城市污水水質在線監測應用分析

摘 要：本文介紹了城市污水水質在線監測系統的發展現狀以及在線監測系統所使用的在線設備以及指標，并詳細描述了污水處理廠監測系統的結構、傳輸方式、數據處理方式以及輔助系統，最后指出當前在線監測系統在應用過程中出現的問題。

關鍵詞：城市污水；在線監測系統；應用分析

中圖分類號：X84 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0352-01

1 引 言

在線監測系統通常包含在線監測檢測儀器、數據傳送網絡、數據處理系統以及業務信息系統等，是一個集環境科學、在線監測、數據通信、計算機信息系統為一體的現代水質水量監測技術。在線監測系統的主要目的是展開對氧含量、懸浮顆粒以及pH等項目指標的監測。到現在為止，在我國十大重點流域已經成功設立了近百個水質在線監測站，其中，長江、淮河、遼河、太湖等七大流域已經形成監測網絡，基本實現了在線實時監視，每一個監測站都應用了在線監測系統。

2 污水廠在線監測設備和指標

對于城市中已經逐步市場化的污水處理廠，積極展開準確的水質水量監測工作是極其必要的。由于當前BOD型在線監測儀器的設計還不夠成熟，因此可以積極利用TOC、COD與BOD之間的線性關系來設立TOC與COD的在線監測。污水處理廠的進水在線監測設備通常都安裝在進水泵房到沉砂池的直管段之上，而出水監測設備一般安裝在消毒池之后。

選取監測范圍時一般以我國幾個典型城市的污水水質指標作為依據，安在裝在線監測儀器的時候合理選擇監測量程是十分有必要的，如果選擇不當則就會影響監測數據的準確性。

3 在線監測系統的結構及過程控制

在線監測系統的結構主要包括采配水系統、預處理單元、在線監測分析儀器、數據傳輸設備和中心控制系統。

3.1 采配水系統和過濾系統

城市污水收集系統通常包括潛入式污水取樣泵、清洗配套裝置、采水管道、防堵塞裝置等，為了保證在線監測系統的工作頻次與監測效果，一般使用雙回路采水，而且在控制系統中要設置水泵故障自動診斷以及自動切換的功能。

配水單元系統負責將已經采集好的污水樣品依次分配給各種檢測儀器。通常情況下，所選擇使用的儀器和設備都會有水樣流量與壓力的適用范圍，所以在設計配水系統的時候要盡可能地合理利用這個范圍，既要避免將流量和壓力值過度限定，也要避免反復設置流量、壓力儀表以及自動調節設備，進而盡可能減輕系統復雜度，有效提高系統的可靠性。通常應在進水的位置設置流量或者壓力監視儀表。通過優化配水系統的科學設計，盡可能地維持配水系統運行時的穩定性，有效減少系統流量與壓力的波動。由于不同儀器對于過濾精度的要求也各有不同，而過濾精度過高或者過低都會增加測定指標的誤差，所以配水系統最好要針對不同儀器采取有針對性的過濾措施，同時要根據儀器對樣品的實際需要量來最終確定過濾量，盡可能地減少過濾裝置的負荷。

預處理單元一般由高效空氣自動反吹系統以及預處理系統組成，負責過濾去除影響分析儀表正常工作的顆粒物，其中空氣自動反吹系統是針對分析儀表而專門設計的。高效低維護的過濾器通常采用大流量旁通式的管狀過濾設計，以不銹鋼網狀結構的過濾芯作為精細過濾裝置，過濾后得到的水樣經過流量調節后輸入分析儀表中的流通池，進而確保分析儀表的正常運轉以及監測系統的正常運行。水樣預處理只要可以滿足分析儀表的基本要求就可以，不用要求非常高的過濾精度，以免失去檢測水樣的真實性。

在城市污水在線監測系統的運行過程中，出現最多的問題一般都是管道堵塞、管道沾附微生物或者水樣變質等，這些問題的產生會直接造成系統停機或者數據異常，在清洗單元要注意解決這些問題，由于管道都是由自動閥控制的，所以采用自來水或者空氣反沖洗管道就可以達到目的。

3.2 在線監測數據的采集和傳輸

監測點是由監測水質和流量的在線儀表、遠程終端以及GPRS無線MO-DEM來組成的。其工作原理就是通過在線監測儀表在現場連續測量污水廠的進出水水質以及污水處理量并利用遠程數據終端及時轉換為數字信號，然后再通過GPRS網絡發送至終端數據采集系統，進而實現遠程的在線監測。

現場數據采集系統主要是來進行監測數據的搜集、存儲以及發送作業，各監測儀表首先把已經測量好的信號通過現場總線技術傳輸給數據采集器，隨后由數據采集器把數據存儲在寄存器中。

遠程監測數據庫管理系統主要負責接收子監測站傳輸的信息以及其他監測點的監測信息，通過對監測信息進行篩選分類和整合分析，完成對各類數據的統計處理，進而自動生成對應的報表，并可以實現與上級主管部門的聯網。系統支持自動化控制協議以及通訊協議，可以實時反映現場儀器的狀態并對儀器中各項參數實施遠程設定。軟件系統是整個監測系統的大腦，可以實現根據事先已設定的監控范圍對監測站的累計流量、斷流時間、過流時間等具體指標進行實時監控，同時具有參數配置、輸出數據統計、異常狀態處理、條件查詢和系統管理維護等各項功能。

3.3 輔助系統

輔助系統是保障系統整體穩定運行的重要組成部分，通常主要包括供配電單元、自來水單元、自動取樣單元、廢液處理單元等。供配電單元是使系統做到無人值守和斷電保護的重要保證，應設置專用的動力配電箱，電源進線要嚴格按照現行的國家標準采取避雷措施，電源應使用地下電纜進線。因為儀器的清洗與標定過程需要大量的純凈水，故系統還需要配置純水制備單元。此外，要使系統真正做到無人值守，還需要在系統中設置自動取樣機，定時自動采取水樣。

4 結 語

當前在線監測系統中所使用到的在線監測儀器大多數依賴進口，國內儀表與國外儀表仍存在差距，因此積極推動水質監測系統的國產化勢在必行。此外，在國內，城市污水在線監測系統所形成的監測數據，在發生法律糾紛時并不具備足夠的法律效力，因而只有預警功能，這對在線監測系統的應用是一種巨大的阻礙，為了充分發揮在線監測系統的重要作用，應該努力提升監測數據的法律效力，進而讓在線監測系統的影響更加深遠。

參考文獻

[1]張振宇，何 鑫，李華麗，等.成都市污水水質在線監測系統應用分析[J].水能經濟，2016（6）：387～388.

[2]金東輝.淺談城市污水泵站安裝水質在線監測儀表的必要性[J].工業控制計算機，2017，30（8）：125～126.

[3]孫 軼.在線監測系統在城市污水處理廠中的應用[J].科學家，2017，5（1）：29.

[4]梁毅成.污水處理廠在線監測儀表的選型與應用[J].商品與質量，2016（15）：61～62.

[5]黎志忠.污水COD在線監測問題及其應對策略分析[J].資源節約與環保，2016（2）：55.

收稿日期：2018-3-25

作者簡介：黎正宇（1982-），男，工程師，本科，主要從事生活污水處理工作。