环境水检测

　　合作背景

　　威立雅（Veolia）与一家大型化工企业展开合作，了解该企业在水质监测方面的需求。该企业在生产中大量用水，包括用水来冷却、溶解、清洗。不同的企业对水处理和水质的要求不同，该企业需要一种监测方法来确保水质满足他们自己的要求。对于该企业来说，最重要的是冷却水不能被有机物污染。在该企业的开放式冷却系统中，每小时都要从当地河流中抽取大量的水。水在冷却之后，不经处理就被直接排放回河中。该企业需要一种自动分析监控方法来确保污染物没有进入将要排放到河里的冷却水之中。

　　挑战

　　该企业在其生产厂的各个冷却过程中都使用河水。生产厂直接将冷却水排放回河中，因此必须遵守当地监管部门制定的严格的排放限值，否则就会受到高额罚款。监管部门在河的上游和下游进行24小时综合取样，每2小时测量一次TOC（见图1）。监管部门允许的TOC增量不超过1 ppm，如果超过此极限，企业就会被罚款。

　　除了符合监管要求之外，该企业还致力于实现内部可持续的水质管理目标。该企业设计了一套废水处理识别方法，能够区分需要处理的废水和无需处理的废水。大部分无需处理的废水来自冷却水，因此需要精密的分析仪器来监测冷却水的水质。

　　为流入和排出的冷却水建立经久耐用的有机物监测程序至关重要。此监测程序所需要的分析仪必须具备检测低浓度有机污染物的灵敏度，并能提供实时监测数据。虽然我们不知道污染物的具体种类，但毫无疑问，污染物的主要成分是有机物，因此较有效的测量参数就是TOC。

　　解决方案

　　企业在选择TOC分析仪时，必须遵循当地化工行业协会的指导原则。化工行业协会提供危险化学品的种类清单、处理方法、以及安装要求。除了遵循化工行业协会的指导之外，生产厂还需安装一台高度灵敏、有连续监测能力的分析仪，来确保达到排水监管要求。

　　为了达到监管要求，生产厂于2013年年初选用了Sievers 5310 C传统型和M5310 C在线型TOC分析仪进行测试。Sievers分析仪采用紫外线过硫酸盐氧化（UV Persulfate Oxidation）和膜电导（MC，Membrane Conductometric）检测技术，此项专业的检测技术比生产厂以往使用的TOC分析仪所采用的检测技术更加先进，而以往的技术有校准不稳定和维护要求频繁等缺点。

　　Sievers膜电导检测技术采用气体渗透膜，气体渗透膜选择性地使有机物氧化所产生的CO2通过，同时阻止其它氧化副产物通过，从而避免干扰测量，能够提供准确的测量结果。Sievers TOC分析仪成为生产厂的较佳选择，其优点包括：功能多样、校准长期稳定、测量结果准确。Sievers TOC分析仪的其它优点还包括：无特别的仪器供气要求、分析仪在连续运行时消耗的试剂极少、仅需2分钟即可完成短周期测量、分析仪的体积小巧。Sievers M5310 C具稳定性，能够准确、精确地检测浓度范围为1-2 ppm的河水中极细微的TOC变化。

　　该企业还安装了一台Sievers M5310 C实验室型TOC分析仪，作为在线TOC监测的补充设备。该款实验室型分析仪用于实验室监控和质量保证。在线型和实验室型分析仪采用相同技术，将这两款分析仪搭配使用，能够为用户提供更加准确可靠的测量结果。

　　创新的TOC监测方法：

　　该企业使用Sievers产品和服务，取得了多年的成功经验。此次用Sievers M5310 C在线型分析仪连接19个TOC测量点，其中包括14条未处理的直接排入河中的水流，3个抽取河岸滤液的泵站，以及2个处理设备。

　　企业还安装了具有自动超声清洁功能的交叉流过滤器，随时处理从上述测量点采集的样品。与其它类型的过滤器（例如纸带过滤器）相比，交叉流过滤器具有维护要求低、可靠性高等优点，能够降低企业的总体运营成本。将交叉流过滤器与Sievers M5310 C在线型TOC分析仪一同使用，能够延长实际监测时间，提高整个监测程序的成功率。

　　延长实际监测时间非常重要，因此企业设计了一套专业的监测方法来满足严格的应用要求。企业额外安装了一台分析仪，使一台分析仪进行实际在线监测，而另一台分析仪则保持并行运行，便于切换。用两台分析仪交替监测，就能保证始终有一台分析仪进行实际监测，从而将停机时间降到较低（切换分析仪的时间仅为15分钟）。事实证明，当其中一台分析仪需要维护时，或者发生意外故障或停工时，这种交替监测的方法尤为重要。

　　Sievers M5310 C的试剂用量极少，这是此款分析仪能够极大延长实际监测时间的另一个原因。此款分析仪在连续运行下，每月试剂用量不到200毫升，大大低于其它厂家生产的同类分析仪，因此此款分析仪的维护要求很低，停机时间很短。

　　所有的Sievers在线型分析仪都通过内置的Modbus界面连接到过程控制系统（PCS，Process Control System）。当发生污染事件时，冷却水会被立即自动送到废水处理车间进行处理，以保护河流免受污染。

　　这种专业的监测方法以及Sievers分析仪的各种优势使生产厂的实际TOC监测时间达到其日常运营时间的99.8%。

　　结论

　　经过初步测试，该企业用Sievers M5310 C在线型TOC分析仪连接了19个监测点。该企业还安装了一台Sievers M5310 C实验室型分析仪，并设计出创新的监测方法来极大延长实际监测时间。这套全面性的TOC监测程序能够大大延长实际监测时间，并提供精准的监测结果。Sievers M5310 C TOC分析仪具有以下优点：

　　实际监测时间达到生产厂的日常运营时间的99.8%

　　长期稳定的校准

　　能够在0.004-50 ppm的宽范围内进行准确、精确的TOC测量

　　维护要求低，试剂消耗少

　　无需任何要求即可便捷连接到工艺水流

　　在线型和实验室型分析仪的尺寸设计小巧紧凑

　　这家化工企业用Sievers M5310 C分析仪建立了全面的TOC监测程序，能够控制冷却水的出水水质，降低超标罚款的风险，并实现企业内部可持续的水质管理目标。