Desafío

Una planta de producción de etileno busca mejorar el rendimiento y el monitoreo del proceso de tratamiento de aguas residuales. Las aguas residuales del equipo de producción fluyen a la piscina de homogeneización (piscina eq) después de la confluencia de la estación de elevación. Antes de que las aguas residuales entren en el sistema de "flotación de aire disuelto (daf), los operadores agregan productos químicos de tratamiento al agua y ajustan el pH del agua. El agua tratada se envía al sistema de tratamiento biológico para su posterior tratamiento, y luego se aclara y descarga.

La planta toma muestras todos los días en la salida de descarga y las analiza con demanda bioquímica de oxígeno (bod, demanda bioquímica de oxígeno). Otros datos de medición de Bod y agua se utilizan para pruebas de cumplimiento para calcular la cantidad total de materia orgánica emitida por la planta. Sin embargo, la fábrica no puede usar el valor bajo de Bod reportado como un resultado "no detectado (nd, no - detect)". Otro problema es que el análisis de Bod requiere un tiempo de informe de 5 días, un retraso que impide que el análisis de Bod se aplique efectivamente al monitoreo y optimización del proceso de tratamiento.

　　solución

La planta utiliza un programa de monitoreo analítico para optimizar el proceso de tratamiento del agua para reducir las emisiones de materia orgánica. Aunque los requisitos de tiempo del análisis de Bod hacen que el método de análisis pierda valor práctico de aplicación, se puede utilizar la relación entre Bod y toc para establecer una correlación entre los dos en cada punto de muestreo. Utilizando estos coeficientes de correlación para el análisis del carbono orgánico total (toc, total organic carbon), se reportan datos de monitoreo casi en tiempo real, y los datos de "demanda bioquímica de oxígeno relacionada (bodc, demanda biológica - correlatod)" se pueden predecir en pocos minutos.

Al establecer la correlación, es necesario tener un plan de muestreo para definir la recolección de muestras y el análisis de datos. En el lugar de la operación, la fábrica utilizó el analizador toc de laboratorio innovox para informar los datos iniciales de la correlación. Cuando se establece con éxito la correlación, la fábrica puede convertir el modo de análisis en análisis en línea en cualquier momento.

La fábrica selecciona tres puntos de muestreo para determinar la operación del proceso y compara los datos toc y Bod (véase la tabla 1).

Debido a que los datos de análisis de Bod son no lineales, se requiere deducir los coeficientes de correlación de las muestras de Bod y toc en cada punto de muestreo, respectivamente.

El muestreo múltiple al día puede mejorar la precisión de la correlación. En este estudio, la fábrica monitoreó tres puntos de prueba y extrajo un total de siete muestras en dos semanas.

El primer punto de muestreo se encuentra detrás de la estación de elevación y antes de la piscina de homogeneización, y las muestras tomadas provienen de una entrada estable de agua. Los datos de medición se enumeran en la tabla 2.

Cualquier anomalía significativa fue reemplazada por el promedio de Bod antes y después, elevando así el coeficiente de correlación de 0675 a 0923. Para las aguas residuales, se puede utilizar un coeficiente de correlación superior a 0,5. Los valores de bodc en la tabla 2 son los valores de Bod calculados a partir de la relación entre los valores de Bod y toc medidos.

La correlación entre el Bod y el toc en el agua es muy confiable, por lo que el toc puede usarse para reemplazar el Bod (véase la figura 1).

Las mediciones del segundo punto de muestreo en la salida del tanque de aclaración final mostraron que si la concentración era demasiado baja, no se podía determinar el valor de la Bod (véase la tabla 3).

Aunque la cantidad de carbono medida por el método de análisis toc ha cambiado ocho veces, la sensibilidad de la Bod todavía no cumple con los requisitos de los datos cuantitativos. Los datos de la Bod de la Tabla 3 muestran que dos de las siete muestras no pudieron ser cuantificadas y se reportaron como "no detectadas". La desviación de datos entre las otras cinco muestras de Bod es inferior a + / - 4%, lo que dificulta la distinción estadística. La Bod que sale del agua solo se puede utilizar para realizar pruebas calificadas / no calificadas.

Los datos de Bod del Pool de procesamiento profundo (véase la tabla 4) se reportaron como "no detectados", por lo que no se pudo establecer una correlación con el toc. Aunque el Bod fue reportado como "no detectado", los datos del toc siguen siendo precisos, precisos y lineales.

conclusión

Esta planta de producción de etileno utilizó con éxito el método de análisis toc para monitorear el proceso de tratamiento de aguas residuales. El coeficiente de correlación de entrada de agua que obtuvieron es muy confiable, por lo que el método de análisis toc casi en tiempo real puede reemplazar el método de prueba Bod de 5 días comúnmente utilizado.

Los resultados de la medición del carbono orgánico son los datos de descarga de aguas residuales más creíbles. El método de análisis toc puede medir directamente el carbono orgánico bajo en ppm en el agua de salida, por lo que es una herramienta de monitoreo y optimización más confiable. Los operadores pueden responder rápidamente a posibles problemas y tomar medidas correctivas oportunas basadas en datos en tiempo real.