用Sievers TOC-R3在线型TOC分析仪优化废水的厌氧处理工艺

挑战

一家西班牙废纸回收厂致力于环境保护和减少排放。他们的可持续发展战略包括通过厌氧处理来管理废纸回收工艺产生的废水。

厌氧处理工艺将大部分有机杂质（甚至包括复杂的、很难降解的化合物）分解为生物可利用的物质。工艺中还产生副产品沼气，通过厂内的废热发电设施为生产提供电力和热能。

为了有效控制厌氧处理工艺，工厂必须维持一定比例的碳（C）、氮（N）、磷（P）。废水中主要含有碳，因此必须在工艺中添加氮和磷以维持厌氧处理所需的C:N:P比例。氮和磷的添加量与废水进水中的碳含量直接相关。

由于工厂间歇性营运，废水中的碳浓度波动很快，因此通过在实验室中进行化学需氧量（COD，Chemical Oxygen Demand）分析来确定有机碳浓度无法及时提供足够的测量数据来优化厌氧处理工艺。

图1：样品外观

该工厂寻求以下解决方案：

• 更快的、更稳固的监测方法，适用于频繁的工艺变化，能够优化厌氧处理时的 C:N:P 比例。

• 能够检测很难氧化的化合物（如木质素）的技术。

• 提供与 COD 实验室测试的良好相关性，因为该工厂的工艺控制措施建立在以往的测试数据库之上。

优化工艺

• 有机碳测量数据用于优化厌氧反应器进水中的 C:N:P 比例。

• 无法通过 COD 分析来监测频繁的工艺变化。

• 选择Sievers TOC-R3是因为此款分析仪能够完全氧化和处理含有高浓度总溶解固体（TSS）和总悬浮固体（TDS）的样品。

• 在线 TOC 和实验室 COD 的参考数据之间有良好的相关性。

解决方案

Sievers TOC-R3在线型总有机碳（TOC）分析仪采用卓 越的燃烧技术，在1200°C下燃烧，无需使用催化剂（即“高温非催化燃烧”技术，HTNCC，High Temperature Non-Catalytic Combustion）。在所有TOC技术中，高温非催化燃烧技术提供的回收率最 高，甚至能回收样品中的纤维状颗粒。该工厂选用Sievers TOC-R3来测试工艺设备的性能，并测试TOC结果与COD实验室参考值的测量一致性。

此款分析仪被安装在均化池正上方的室外遮蔽处。用一条1英寸外径的旁通管来取样，旁通管连接到颗粒取样器以分离较大颗粒（见图2）。操作人员在白班时从取样器出口采集吸样样品以测量COD，同时用分析仪在线测量TOC。

图 2：遮蔽处的分析仪和颗粒取样器

结果

工厂比较了COD分析和在线TOC测量的有机碳结果。尽管纸浆和纸张废水被认为是最复杂的样品之一，含有高浓度总悬浮固体（TSS）和总溶解固体（TDS），但工厂仍建立了R2>0.95的极 佳相关性。此相关性加上无缝式用户操作体验、低试剂消耗量、周到的当地技术支持等诸多优点，说服该工厂购买了Sievers TOC-R3。

在线TOC分析的特点是测量速度快，可以连续监测纸浆和纸张废水处理工艺的变化。TOC数据可用来优化厌氧反应器进水中的C:N:P比例。事实证明，Sievers TOC-R3能够处理含有高浓度总悬浮固体（TSS）和总溶解固体（TDS）的样品，提供实时的、可靠的监测结果并与COD相关联。TOC分析可用于优化工艺，而COD分析无法做到这一点。