猶他州是美國(guó)最干旱的州之一，其5400萬英畝的土地中有90%極度干旱。猶他州鹽湖縣南喬丹市的地下水被尾礦污染，因此當(dāng)?shù)貨]有飲用水源。城市的飲用水大多購自尤因塔山區(qū)（Uintah Mountain）和普羅沃河地區(qū)（Provo River）的供水商。猶他州政府資助了DPR示范項(xiàng)目，以測(cè)試未來在當(dāng)?shù)貙?shí)施DPR計(jì)劃的可行性。示范廠將運(yùn)行3到5年，為未來DPR計(jì)劃的正式實(shí)施提供參考架構(gòu)。

圖1. DPR示范項(xiàng)目的鳥瞰圖

DPR示范項(xiàng)目的水源是處理后的南谷下水道系統(tǒng)（South Valley Sewer）的廢水。DPR示范廠采用先進(jìn)工藝組合以求實(shí)現(xiàn)高水質(zhì)目標(biāo)，并成功實(shí)施穩(wěn)健的多重障蔽除污法的廢水處理工藝。示范廠由5個(gè)不同的工藝部分組成，即臭氧化處理（Ozonation）、生物活性過濾（BAF，Biologically Active Filter）、超濾（UF，Ultrafiltration）、顆?；钚蕴刻幚恚℅AC，Granular Activated Carbon）、紫外消毒（UV Disinfection）。

來自膜生物反應(yīng)器的進(jìn)水濾液通過臭氧化處理之后，進(jìn)入深度處理工藝部分。臭氧是強(qiáng)氧化劑，能夠分解有機(jī)污染物。在臭氧化工藝之后，是生物活性過濾工藝，為生物提供生長(zhǎng)介質(zhì)，并進(jìn)一步分解污染物。超濾工藝過濾掉微生物，而粒狀活性炭處理工藝吸附殘留的微量污染物。DPR示范項(xiàng)目的最后一步是紫外消毒工藝，能夠有效地消除水中的病原體。

DPR計(jì)劃成功與否，取決于公眾對(duì)DPR的接受程度和意見。由于公眾普遍對(duì)DPR認(rèn)知不足，因此需要花時(shí)間向公眾講解有關(guān)廢水回用及凈化處理的知識(shí)。DPR示范項(xiàng)目未來能否成功，很大程度上還取決于基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的決策，因此項(xiàng)目工程師面臨如何實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)工藝中的有機(jī)污染物含量的難題。廢水處理工藝的目的是去除源水和廢水中有害人體健康和破壞環(huán)境的有機(jī)污染物，因此掌握一套使用便捷和性能可靠的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法就至關(guān)重要，其中最關(guān)鍵的是必須能夠了解和測(cè)量初始工藝和后續(xù)工藝中的水中的有機(jī)物含量。

猶他州南喬丹市的DPR示范廠將總有機(jī)碳測(cè)量值作為主要的關(guān)鍵工藝指標(biāo)（KPI，Key Process Indicator），因此需要使用能夠靈活測(cè)量多個(gè)不同水質(zhì)的樣品流的TOC分析儀。示范廠為了達(dá)到監(jiān)測(cè)要求，選用Sievers M5310 C TOC分析儀，這款分析儀采用膜電導(dǎo)（MC，Membrane Conductometric）檢測(cè)和紫外過硫酸鹽氧化技術(shù)。圖2是示范廠的總體工藝流程圖和各個(gè)工藝部分。在DPR工藝開始時(shí)進(jìn)行TOC監(jiān)測(cè)。嚴(yán)密監(jiān)測(cè)從廢水廠進(jìn)入DPR示范廠的廢水，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來調(diào)整深度處理工藝。在生物活性過濾工藝之后再次進(jìn)行TOC監(jiān)測(cè)，以確保污染物的去除率。在紫外消毒工藝之后，可以通過TOC分析來確定最終水質(zhì)。

圖2. 直接飲用水回用示范項(xiàng)目工藝步驟^[1]

許多地區(qū)面臨飲用水短缺的問題，而DPR項(xiàng)目等創(chuàng)新性解決方案是未來提高當(dāng)?shù)乜购的芰妥灾鞴┧倪x擇。有了這種嚴(yán)格的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，水處理廠就能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來做決策，并用準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來消除公眾對(duì)DPR等新飲用水源的不信任。用于監(jiān)測(cè)有機(jī)物的TOC分析法是一種簡(jiǎn)便而功能強(qiáng)大的方法，可用于優(yōu)化工藝、保證水質(zhì)、滿足法規(guī)要求等領(lǐng)域。南喬丹市選用Sievers M5310 C分析儀來成功展示DPR項(xiàng)目的可行性，并為未來此類項(xiàng)目提供參考框架，從而為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)提供足夠安全和低廉的飲用水。