污水處理廠在線檢測系統的運行評價

譚 盼

（陜西省西安市市政設施管理局，陜西 西安 710014）

污染物種類的多樣化和污染的嚴重化，使我國對水治理工作的日益重視，使污水處理的排放標準也日趨嚴格，同時加大了水污染治理的力度以及加快了治理的速度。伴隨科技的不斷發展，水質在線監測系統在污水廠的廣泛應用已稱為一種必然的趨勢。環保部門通過在線水質檢測系統能隨時掌握污水廠的出水水質情況，一旦出現水質不達標情況，可及時采取相關措施，有效地起到了環境監督和環境監控作用。這種自動化、科學化以及信息化的高效的監管模式，為環境管理提供了技術支持。

污水廠對水質進行在線監測，主要是對水質的溫度、pH值、DO、電導率、氧化還原電位ORP、高錳酸鉀指數、TOC、COD、NH3-N、TN、BOD5、SS、TP，新增的擴展檢測項目有揮發性有機物、生物毒性、葉綠素α、重金屬、糞大腸菌群等進行分析[1]。通過水質數據采樣、分析、統計以及數據的傳輸等多個環節，進行在線監測，從而得到水質各指標的情況。然而我國在線水質監測技術起步比較晚，國內生產廠家技術不成熟。目前，各污水處理系統水質監測儀表主要從國外成套引進，由于水質和測量方法的差異以及操作管理的不規范，自動監測儀器檢測的數據與實驗室分析測得的數據之間存在一定的差異[2]。這直接關系到水質監測數據的準確性，也影響著污水廠對污水處理的情況以及水污染治理情況，所以應當重視污水在線監測數據準確性。本文以西安市經開草灘污水處理廠為例，對在線水質監測系統與實驗數據進行對比分析。

污水處理廠位于渭河南岸草灘八路北口，濱河大道中段，渭河護林帶內，總占地面積約121.84畝，預計處理規模為20×104m3/d，采用改良A2O+MBR處理工藝，處理后水質達到《城鎮污水處理廠排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。項目于2015年10月正式開工建設，2016年6月30日成功通水調試，2016年12月1日轉入商業試運行，2018年1月1日轉入商業運行。

1 在線水質檢測系統的組成

在污水處理廠污水處理廠進、出水口分別設置了在線水質檢測系統，位于水質分析小室內，該系統由水樣采集系統、儀器分析檢測系統、數據傳輸系統、管理控制系統組成，利用自動采集、自動檢測、自動控制、自動傳輸等技術對該污水處理廠進行連續實時檢測與控制，并將所獲得的檢測數據進行分析、整理收集并傳輸給中控室，同時上傳至環保部門，能及時掌握污水廠運行狀態以及排放情況。

1.1 水樣采集系統

由水樣采樣單元、預處理單元、分配單元、自動留樣單元、壓力流量控制單元、傳輸管路等組成[3]。水樣采集單元設置在污水廠的進出水口處，與水質分析小室的距離不大于50 m。

1.2 儀器檢測系統

由水質分析測量儀器、控制設備以及數據采集傳輸設備構成，是在線檢測系統的核心，是影響在線水質監測系統測量數據準確性的關鍵因素，該污水廠監測的污染指標有CODcr、NH3-N、SS、pH 等。

1.3 數據傳輸系統

將在線監測儀器的數據結果自動采集，并進行處理、記錄、顯示，然后通過網絡將數據發送到監控中心，是在線監測儀器與監控中心（計算機）連接的橋梁。

1.4 管理控制系統

位于該污水處理廠的監控中，對在線監測設備的進行監控，對整個污水廠的運行進行監控，同時也便于環保部門對污水廠的排放情況進行監控。

2 在線監測系統的運行評價

參照《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)的技術以及性能指標要求來對在線監測系統的運行進行評價。在進水口（細格柵及曝氣沉砂池）與出水口（接觸消毒池）各建一個在線水質檢測小室，對2017年11月每日的進、出水水質進行在線水質監測與實際水樣進行跟蹤監測比對， 監測項目為CODcr、NH3-N、pH。每次進行實際比對實驗前，按照《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)[4]的技術要求，對在線檢測系統進行重現性、零點漂移、量程漂移，平均無故障連續運行時間等技術參數進行測試[4]，且測試結果完全符合規范要求。測定主要儀器參數或分析方法、性能指標要求見表1。

表1 測定儀器和方法

2.1 NH3-N濃度對比

NH3-N濃度對比情況見圖1～圖4.

圖1 進水NH3-N濃度對比

圖2 進水NH3-N濃度對比的相對誤差

圖3 出水NH3-N濃度對比

圖4 出水NH3-N濃度對比的相對誤差

由圖1可看出，當來水中NH3-N濃度較高時，在線監測系統與實測NH3-N濃度差別較大，且濃度變化趨勢不一；表2中，進水NH3-N濃度相對誤差符合規范要求15%的范圍內一個月當中只有15天，相對誤差值最大已達39%，有12天相對誤差超過20%。圖3中、圖4中，當出水中NH3-N濃度較低時，在線監測系統與實測NH3-N濃度變化趨勢基本一致，一個月當中僅有2天相對誤差超過超過15%，且相對誤差最大僅為17.50%，基本符合《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)規定的15%的性能指標要求。

2.2 pH值對比

進水、出水pH值在線監測與實測變化趨勢均不一，如圖5、圖7中所示；圖6、圖8中pH值絕對誤差均在±0.5的范圍內，完全符合《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)在線監測與實測pH值絕對誤差≤±0.5pH的性能指標要求。

圖5 進水pH濃度對比

圖6 進水pH濃度對比的絕對誤差

圖7 出水pH濃度對比

圖8 出水pH濃度對比的相對誤差

2.3 COD值濃度對比

當進水COD高濃度、與出水COD低濃度時，在線監測系統與實測COD濃度變化趨勢基本一致，如圖9、圖11中所示。圖10中，COD濃度較高，均超過200 mg/L，其中有6天的在線監測與實測濃度的相對誤差超過規范要求的15%的范圍；當COD濃度均小于20 mg/L時，僅有4天的COD的相對誤差超過10%的范圍，且相對誤差最大僅為12.22%，基本符合《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)在線監測與實測COD值相對誤差≤10%的性能指標要求。

圖9 進水COD濃度對比

圖10 進水COD濃度對比的相對誤差

圖11 出水COD濃度對比

圖12 出水COD濃度對比的相對誤差

3 結論

通過對西安市經開草灘污水處理廠實際運行效果為期1個月的進、出水水質進行在線水質監測與實際水樣進行跟蹤監測比對，結果表明：

（1）在線監測系統與實測NH3-N濃度差別較大，當濃度NH3-N濃度較高時，30天當中有15天的在線監測結果與實測結果的相對誤差大于15%；當濃度NH3-N濃度較低時，在線監測與實測濃度的相對誤差基本符合《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)在線監測與實測NH3-N相對對誤差≤15%的性能指標要求，可以真實反應該水廠的實際NH3-N濃度。

（2）在線監測與實測pH值絕對誤差均在±0.5的范圍內，完全符合《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)在線監測與實測pH值絕對誤差≤0.5pH的性能指標要求，可以真實反應該水廠的實際pH值。

（3）當COD濃度較高，均超過200 mg/L，30天當中有6天的在線監測與實測濃度的相對誤差超過規范要求的15%的范圍，可見，該水廠的進水口的在線監測的COD濃度不能真實反應該水廠的實際COD濃度。當COD濃度較低時，在線監測與實測濃度的相對誤差基本符合《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范（試行）》（HJ/T356-2007)在線監測與實測COD相對對誤差≤10%的性能指標要求，可以真實反應該水廠的實際COD濃度。