Einführung

Während viele US-Städte sich bemühen, die Vorschriften des Environmental Protection Agency Safe Drinking Water Act einzuhalten, legen sie zunehmend Wert auf die Senkung der Betriebskosten städtischer Wasseraufbereitungsanlagen. Heute nutzen viele Wasseraufbereitungsanlagen, wie z. B. die Wasseraufbereitungsanlage in Englewood, Colorado, Technologien zur Überwachung des Gesamtorganischen Kohlenstoffs (TOC), um den Wasseraufbereitungsprozess zu optimieren, wodurch die Kosten für den Wasseraufbereitungsprozess bei der Herstellung von hochwertigem Trinkwasser erheblich gesenkt werden.

Problem

Die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) Regeln für Desinfektionsmittel und DesinfektionsNebenprodukte (D / DBPR) zielen darauf ab, den Gehalt an schädlichen Nebenprodukten im Trinkwasser zu begrenzen, die hauptsächlich durch die Wechselwirkung zwischen natürlich vorhandenen organischen Stoffen (TOC) in der Wasserquelle und den in Wasseraufbereitungsanlagen verwendeten Desinfektionsprozessmaterialien entstehen. Diese Regel legt nicht nur Konzentrationsgrenzwerte für Desinfektionsnebenprodukte (DBP wie Trihalomethan (THM) und Halogenessigsäure (HAA5)) fest, sondern auch die Entfernungsrate von TOC. Viele Wasseraufbereitungsanlagen verwenden einen herkömmlichen oder direkten Filtrationsprozess, bei dem TOC mit Kondensatoren entfernt wird. Die U.S. Environmental Protection Agency verwendet den Begriff "reinigter Beton", um den Prozess mit herkömmlichen Wasseraufbereitungsmethoden zu definieren, um die Produktion von DBP zu begrenzen und die Entfernungsrate von TOC (auch bekannt als DBP-Vorläufer) zu erhöhen.

Wasseraufbereitungsanlagen denken oft, dass „Beton“ und eine erhöhte TOC-Entfernungsrate gleichbedeutend sind mit erhöhten Betriebskosten. Wenn die Wasseraufbereitungsanlage jedoch den TOC-Zustand in ihrem Wasser und die Auswirkungen der Änderungen der Prozessparameter auf den TOC wirklich verstehen kann, werden die Betriebskosten nicht steigen. Es hat sich erwiesen, dass die Optimierung des Wasseraufbereitungsprozesses durch die Überwachung des TOC die Kosten für die Wasseraufbereitung erheblich senken kann. Obwohl es nicht alles möglich ist, den „Betonprozess“ zu optimieren, kann die tägliche Überwachung der Prozessparameter, die die TOC-Entfernungsrate beeinflussen, sehr wertvolle Informationen liefern. Selbst bei häufigen Schwankungen der Wasserqualität können Wasseraufbereitungsanlagen die gesetzlichen Anforderungen an die Entfernungsrate von TOC erfüllen, ohne sich Sorgen über die Zufuhr von übermäßigen oder unzureichenden Kondensatoren machen zu müssen.

Die TOC-Entfernungsrate beim Betonieren hängt von mehreren Prozessparametern ab, einschließlich der Kondensationsart, der Kondensationsbezüge und des pH-Wertes des Wassers. Insgesamt steigt die Effizienz der TOC-Entfernung mit zunehmender Kondensationsmenge. Jedoch haben verschiedene Kondensatoren unterschiedliche TOC-Entfernungseffekte, insbesondere bei unterschiedlichen pH-Werten. Die meisten Kondensatoren haben eine Schwelle. Nachdem die Schwelle überschritten wurde, erhöht das weitere Betonieren nicht nur die Entfernungsrate von TOC weiter, sondern erzeugt stattdessen mehr Abfall. Dies erhöht den Kondensationsverbrauch und die Kosten für die Entsorgung von Abfällen, ohne den TOC-Gehalt im Wasser weiter zu senken. Daher ist es für Wasseraufbereitungsanlagen von entscheidender Bedeutung, die Auswirkungen der Änderungen der Prozessparameter auf die TOC-Entfernungsrate vollständig zu verstehen.

Lösung

Obwohl es schwierig ist, eine spezifische Korrelation zwischen allen Parametern während der Wasseraufbereitung festzustellen, können TOC-Analysatoren Wasseraufbereitungsanlagen helfen, das Geheimnis der Optimierung des Prozesses aufzudecken. Ein Schritt in der Prozessoptimierungsforschung ist in der Regel ein Bechertest, bei dem eine kleine Menge an Wasser aus einer Wasseraufbereitungsanlage extrahiert wird, in mehrere Laborglase gelegt wird und anschließend verschiedene chemische Reagenzien zugesetzt werden. Der Bechertest kombiniert die Probenabsaugungsprüfung mit TOC-Instrumenten und die Trübungsprüfung, um verschiedene Kondensatoren und ihre Anwendungseffekte effektiv zu vergleichen. Früher beobachteten die Menschen die Haftung zwischen den Partikeln durch optische Becherversuche, um den Trübungsentfernungseffekt zu beurteilen. Da jedoch die optimalen Betonbedingungen zur Beseitigung der Trübung nicht immer mit den Betonbedingungen zur Beseitigung des TOC übereinstimmen, müssen Wasseraufbereitungsanlagen sowohl TOC als auch Trübung überwachen.

Nach der Auswahl eines Kondensators oder einer Mischung aus mehreren Kondensatoren durch den Bechertest ist eine kontinuierliche TOC-Überwachung erforderlich. Da sich die Quellenwesserbedingungen in Wasseraufbereitungsanlagen (einschließlich pH, Alkalität und organischer Zusammensetzung) häufig ändern können, ist die Online-TOC-Überwachung eine effektive Methode zur häufigen Beobachtung von Prozessprozessen. Der Online-TOC-Analyzer misst kontinuierlich den TOC von Zu- und Abwasser, so dass die Wasseraufbereitungsanlage die tatsächliche TOC-Entfernungsrate basierend auf der Zeit, die das Wasser in der Anlage verbleibt, berechnen kann. Die Wasseraufbereitungsanlage kann den Kondensationszusatz, den pH-Wert und andere Parameter bei Bedarf anpassen, um die TOC-Entfernungsrate weiter zu verbessern. Wenn sich Wasseraufbereitungsanlagen ausschließlich auf Labore Dritter verlassen, um TOC zu prüfen, kommen die Testergebnisse immer zu spät, um die aktuellen Prozessparameter zu optimieren.

Eine Wasseraufbereitungsanlage, die vor Ort mit einem TOC-Analysator ausgestattet ist, kann günstige Entscheidungen treffen, basierend auf den Anforderungen an die Wasserqualität und den wirtschaftlichen Kriterien der Anlage, einschließlich der Auswahl der Kondensationsmenge und anderer Betriebsparameter, die den Prozess am besten optimieren. Wenn die TOC-Entfernungsrate den Trinkwasserstandards entspricht, können Wasseraufbereitungsanlagen versuchen, die Kondensationsmenge zu reduzieren, um Kondensationskosten zu sparen und gleichzeitig die Abfallproduktion und -aufbereitungskosten zu senken. Das ist genau das, was die Wasseraufbereitungsanlage Englewood City tut.

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