可,EPA 允许使用 TOC 仪器来监控耗氧性物质。在 EPA 文档 40CFR,第 133.104 章节,取样及测试程序中,陈 述道“若 BOD : COD 或者 BOD : TOC 的长期关联性 能被论证,TOC 测试法可以取代 BOD5 测试方 法。”TOC 分析方法更快,所需时间更短,在需要 确定废水流的组成时很有优势。


对废水进口流路,或“有负荷”的水,进行 TOC 的初 始检测。此结果将被作为基本参数,处理工厂就能 了解一开始的有机物含量。确定水流中具体有多少 有机碳后,能决定必须使用多少化学药剂或过滤手 段来处理污水。之后再对出口水,或者“干净”水进 行检测。通过对出口水的检测,处理厂能够知道化 学加药系统是否正常有效地工作着。通过对出口水 的监控,工厂能够很好地监控药剂使用后的效果, 并逐渐修改或减少药剂剂量。TOC 的应用案例有:

• 原始进口水流的初次 TOC 测试应用 — 刚开始的产品清洗阶段 

• 合规放行中的第二类 TOC 测试应用 — 热烫阶段, 分离阶段 

• 合规放行中的第三类 TOC 测试应用 — 设备使用阶段,冷却、清洁及包装阶段 

• 合规放行中水副产物的 TOC 测试应用 — 环保署 排污许可(NPDES)放行阶段


若 TOC 值显示放行已经合规,则处理成本立刻就节 约了。相反,若一开始的废水流因为一些未知工艺的污染而造成 TOC 值上升,处理厂能基于 TOC 分 析值即刻行动,纠正化学药量的投放。这种实时的 更改处理,既可以帮助用户节省成本也能确保污水 排放的合规性。


若食品及饮料行业排放的废水 TOC 值常大于 200ppm,生产商可能需要增加很多费用。市政的 废水处理厂有时会因此增加额外费用,而生产商往 往不认同。若排放污水中 TOC 值过高还可能被 EPA 或当地政府因违反 CWA 规范而处以罚款。


在废水处理工艺中若没有进行 TOC 监控,处理成本 可能会增加,还有可能产生违法赔款。Sievers* InnovOx TOC 分析仪能够帮助客户监控废水处理的 各个工艺,确保废水处理设施合法,并可以帮助优 化药剂的投放量,避免污水的过度处理及再处理现 象。这不但节省了处理工艺中废水停留的时间,也 能实时地合理添加化学药剂,从而达到最小化成本, 最大化盈利的目的。


Sievers* InnovOx 在线及实验室 TOC 分析仪.jpg

Sievers* InnovOx 在线及实验室 TOC 分析仪

参考文献 

1.The World’s Water 2008-2009, by Peter Gleick et  al, Island Press, waterfootprint.org. 

2. EPA 40 CFR, Sampling and Test Procedures,  section 133.104, p. 548, 7-1-07 Edition.

2019-10-14 13:38:37
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