廢水水質在線監(jiān)測數據的誤差分析與處理

陳娟

(陜西省漢中市漢臺區(qū)城市污水處理廠，陜西漢中723000)

1 廢水水質在線監(jiān)測方法

水是人類生活以及工業(yè)生產當中必不可少的重要資源，為了能夠更加有效地利用水資源，避免水資源受到污染，就需要通過科學、合理地監(jiān)測方法對生活生產用水和廢水水質進行檢測分析。傳統的水質檢測主要是靠人工進行的，這就導致了廢水水質監(jiān)測時間長、數據采集復雜以及勞動強度大等問題，而且嚴重影響了水質監(jiān)測的精確性。因此為了能夠有效地避免這些問題，需要通過自動化技術以及在線處理技術對原有的水質檢測方法進行優(yōu)化設計。

廢水水質在線監(jiān)測系統主要采用自動檢測技術、自動控制技術、計算機技術以及其它相關技術為一體的現代化高精度測量儀器，它能夠連續(xù)、實時的監(jiān)測廢水水質的實時狀態(tài)，在線監(jiān)測系統主要結構分為取水單元、水樣處理單元、分析監(jiān)測單元、現場系統控制單元、通信單元、輔助單元以及監(jiān)測中心管理系統組成，其中現場系統控制單元是整個水質監(jiān)測系統的核心環(huán)節(jié)，通過計算機以及通信技術實現取水、水樣處理以及分析監(jiān)測。

廢水水質在線監(jiān)測儀器的特點是通過計算機控制水樣的采集和計量，可以有效地降低人工采樣和計量時產生的誤差，從而確保在線監(jiān)測的精確度;在線監(jiān)測儀器的采用功能模塊結構設計，不僅簡化了操作過程，而且大大提高了廢水水質在線監(jiān)測的效率;廢水水質在線監(jiān)測儀器采用了可編程控制器PLC作為主要的操作控制平臺，PLC具有抗干擾能力強、運行可靠等優(yōu)勢，能夠保證在線監(jiān)測的穩(wěn)定性;廢水水質在線監(jiān)測儀器采用玻璃式金屬芯電磁閥，從而避免了使用蠕動泵所導致的管網堵塞、老化等問題，在降低后期維護成本的同時還能提高廢水水質監(jiān)測的可靠性;廢水水質在線監(jiān)測儀器具有人機交互界面以及現場監(jiān)視系統，操作人員可以通過顯示屏進行遠程監(jiān)控，減少機械故障對監(jiān)測造成的影響。

2 廢水水質在線監(jiān)測數據的誤差分析與處理

廢水水質的監(jiān)測數據是對廢水中所含污染物的一種客觀表述，同時也是進行環(huán)境質量評價的重要依據，而監(jiān)測數據的誤差分析與處理則是對監(jiān)測結果的精確性有著非常重要的作用。通過對廢水水質進行在線監(jiān)測往往會得到大量的實驗數據，然后通過相應的規(guī)則進行分析處理后得到監(jiān)測結果，現階段主要的分析處理方法包括數值修約以及可疑數據取舍。其中數值修約主要是指對監(jiān)測得到的數據通過省略最后若干位數字，調整保留的末位數字，得到與原始值最接近的數值，進行數值修約的原則是“四舍五入規(guī)則和四舍六入五留雙規(guī)則”;可疑數據取舍是指對同一廢水進行多次監(jiān)測后得到的數據結果往往會表現出一種較為集中的特性，但同時也會存在一些離群數據，因此在進行數據分析時需要及時清除這些離群數據，在減輕數據分析負擔的額同時還能夠提高監(jiān)測結果的準確性。本文以廢水中的氨氮主要監(jiān)測對象，研究實驗室監(jiān)測方法與在線監(jiān)測數據的誤差分析與處理進行具體分析:

2.1 實驗室標準法與在線監(jiān)測結果的誤差分析

實驗中主要是對廢水中的氨氮含量進行測量分析，試驗中選取某工業(yè)生產中的廢水，經過沉淀后去除雜質然后分成15份待測樣品。通過實驗室標準測量法與在線檢測法進行對比分析，水中的氨氮含量監(jiān)測結果如表1。

從廢水水質實驗監(jiān)測與在線監(jiān)測結果分析表中可以看出，監(jiān)測數據都能夠表現出較為明顯的相關性，通過得到廢水水質監(jiān)測的相關系數為0.98，實驗標準法回收率為87% ～110%;在線監(jiān)測系統回收率為88%～114%。建立一元線性回歸方程，即廢水氨氮含量=廢水監(jiān)測相關系數×在線監(jiān)測數據+0.09，激素拿出相對誤差為0～9.83%，結果能夠有效地控制在±10%以內，因此能夠滿足廢水水質監(jiān)測要求。

表1 廢水水質實驗監(jiān)測與在線監(jiān)測結果分析

2.2 不同濃度樣品檢測結果分析

為了能夠有效驗證廢水水質在線監(jiān)測結果的精確性以及可靠性，需要使用在線監(jiān)測儀以及實驗室標準法對不同濃度的廢水樣品進行檢測。此次試驗中選取了不同濃度的廢水，即氨氮濃度小于1mg/L的低濃度廢水、氨氮濃度約為2mg/L的一般濃度廢水以及氨氮濃度為5mg/L的高濃度廢水，然后對不同濃度的廢水進行監(jiān)測，同樣選取15份待測樣品并且進行誤差分析與處理，監(jiān)測數據以及誤差分析如表2所示。

表2 不同濃度廢水水質的實驗室監(jiān)測與在線監(jiān)測對比分析

通過不同濃度廢水水質的實驗室監(jiān)測與在線監(jiān)測對比分析表中的監(jiān)測數據可以看出，低濃度廢水水質的實驗標準法測量與在線監(jiān)測的相對誤差保持在－7.4% ～12.5%范圍內;一般濃度廢水水質的實驗標準法測量與在線監(jiān)測的相對誤差保持在2.2% ～6.0%范圍內;高濃度廢水水質的實驗標準法測量與在線監(jiān)測的相對誤差保持在 －7.4% ～13.4%范圍內。從監(jiān)測數據的總體分布情況進行分析，不同濃度下的實驗室監(jiān)測法與在線監(jiān)測法得到的數據雖然存在差異，但是監(jiān)測結果能夠保持一定的相關性，而且誤差基本上能夠控制在±10%以內，因此可以判斷通過使用在線監(jiān)測儀器對廢水水質進行監(jiān)測，其結果可以很好的反映出廢水的真實情況。

3 結語

廢水水質在線監(jiān)測系統主要是運用了可編程控制器PLC、計算機以及通信等現代化技術的一種自動化、在線監(jiān)測儀器。它的出現不僅能夠有效地提高水質測量的自動化程度，而且還能擴大測量范圍以及測量精度。因此在水質測量工作中有著非常重要的作用，相信隨著微電子以及計算機技術的不斷發(fā)展，將會進一步提高自動化在線監(jiān)測系統在水質監(jiān)測中的應用。

［1］高春娣，彭永臻.SBR法中耗氧速率的在線檢測及誤差分析［J］.工業(yè)用水與廢水，2001(2):4～7.

［2］林 楨.紫外掃描式水質COD測量技術與儀器設計［D］.杭州:浙江大學，2006.

［3］孫長嵩.基于機器學習的水質COD測量方法研究［D］.杭州:浙江大學，2006.

［4］高 峰，田 穎.廢水水質檢測化驗誤差分析與數據處理［J］.包鋼科技，2007，33(6):88 ～91.

［5］武曉莉.信息融合及集成學習在水質光譜分析中的應用研究［D］.杭州:浙江大學，2007.