威立雅Sievers分析儀
乙烯廢水工藝控制中成功關聯BOD和TOC
檢測樣品：廢水
檢測項目：TOC
方案概述：一家乙烯生產廠尋求改進廢水處理工藝的性能和監測。來自生產設備的廢水在提升站匯合之后，流進均質池（EQ池）。在廢水進入“溶氣氣浮（DAF，DissolvedAirFloatation）”系統之前，操作人員向水中添加處理化學品，調整水的pH值。處理后的水被送到生物處理系統進一步處理，然后被澄清、排放。
挑戰
一家乙烯生產廠尋求改進廢水處理工藝的性能和監測。來自生產設備的廢水在提升站匯合之后，流進均質池（EQ池）。在廢水進入“溶氣氣浮（DAF，Dissolved Air Floatation）”系統之前，操作人員向水中添加處理化學品，調整水的pH值。處理后的水被送到生物處理系統進一步處理，然后被澄清、排放。
工廠每天要在排放口取樣，用生物化學需氧量（BOD，Biochemical Oxygen Demand）進行分析。BOD和水的其它測量數據用于合規測試，計算出工廠排放的有機物總量。然而工廠無法使用報告為“未檢出（ND，Non-Detect）”結果的低BOD值。另一個難題是BOD分析要求5天的報告時間，這一時間滯后使BOD分析無法實際應用于處理工藝的監測和優化。
解決方案
工廠采用分析監測方案來優化水處理工藝，以減少有機物排放量。雖然BOD分析對時間的要求使得該分析法失去實際應用價值，但可以利用BOD和TOC之間的關系在每個取樣點建立兩者的相關性。用這些相關系數進行總有機碳（TOC，Total Organic Carbon）分析，報告近乎實時的監測數據，在幾分鐘內即可預測出“相關生化需氧量（BODC，Biochemical Oxygen Demand-Correlated）”數據。
在建立相關性時，需要有取樣計劃來定義樣品采集和數據分析。在操作現場，工廠用InnovOx實驗室型TOC分析儀來報告相關性的初始數據。當成功建立相關性后，工廠隨時可以將分析模式轉換為在線分析。
工廠選擇3個取樣點來決定過程操作，并比較TOC和BOD數據（見表1）。
由于BOD分析數據是非線性的，因此要求分別導出BOD和TOC樣品在每個取樣點的相關系數。
每天多次取樣，能夠提高相關性的準確度。在此次研究中，工廠監測3個測試點，在2周內共提取7份樣品。
第一個取樣點位于提升站之后和均質池之前，所取樣品來自穩定的進水。測量數據如表2所列。
任何明顯的異常值都被前后BOD的平均值所代替，從而將相關系數從0.675提高到0.923。對于廢水來說，高于0.5的相關系數都可用。表2中的BODC值是用實測BOD和TOC值之間的關系計算出的BOD值。
進水的BOD和TOC的相關性非常可靠，因此可以用TOC來替代BOD（見圖1）。
最終澄清池出水處的第2個取樣點的測量結果顯示，如果濃度過低，就無法確定BOD值（見表3）。
雖然用TOC分析法測得的碳量變化了8倍，但BOD的靈敏度仍達不到定量數據的要求。表3中的BOD數據顯示，在7個樣品中，有2個樣品無法被定量，被報告為“未檢出”。其它5個BOD樣品之間的數據偏差在+/-4%以內，在統計上難以進行區分。出水的BOD只能用于進行合格/不合格測試。
深度處理池的BOD數據（見表4）均被報告為“未檢出”，因此無法建立同TOC的相關性。盡管BOD被報告為“未檢出”，但TOC數據仍是準確的、精確的、線性的。
結論
這家乙烯生產廠成功地用TOC分析法來監測廢水處理工藝。他們得到的進水相關系數非常可靠，因此可以用近乎實時的TOC分析法代替常用的5日BOD測試法。
有機碳測量結果是最可信的廢水排放數據。TOC分析法能夠直接測量出水中的低ppm有機碳，因此是更可靠的監測和優化工具。操作人員可以根據實時數據對可能出現的問題做出快速反應、及時采取糾正措施。
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