Desafios

Uma fábrica de vinilo procura melhorar o desempenho e o monitoramento do processo de tratamento de águas residuais. As águas residuais das instalações de produção fluem para a piscina de homogeneização (EQ) após a convergência da estação de elevação. Antes que as águas residuais entrem no sistema de "flotação de ar dissolvido" (DAF), o operador adiciona produtos químicos de tratamento à água para ajustar o pH da água. A água tratada é enviada para o sistema de tratamento biológico para posterior tratamento e, em seguida, é esclarecida e liberada.

As fábricas são submetidas diariamente a amostragem em um ponto de emissão para a análise da demanda de oxigênio bioquímico (BOD). Outros dados de medição do BOD e da água são usados ​​em testes de conformidade para calcular a quantidade total de matéria orgânica emitida pela fábrica. No entanto, as fábricas não podem usar os valores de BOD baixos relatados como resultados "Não detectados" (ND, Non-Detect). Outro problema é que a análise de BOD requer um tempo de relatório de cinco dias, o que impede que a análise de BOD seja realmente aplicada ao monitoramento e otimização do processo de processamento.

　　solução

As fábricas utilizam programas de monitoramento analítico para otimizar o processo de tratamento de água para reduzir as emissões de matérias orgânicas. Embora os requisitos temporários da análise do BOD deixem a análise sem valor de aplicação prática, a relação entre o BOD e o TOC pode ser usada para estabelecer a correlação entre ambos em cada ponto de amostragem. A análise do carbono orgânico total (TOC, Total Organic Carbon) com esses fatores de correlação fornece dados de monitoramento quase em tempo real que permitem prever a "demanda bioquímica de oxigênio correlacionada" (BODC, Biochemical Oxygen Demand-Correlated) em poucos minutos.

Ao estabelecer a relevância, é necessário ter um plano de amostragem para definir a coleta de amostras e a análise de dados. No local de operação, a fábrica usa um analisador de TOC de laboratório InnovOx para relatar os dados iniciais de relevância. Depois de estabelecer a relevância com sucesso, a fábrica pode a qualquer momento converter o padrão de análise em análise on-line.

A fábrica seleciona três pontos de amostragem para determinar a operação do processo e compara os dados TOC e BOD (ver Tabela 1).

Como os dados da análise do BOD são não lineares, é necessário exportar os coeficientes de correlação das amostras BOD e TOC em cada ponto de amostragem, respectivamente.

As amostras são tomadas várias vezes por dia para melhorar a precisão da correlação. Neste estudo, a fábrica monitorou três pontos de teste e extraiu sete amostras ao longo de duas semanas.

O primeiro ponto de amostragem está localizado atrás da estação de elevação e antes da piscina de homogeneização, onde as amostras são extraídas de uma entrada estável de água. Os dados de medição estão listados na Tabela 2.

Qualquer anomalia óbvia é substituída pela média do BOD anterior e posterior, aumentando o coeficiente de correlação de 0,675 para 0,923. Para as águas residuais, coeficientes de correlação superiores a 0,5 estão disponíveis. Os valores BODC na Tabela 2 são os valores BOD calculados usando a relação entre os valores BOD e TOC medidos.

A correlação entre o BOD e o TOC na água é muito confiável e, portanto, o BOD pode ser substituído pelo TOC (ver Figura 1).

As medições do segundo ponto de amostragem na saída da piscina de esclarecimento final mostraram que os valores de BOD não podem ser determinados se as concentrações forem muito baixas (ver Tabela 3).

Embora a quantidade de carbono medida com a análise TOC tenha variado oito vezes, a sensibilidade do BOD ainda não atendeu às exigências dos dados quantitativos. Os dados do BOD na Tabela 3 mostram que duas das sete amostras não puderam ser quantificadas e foram relatadas como "não detectadas". O desvio de dados entre as outras cinco amostras de BOD está dentro de +/-4%, o que é estatisticamente difícil de distinguir. O BOD de saída de água só pode ser usado para testes aprovados / não aprovados.

Os dados de BOD do pool de processamento profundo (ver Tabela 4) foram relatados como "não detectados" e, portanto, não foi possível estabelecer uma correlação com o TOC. Embora o BOD tenha sido relatado como “não detectado”, os dados do TOC ainda são precisos, precisos e lineares.

conclusão

Esta fábrica de vinilo usou com sucesso a análise TOC para monitorar o processo de tratamento de águas residuais. Os coeficientes de correlação com a ingestão de água obtidos são muito confiáveis ​​e, portanto, podem ser substituídos pelo método comumente usado de teste BOD de 5 dias com análise TOC quase em tempo real.

As medições de carbono orgânico são os dados mais confiáveis sobre as emissões de águas residuais. A análise TOC mede diretamente baixos ppm de carbono orgânico na água de saída e, portanto, é uma ferramenta de monitoramento e otimização mais confiável. Os operadores podem reagir rapidamente a possíveis problemas com base em dados em tempo real e tomar medidas corretivas oportunas.