挑戰(zhàn)

　　汽車制造是復(fù)雜的工業(yè)過程，汽車生產(chǎn)廠必須生產(chǎn)和組裝無數(shù)個零部件，才能實現(xiàn)汽車的功能。一家在歐洲建有大型生產(chǎn)設(shè)施、生產(chǎn)原車部件和售后更換件的頂級汽車制造商，計劃減少生產(chǎn)用水量。水在生產(chǎn)廠是極為寶貴的資產(chǎn)，廣泛用于生產(chǎn)材料、冷卻熱零件、工藝設(shè)施等諸多方面。為了節(jié)約用水從而降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)廠請威立雅公司對工業(yè)廢水進(jìn)行處理，實現(xiàn)廢水的現(xiàn)場再利用，從而減少生產(chǎn)廠對昂貴的市政用水的依賴。

　　威立雅公司對廢水進(jìn)行了嚴(yán)格的回收處理。最初，來自廠區(qū)各處的廢水匯聚成最終的廢水流，稱為“白色污水”。

　　白色污水被送入曝氣池，先用次氯酸鈉和氯化鐵進(jìn)行凝結(jié)處理，再使廢水通過平板澄清池，加入聚電解質(zhì)以提高固體去除率。然后處理后的水進(jìn)入冷卻塔，與市政用水混合，再通過多媒質(zhì)過濾設(shè)備。最后，水被送到反滲透（RO，Reverse Osmosis）膜，去除水中的所有殘留雜質(zhì)，成為純凈水，就可以送到生產(chǎn)廠進(jìn)行再利用（見圖1）。

　　過去，威立雅的操作人員發(fā)現(xiàn)反滲透膜處常有嚴(yán)重的結(jié)垢。使用傳統(tǒng)的pH值、濁度、電導(dǎo)率來監(jiān)測水質(zhì)的操作人員并未發(fā)現(xiàn)異常的監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此上述結(jié)垢使人費解。此后對廢水的化學(xué)分析和對被污染的反滲透膜的研究顯示，廢水中常含有數(shù)百mg/L的油質(zhì)和碳?xì)浠衔铩?/p>

　　因此威立雅公司和汽車生產(chǎn)廠都需要一種有效的方法來量化廢水中的有機(jī)物含量、確定有機(jī)污染源，從而保護(hù)反滲透膜，降低生產(chǎn)成本，減少停機(jī)時間。

　　解決方案

　　生產(chǎn)廠需要一種準(zhǔn)確、可靠、快速的方法來檢測到達(dá)反滲透膜之前的有機(jī)污染物。由于傳統(tǒng)的電導(dǎo)率和pH分析法難以檢測到有機(jī)污染物，因此威立雅公司采用總有機(jī)碳（TOC，Total Organic Carbon）分析法。TOC分析是檢測水中有機(jī)污染物的可靠方法。威立雅公司選用Sievers*InnovOx在線型TOC分析儀，該款分析儀能夠分析復(fù)雜的工業(yè)制程水。分析儀采用專業(yè)的超臨界水氧化（SCWO，Supercritical Water Oxidation）技術(shù)，能夠直接測量水中的碳含量。分析儀的測量范圍是50 ppb至50,000 ppm，如此寬的測量范圍使該款分析儀成為分析復(fù)雜水質(zhì)的理想設(shè)備。

　　將Sievers InnovOx在線型分析儀安裝在廢水到達(dá)初始曝氣池之前的最上游。操作人員之所以將分析儀安裝在廢水處理過程的最上游，就是要在大量污染物到達(dá)有昂貴的廢水處理設(shè)備之前測量碳污染。生產(chǎn)廠為了維持與威立雅公司的合作，必須保證白色污水的TOC值始終低于30 ppm。當(dāng)超過此閾值時，Sievers InnovOx在線型分析儀就會發(fā)出PLC警報，提醒生產(chǎn)廠的操作人員切換水流，此時要求生產(chǎn)廠使用市政水而非處理后的回用水（圖2）。

　　結(jié)果

　　通過監(jiān)測廢水中有機(jī)物含量，生產(chǎn)廠調(diào)查和確定了污染源，并采取措施，從而降低對昂貴的市政用水的依賴。

　　通過分析實時數(shù)據(jù)，生產(chǎn)廠的操作人員能夠了解廢水中的TOC變化趨勢，確定污染高峰到達(dá)廢水處理車間的時間周期。

　　生產(chǎn)廠根據(jù)分析數(shù)據(jù)確定了廢水中的有機(jī)污染物源自廠內(nèi)使用制冷劑和機(jī)械“切削液”的車間。盡管這些工業(yè)廢液都是碳?xì)漕惢衔?，但它們大都可溶于水，難以被電導(dǎo)率、濁度、或pH傳感器檢測到，它們最終會污染反滲透膜。

　　在確定了化學(xué)污染源之后，生產(chǎn)廠要求工人將切削區(qū)隔離開，將該區(qū)產(chǎn)生的廢水與其它區(qū)域的廢水分開處理。這就使生產(chǎn)廠能夠確保白色污水不超過30 ppm限值。

　　安裝了Sievers InnovOx在線型TOC分析儀（見圖3）之后，威立雅公司就能保護(hù)昂貴的反滲透膜。安裝了分析儀后的第一年，生產(chǎn)廠就因減少停機(jī)時間、人工、部件更換頻率而大大降低了生產(chǎn)成本。

　　?反滲透過濾車間在第一年就發(fā)現(xiàn)了12次污染超標(biāo)并切換了水流，第二年發(fā)現(xiàn)了25次污染超標(biāo)并切換了水流

　　?反滲透過濾車間的原位清洗（CIP，Cleaning in Place）化學(xué)品用量下降了14%

　　?次氯酸鈉的用量減少了5%，節(jié)省了2600歐元

　　?過濾器筒的用量減少了25%，每年為威立雅公司節(jié)省了11040歐元

　　?生產(chǎn)廠在平板澄清池上節(jié)省了29600歐元的清潔成本

　　事實證明，對于威立雅公司和汽車生產(chǎn)廠而言，監(jiān)測工業(yè)廢水中的TOC濃度是行之有效的解決方案?？焖俚膶崟r數(shù)據(jù)和PLC警報能夠使操作人員立即對高濃度TOC作出反應(yīng)，切換水流，使反滲透膜免受有機(jī)污染的影響。監(jiān)測碳濃度還能使生產(chǎn)廠確定有機(jī)污染源，提高回用水利用率，減少對昂貴的市政用水的依賴。Sievers InnovOx在線型TOC分析儀為威立雅公司和汽車生產(chǎn)廠雙方提供了互惠互利的解決方案，通過節(jié)水和延長生產(chǎn)設(shè)備壽命而節(jié)省大量成本。

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