运营着占地面积约十英里水处理厂和密苏里河处理厂的Helena市，面临着季节性水质变化。它的两个工厂满足法规和保持出水质量方面面临着处理挑战。
占地约十英里的工厂的低碱度和不同的源水质量使其难以满足要求的总有机碳 (TOC) % 去除率，以符合当前工厂流程和基础设施中的 EPA 消毒剂/消毒副产品 (DBP) 规则。季节性有机、味道和气味化合物以及零排放设施使密苏里河工厂的运营成本成为一个问题。
夏季需求可以达到 15 MGD，而冬季需求下降到 3 MGD，通常 100% 由十英里工厂支持。密苏里工厂在高峰期工作或提供支持，例如在工厂升级期间。最近，十英里工厂升级了 Clearwell盖板、PLC 系统、过滤器和介质。这两个工厂和两种来源的独特水质挑战见表1。
密苏里河工厂从密苏里河抽水到海伦娜河谷调节水库，之后在输送到工厂。由于水库提供灌溉用水和鱼类和野生动物使用，因此水库不能进行相关处理。工厂需要处理任何存在的有机、味道和气味化合物。密苏里河工厂被列为零排放工厂，利用其反冲洗水进行管理灌溉，并回收回工厂进行再处理。虽然回收反冲洗水可以节约用水和免除许可，但由于季节性质量变化，必须评估总运营成本，以确定总体影响。
Ten Mile工厂通过Ten Mile溪从落基山脉分水岭顶部的水库重力输送。它建于 1991 年，当时该市失去了对浊度合规性的过滤豁免权。此外，接触吸收澄清器的使用将工厂从直接过滤重新分类为需要符合 TOC % 去除率的常规处理。在低碱度（通常为 1525 mg/L）的情况下，当源 TOC 超过 4 mg/L TOC 时，植物在春季径流期间属于较高的 TOC 去除率分类，如表2 和表 3 所示。
满足要求在Ten Mile工厂去除 TOC % 的挑战促使Helena市与州监管机构合作。通过结合实时水质监测的处理计划实现了合规性。
TOC数据不仅帮助他们了解实时TOC %的去除，而且还帮助他们了解水源TOC的季节变化。这些数据促使客户为十英里工厂购买了一台Sievers* M5310C TOC实验室分析仪，以进行试点和制定处理变化，让水质更加稳定且依从性更佳。在进行现场TOC分析之前，该市依赖于将样品发送到第三方合同实验室。这些结果花了1-2几周的时间，使工厂无法快速掌握水质和工艺效率的变化。
通过现场TOC分析，实施了以下工厂改进：
- 将化学添加点（PAC 和混凝剂）移至设备前部，而不是直接在过滤器之前。
- 试用不同的化学品来测试 TOC % 去除率以及颜色和浊度去除率，包括聚合氯化铝、硫酸铝和减少使用阳离子聚合物。
由于相对高的碱度和低的来源TOC，密苏里河工厂很容易满足其25% TOC去除要求，但没有考虑到当地使用PAC消除味道和气味的问题。优化臭氧到TOC的剂量中将对未来的味道和气味问题带来好处，节省成本和工艺效率。
结果
TOC分析仪实时监测Helena市工艺变化的效率，可用于数据为导向的决策处理。
随着城市的不断发展，升级和扩张的需求必须考虑到每一种水源的挑战和融资机会。在未来，智能控制将确保污水质量满足客户需求和监管要求，即使挑战性和水源不断变化。