然而，在廢水管理方面，成本始終是化工企業(yè)的考慮因素之一。因此，盡量減少?gòu)U水量成為減少?gòu)U水處理成本的最佳途徑。廢水處理可根據(jù)流量和污染負(fù)荷，并結(jié)合排水質(zhì)量要求，組合運(yùn)用生物、化學(xué)和物理等處理手段。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)水回收的投資可以快速抵消排放罰款和取水成本。這就是整個(gè)工廠的總體水足跡和水成本發(fā)揮作用的地方。為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)水回用，通常需要采用紫外（UV）、離子交換、活性炭、反滲透等先進(jìn)的處理技術(shù)。水處理的要求通常取決于回收水的目的，比如：冷卻水的水質(zhì)要求低于鍋爐給水。

各種指導(dǎo)方針旨在限制制造業(yè)排放，鼓勵(lì)工業(yè)更高效、更可持續(xù)地運(yùn)營(yíng)。例如歐盟成員國(guó)的工業(yè)排放指令，提出最佳可行技術(shù)（BAT，Best Available Techniques）和相關(guān)排放水平（AEL，Associated Emissions Levels），以指導(dǎo)各部門如何實(shí)現(xiàn)合規(guī)和改進(jìn)。同樣，美國(guó)《清潔水法案（Clean Water Act）》，也在不斷發(fā)展，以推動(dòng)廢水處理的改進(jìn)，避免污染或有毒事件。在企業(yè)層面，很多公司目前發(fā)布了環(huán)保項(xiàng)目和長(zhǎng)期水質(zhì)目標(biāo)，并定期更新最新進(jìn)展。雖然有部分目標(biāo)可能相對(duì)較低，但對(duì)于股東、客戶以及當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)而言是負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。

其中一項(xiàng)關(guān)鍵BAT技術(shù)是在關(guān)鍵位置監(jiān)測(cè)關(guān)鍵工藝參數(shù)。出水口過(guò)往是監(jiān)測(cè)位置，但只有在上游增設(shè)監(jiān)測(cè)才能真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和成本節(jié)約。為實(shí)現(xiàn)排水合規(guī)，必須確定廢水的來(lái)源及其對(duì)廢水處理造成的影響。

運(yùn)營(yíng)方應(yīng)創(chuàng)建工廠的水足跡圖，以確定可能存在污染的區(qū)域以及有優(yōu)化潛力的區(qū)域。然后，可根據(jù)水足跡圖增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，獲取相關(guān)重要數(shù)據(jù)并做好水處理決策。通過(guò)水足跡圖，工廠可確定目前的“痛點(diǎn)”并確保理解數(shù)據(jù)的目的所在。收集整個(gè)工廠的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)通常是一個(gè)很好的起點(diǎn)。最初，如果多臺(tái)工藝裝置間沒(méi)有變化，則可以認(rèn)為它們是非關(guān)鍵點(diǎn)。但是，當(dāng)處理階段或處理步驟導(dǎo)致水質(zhì)或水量發(fā)生顯著變化時(shí)，運(yùn)營(yíng)方應(yīng)將其視為關(guān)鍵控制點(diǎn)。

為確定需監(jiān)測(cè)的參數(shù)，除了原水和排水的質(zhì)量之外，工廠需要仔細(xì)研究現(xiàn)場(chǎng)的處理方式和產(chǎn)品。如，在化工行業(yè)中，基礎(chǔ)化學(xué)品或大宗化學(xué)品為塑料和聚合物，通常是能源行業(yè)和消費(fèi)品的重要材料。因?yàn)樵牧蠟橛袡C(jī)化合物，所以此類化學(xué)品制造排放的廢水通常含有較高含量的有機(jī)物，而且隨生產(chǎn)發(fā)生劇烈變化。因此，為符合相關(guān)法規(guī)要求，很多制造商均設(shè)計(jì)采用緩沖罐來(lái)處理高濃度和低濃度。

在特種化學(xué)品方面，材料由氮、硫、氯化合物等無(wú)機(jī)物制成。有時(shí)，環(huán)境或加工過(guò)程中的有機(jī)化合物會(huì)干擾純度或加工效率。例如，氯堿生產(chǎn)使用飽和鹽水和膜電解來(lái)生產(chǎn)氯和相關(guān)產(chǎn)品?；厥整}水存在有機(jī)污染物積累的風(fēng)險(xiǎn)。有機(jī)污染會(huì)污染膜系統(tǒng)并導(dǎo)致計(jì)劃外維護(hù)。跟蹤污染物可以幫助保護(hù)膜系統(tǒng)免受損壞并保持生產(chǎn)力。

除了溫度、壓力、流量、pH 值和電導(dǎo)率等物理和基本化學(xué)參數(shù)外，操作員還應(yīng)考慮它們?nèi)绾斡绊懝に嚳刂?、合?guī)性和產(chǎn)品質(zhì)量。就排放到環(huán)境中的物質(zhì)而言，常見(jiàn)的關(guān)注參數(shù)包括有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物。有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物（碳、氮、磷）會(huì)導(dǎo)致藻類爆發(fā)和富營(yíng)養(yǎng)化，影響當(dāng)?shù)丨h(huán)境，必須通過(guò)處理去除。這就是為什么監(jiān)測(cè)和消除有機(jī)污染至關(guān)重要。

許多地區(qū)檢測(cè)需氧量是為了表明排放到環(huán)境中的有機(jī)物含量。生物需氧量BOD通過(guò)檢測(cè)樣品中化合物在五天或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的生物降解情況來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。由于消毒劑和清潔劑的干擾，其精度和靈敏度有限?；瘜W(xué)需氧量COD使用強(qiáng)氧化劑（有時(shí)含毒性）在兩到三個(gè)小時(shí)內(nèi)化學(xué)分解樣品中的化合物。然而，COD對(duì)有機(jī)物沒(méi)有選擇性，并且包括亞硝酸鹽、氨和亞硫酸鹽等無(wú)機(jī)物。含鐵化合物也會(huì)影響COD檢測(cè)的準(zhǔn)確性。這使得在此過(guò)程中很難做出可操作的決策。例如，如果COD很高，很難確定它是來(lái)自有機(jī)物還是氨。由于重復(fù)性和靈敏度問(wèn)題，如果廢水中的BOD很低，低于20 ppm，則很難確保低于20 ppm的限值。

運(yùn)營(yíng)方通過(guò)將有機(jī)物氧化成二氧化碳，然后檢測(cè)所得的二氧化碳來(lái)確定TOC。有多種技術(shù)可以檢測(cè)TOC，包括TOC分析儀和嘗試與分析儀關(guān)聯(lián)的TOC傳感器。傳感器的缺點(diǎn)是，雖然速度更快，但它們存在干擾，關(guān)鍵化合物的回收率不足，并且只能捕獲一部分有機(jī)物。

TOC分析儀有不同的氧化技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)，具體取決于所需的應(yīng)用。當(dāng)檢測(cè)與鍋爐給水結(jié)合并產(chǎn)生蒸汽的回流冷凝水時(shí)，則所采用的技術(shù)必須能確定樣品中確實(shí)不存在污染物。在這種情況下，靈敏度和速度是檢測(cè)任何偏差的關(guān)鍵。對(duì)于其他應(yīng)用，例如跟蹤廢水的負(fù)荷和污染度變化，穩(wěn)固性是處理鹽、固體、無(wú)機(jī)物和高有機(jī)負(fù)荷所需的關(guān)鍵屬性。

對(duì)于所有應(yīng)用而言，與TOC檢測(cè)技術(shù)同樣重要的是TOC分析儀投入使用后以及整個(gè)工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)計(jì)劃成功實(shí)施過(guò)程中的支持。除了性能之外，維護(hù)、附加參數(shù)、驗(yàn)證和自動(dòng)化都是需要考慮的因素。在考慮成本和節(jié)水工作時(shí)必須考慮這些因素。分析工具旨在幫助回答問(wèn)題并推動(dòng)決策，因此企業(yè)可以從廢水處理優(yōu)化甚至現(xiàn)場(chǎng)回收的機(jī)會(huì)中受益。

改進(jìn)工業(yè)用水管理為化工企業(yè)提供了確保遵守不斷變化的法規(guī)、改善其公眾形象、滿足消費(fèi)者需求、促進(jìn)強(qiáng)大的環(huán)境和可持續(xù)文化并降低成本的機(jī)會(huì)。為了實(shí)現(xiàn)這些利益，企業(yè)必須衡量處理有效性、是否合規(guī)以及處理效率。除了廢水優(yōu)化之外，企業(yè)還可以通過(guò)監(jiān)測(cè)策略了解與用水相關(guān)的其他潛在改進(jìn)。例如，他們可以使用實(shí)際的清潔度數(shù)據(jù)來(lái)改善化學(xué)品和水的使用，而不是根據(jù)估計(jì)的清潔時(shí)間或循環(huán)次數(shù)做出決策。這些數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策可以幫助化工企業(yè)避免過(guò)度清潔、最大限度地減少產(chǎn)品浪費(fèi)并節(jié)省資源。他們還可以使用這些監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)跟蹤蒸汽系統(tǒng)的供水，以保護(hù)熱交換器、冷凝器等設(shè)備免受有害污染物的影響。

控制工業(yè)用水能造福于各行業(yè)的制造商，原因不僅限于合規(guī)和成本，還因?yàn)楣芾砉I(yè)用水能為改善運(yùn)營(yíng)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和滿足消費(fèi)者需求，提供較佳的機(jī)遇。通過(guò)監(jiān)測(cè)整個(gè)工廠的關(guān)鍵控制點(diǎn)，可減輕廢水處理壓力（特別是面向消費(fèi)者的行業(yè)），從而更好地控制工業(yè)廢水。改善污染跟蹤的技術(shù)可幫助化工企業(yè)快速做出決策，確保合規(guī)并把握水回收和再利用的機(jī)會(huì)。

作者：Amanda Tyndall