然而，在廢水管理方面，成本始終是化工企業的考慮因素之一。因此，盡量減少廢水量成為減少廢水處理成本的最佳途徑。廢水處理可根據流量和污染負荷，并結合排水質量要求，組合運用生物、化學和物理等處理手段。現場對水回收的投資可以快速抵消排放罰款和取水成本。這就是整個工廠的總體水足跡和水成本發揮作用的地方。為實現現場水回用，通常需要采用紫外（UV）、離子交換、活性炭、反滲透等先進的處理技術。水處理的要求通常取決于回收水的目的，比如：冷卻水的水質要求低于鍋爐給水。

各種指導方針旨在限制制造業排放，鼓勵工業更高效、更可持續地運營。例如歐盟成員國的工業排放指令，提出最佳可行技術（BAT，Best Available Techniques）和相關排放水平（AEL，Associated Emissions Levels），以指導各部門如何實現合規和改進。同樣，美國《清潔水法案（Clean Water Act）》，也在不斷發展，以推動廢水處理的改進，避免污染或有毒事件。在企業層面，很多公司目前發布了環保項目和長期水質目標，并定期更新最新進展。雖然有部分目標可能相對較低，但對于股東、客戶以及當地社區而言是負責任的表現。

其中一項關鍵BAT技術是在關鍵位置監測關鍵工藝參數。出水口過往是監測位置，但只有在上游增設監測才能真正實現優化和成本節約。為實現排水合規，必須確定廢水的來源及其對廢水處理造成的影響。

運營方應創建工廠的水足跡圖，以確定可能存在污染的區域以及有優化潛力的區域。然后，可根據水足跡圖增設監測點，獲取相關重要數據并做好水處理決策。通過水足跡圖，工廠可確定目前的“痛點”并確保理解數據的目的所在。收集整個工廠的實驗室數據通常是一個很好的起點。最初，如果多臺工藝裝置間沒有變化，則可以認為它們是非關鍵點。但是，當處理階段或處理步驟導致水質或水量發生顯著變化時，運營方應將其視為關鍵控制點。

為確定需監測的參數，除了原水和排水的質量之外，工廠需要仔細研究現場的處理方式和產品。如，在化工行業中，基礎化學品或大宗化學品為塑料和聚合物，通常是能源行業和消費品的重要材料。因為原材料為有機化合物，所以此類化學品制造排放的廢水通常含有較高含量的有機物，而且隨生產發生劇烈變化。因此，為符合相關法規要求，很多制造商均設計采用緩沖罐來處理高濃度和低濃度。

在特種化學品方面，材料由氮、硫、氯化合物等無機物制成。有時，環境或加工過程中的有機化合物會干擾純度或加工效率。例如，氯堿生產使用飽和鹽水和膜電解來生產氯和相關產品。回收鹽水存在有機污染物積累的風險。有機污染會污染膜系統并導致計劃外維護。跟蹤污染物可以幫助保護膜系統免受損壞并保持生產力。

除了溫度、壓力、流量、pH 值和電導率等物理和基本化學參數外，操作員還應考慮它們如何影響工藝控制、合規性和產品質量。就排放到環境中的物質而言，常見的關注參數包括有機物、無機物和營養物。有機物和營養物（碳、氮、磷）會導致藻類爆發和富營養化，影響當地環境，必須通過處理去除。這就是為什么監測和消除有機污染至關重要。

許多地區檢測需氧量是為了表明排放到環境中的有機物含量。生物需氧量BOD通過檢測樣品中化合物在五天或更長時間內的生物降解情況來實現這一點。由于消毒劑和清潔劑的干擾，其精度和靈敏度有限。化學需氧量COD使用強氧化劑（有時含毒性）在兩到三個小時內化學分解樣品中的化合物。然而，COD對有機物沒有選擇性，并且包括亞硝酸鹽、氨和亞硫酸鹽等無機物。含鐵化合物也會影響COD檢測的準確性。這使得在此過程中很難做出可操作的決策。例如，如果COD很高，很難確定它是來自有機物還是氨。由于重復性和靈敏度問題，如果廢水中的BOD很低，低于20 ppm，則很難確保低于20 ppm的限值。

運營方通過將有機物氧化成二氧化碳，然后檢測所得的二氧化碳來確定TOC。有多種技術可以檢測TOC，包括TOC分析儀和嘗試與分析儀關聯的TOC傳感器。傳感器的缺點是，雖然速度更快，但它們存在干擾，關鍵化合物的回收率不足，并且只能捕獲一部分有機物。

TOC分析儀有不同的氧化技術和檢測技術，具體取決于所需的應用。當檢測與鍋爐給水結合并產生蒸汽的回流冷凝水時，則所采用的技術必須能確定樣品中確實不存在污染物。在這種情況下，靈敏度和速度是檢測任何偏差的關鍵。對于其他應用，例如跟蹤廢水的負荷和污染度變化，穩固性是處理鹽、固體、無機物和高有機負荷所需的關鍵屬性。

對于所有應用而言，與TOC檢測技術同樣重要的是TOC分析儀投入使用后以及整個工藝過程監測計劃成功實施過程中的支持。除了性能之外，維護、附加參數、驗證和自動化都是需要考慮的因素。在考慮成本和節水工作時必須考慮這些因素。分析工具旨在幫助回答問題并推動決策，因此企業可以從廢水處理優化甚至現場回收的機會中受益。

改進工業用水管理為化工企業提供了確保遵守不斷變化的法規、改善其公眾形象、滿足消費者需求、促進強大的環境和可持續文化并降低成本的機會。為了實現這些利益，企業必須衡量處理有效性、是否合規以及處理效率。除了廢水優化之外，企業還可以通過監測策略了解與用水相關的其他潛在改進。例如，他們可以使用實際的清潔度數據來改善化學品和水的使用，而不是根據估計的清潔時間或循環次數做出決策。這些數據驅動的決策可以幫助化工企業避免過度清潔、最大限度地減少產品浪費并節省資源。他們還可以使用這些監測技術來跟蹤蒸汽系統的供水，以保護熱交換器、冷凝器等設備免受有害污染物的影響。

控制工業用水能造福于各行業的制造商，原因不僅限于合規和成本，還因為管理工業用水能為改善運營、實現可持續發展目標和滿足消費者需求，提供較佳的機遇。通過監測整個工廠的關鍵控制點，可減輕廢水處理壓力（特別是面向消費者的行業），從而更好地控制工業廢水。改善污染跟蹤的技術可幫助化工企業快速做出決策，確保合規并把握水回收和再利用的機會。

作者：Amanda Tyndall