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食品及饮料的总有机碳(TOC)负荷监测

发布日期:2020-11-06 16:13:08 发布人员: 浏览次数:324

简介 

       食品及饮料行业在生产工艺中会使用非常大量的水, 作为原料、清洗溶剂或用于加热、冷却。在考虑清洁的水对整个生产流程有多重要时,我们必须牢记用水量及实际产品产量的比例:例如,1升果汁、 红酒或者咖啡的生产需要使用800升水,而1公斤奶酪或者茶叶则需要5,000升水或者更多。

       食品及饮料行业有四大类生产商:**种为肉制品、 家禽制品及海鲜制品;第二种为水果及蔬菜;第三种为乳制品;第四种包括其他所有饮料生产商。在生产这四类产品的工艺中,生产用水中有杂质或被有机物污染的情况并不少见。确定水中总有机碳含量水平的重要方法之一就是总有机碳(TOC)分析。 

       制造行业必须符合 USEPA 的清洁水行动(Clean  Water Act-CWA)规范。为了降低成本,工厂必须 优化处理流程。很多工厂为了实现优化,使用 TOC 监控,在确保用水质量的同时,能够实现成本的大大节省。若企业无法达到 CWA 的要求,则可能因为未达标而被罚款。

处理工艺是怎样的呢?

       废水处理工艺必须同时符合国际及地域规范。在生产工艺中或在废水处理设施中, 若干净的水源被污染后未经任何处理而排放,会对健康及环境造成一系列后果。 

       净水处理的**步是过滤可疑的固体杂质,第二步是对水进行化学处理,确保排放时水中的细菌和有 害化学物质Z小程度地进入环境。 如果水处理工艺没有很好地控制,这会对公司的排污底限有很大的影响。未经正当处理的污水将损害与水接触的表面物料,例如运输管道及储水罐等。 

       若水处理效率不高则有可能导致工厂停产,废水流路改造,甚至是污水的再处理。所有这些都将付出昂贵的代价。

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图 1. 典型的水果/蔬菜加工流程 2

为什么使用TOC分析进行工艺优化? 

       EPA(美国国家环境保护局)确定了五类污染物必须受到控制。这包括耗氧性物质、病原体、营养物、 无机物及合成有机化合物、热量。所有这些污染物都会影响生态系统并对水质产生负面影响。这其中可以通过 TOC 测试监控的污染物是耗氧性物质。 

       过去,企业都通过一个简单的生物需氧量(BOD)或化学需氧量(COD)的测试,来监控耗氧性物质。 如今 TOC 仪器的便利及优势逐渐被认可,EPA 允许使用 TOC 仪器来监控耗氧性物质。在 EPA 文档 40CFR,第 133.104 章节,取样及测试程序中,陈述道“若 BOD : COD 或者 BOD : TOC 的长期关联性 能被论证,TOC 测试法可以取代 BOD5 测试方法。”TOC 分析方法更快,所需时间更短,在需要确定废水流的组成时很有优势。 

       对废水进口流路,或“有负荷”的水,进行 TOC 的初 始检测。此结果将被作为基本参数,处理工厂就能了解一开始的有机物含量。确定水流中具体有多少有机碳后,能决定必须使用多少化学药剂或过滤手段来处理污水。之后再对出口水,或者“干净”水进 行检测。通过对出口水的检测,处理厂能够知道化学加药系统是否正常有效地工作着。通过对出口水的监控,工厂能够很好地监控药剂使用后的效果, 并逐渐修改或减少药剂剂量。TOC 的应用案例有:

• 原始进口水流的初次 TOC 测试应用 — 刚开始的产品清洗阶段 

• 合规放行中的第二类 TOC 测试应用 — 热烫阶段,分离阶段 

• 合规放行中的第三类 TOC 测试应用 — 设备使用阶段,冷却、清洁及包装阶段 

• 合规放行中水副产物的 TOC 测试应用 — 环保署排污许可(NPDES)放行阶段

       若 TOC 值显示放行已经合规,则处理成本立刻就节约了。相反,若一开始的废水流因为一些未知工艺的污染而造成 TOC 值上升,处理厂能基于 TOC 分析值即刻行动,纠正化学药量的投放。这种实时的更改处理,既可以帮助用户节省成本也能确保污水排放的合规性。

       若食品及饮料行业排放的废水 TOC 值常大于 200ppm,生产商可能需要增加很多费用。市政的 废水处理厂有时会因此增加额外费用,而生产商往往不认同。若排放污水中 TOC 值过高还可能被 EPA 或当地政府因违反 CWA 规范而处以罚款。 

       在废水处理工艺中若没有进行 TOC 监控,处理成本可能会增加,还有可能产生违法赔款。Sievers* InnovOx TOC 分析仪能够帮助客户监控废水处理的各个工艺,确保废水处理设施合法,并可以帮助优 化药剂的投放量,避免污水的过度处理及再处理现象。这不但节省了处理工艺中废水停留的时间,也能实时地合理添加化学药剂,从而达到Z小化成本, Zda化盈利的目的。

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Sievers* InnovOx 在线及实验室 TOC 分析仪

参考文献 

1.The World’s Water 2008-2009, by Peter Gleick et  al, Island Press, waterfootprint.org. 

2.EPA 40 CFR, Samp领 and Test Procedures,  section 133.104, p. 548, 7-1-07 Edition.


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