自動化在線檢測儀表在污水處理廠的應(yīng)用分析

呂海琳

北京翰祺環(huán)境技術(shù)有限公司 遼寧大連 116023

目前，應(yīng)用于水質(zhì)檢測與污水處理的技術(shù)主要分為物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)，其中物理技術(shù)難以對廢水進行深度處理，而化學(xué)技術(shù)可能會造成二次污染，相比較，利用生物技術(shù)進行水質(zhì)檢測與污水處理更為環(huán)保、高效，因而也得到了較為廣泛的研究和應(yīng)用。一般常用于水質(zhì)檢測的生物技術(shù)包括生物傳感器技術(shù)、聚合酶式反應(yīng)檢測技術(shù)、酶免疫檢測技術(shù)等；常用于污水處理的生物技術(shù)包括生物絮凝劑、生物吸附劑、生物膜法等。隨著我國對環(huán)境保護的重視以及對用水質(zhì)量要求的提高，生物技術(shù)促進了水質(zhì)檢測的發(fā)展，豐富了污水處理技術(shù)，推動了水處理行業(yè)的綠色環(huán)保發(fā)展，對水質(zhì)檢測與污水處理具有重要的現(xiàn)實意義與價值[1]。

1 控制水質(zhì)化驗質(zhì)量的方法

1.1 對待檢水質(zhì)進行復(fù)檢

核對水質(zhì)送檢樣品基本信息之后，進行同一批次樣品二次編號，嚴格按照檢測標準逐項檢驗，同一批次水質(zhì)檢驗結(jié)果出來之后由相關(guān)工作人員進行比對分析，歸納兩者間數(shù)據(jù)差異，并對產(chǎn)生差異的可能因素一一進行排查。在對水質(zhì)進行檢驗過程中，實驗環(huán)境必須滿足標準，且送檢樣品不能超過保質(zhì)期[2]。

1.2 設(shè)定待檢水質(zhì)樣品的平行實驗

在水質(zhì)檢驗操作中，同批次待檢樣品要嚴格按照標準進行同比例取樣，進行平行實驗。在樣品選擇時，盡量選擇性質(zhì)穩(wěn)定、無顏色差異的水質(zhì)樣品進行各指標檢測，檢測結(jié)果必須在限定值之內(nèi)，在保證實驗數(shù)據(jù)真實性的基礎(chǔ)上，合理性也要進行分析。

1.3 對比不同實驗措施的檢驗結(jié)果

實驗措施一般有兩種，內(nèi)部比較和間接比較。其中內(nèi)部比較是指實驗操作人員之間進行對比，個人差異性的對比更能體現(xiàn)出實驗的各項指標監(jiān)測結(jié)果，進而對人為誤差進行校對。而間接比較是指在相同實驗標準下，不同實驗室在對樣品進行檢驗時做出的實際評價和分析，進而發(fā)現(xiàn)實驗室目前出現(xiàn)的各項問題，針對不足之處一一改進，以期提高實驗室檢驗水平[3]。

2 采集浮臺主體設(shè)計

2.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

采集浮臺是各類硬件設(shè)施和各種儀器的承載體，設(shè)計為圓桶形。圓桶形浮臺整體流線性較好，抗風(fēng)浪能力較強。浮臺的設(shè)計分為內(nèi)桶和外桶，內(nèi)桶與外桶之間的空間用低密度泡沫內(nèi)芯填充，并在泡沫內(nèi)芯上挖出電池槽固定電池。內(nèi)桶內(nèi)有水質(zhì)檢測器、喉箍提手架、喉箍、吊環(huán)絲桿等裝置，方便傳感器的安裝固定并可靈活調(diào)整傳感器的吃水深度。浮采用ABS 塑料，使浮臺具有很好的抗老化，腐蝕性能和擁有較高的強度。

2.2 頂部設(shè)計

浮臺頂部采用半球形透明玻璃罩，防止裝置在長期使用中有遮擋物（如鳥屎，樹葉等）落到太陽板上對太陽能電池板造成陰影，而產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，并且球面狀頂部有利于太陽光入射角垂直照射在太陽能電池板上，可保證太陽能電池板充分吸收太陽光，有利于裝置的穩(wěn)定持續(xù)工作[4]。

2.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

該系統(tǒng)硬件由供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理兩大部分構(gòu)成。供電系統(tǒng)由蓄電池組和太陽能光伏充電部分組成，太陽能產(chǎn)生的電能一部分驅(qū)動負載、一部分為蓄電池組充電。數(shù)據(jù)處理部分由控制器、通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊組成。本系統(tǒng)通過磁力開關(guān)控制系統(tǒng)工作，主要是磁力開關(guān)連接電源進行雙保持的常開和常閉，利用磁場檢測控制系統(tǒng)啟動，當(dāng)檢測到磁鐵的時候系統(tǒng)停止工作，當(dāng)檢測不到磁鐵的時候系統(tǒng)開始工作。數(shù)據(jù)采集模塊通過傳感器把采集到的原始數(shù)據(jù)傳送到控制器，再由控制器處理后傳入通信模塊，最終由通信模塊把有效的數(shù)據(jù)發(fā)送到終端設(shè)備。其中裝置上還安裝有GPS 和LED 信號燈，GPS 系統(tǒng)主要是起到定位和防盜報警的作用，使裝置定位在一定的區(qū)域。如果裝置發(fā)生偏移或者丟失，脫離一定的范圍裝置會發(fā)出警報，通過GSM 網(wǎng)絡(luò)和LTE 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至平臺或者手機，通過GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行目標位置查找，追蹤。LED 信號燈主要起到燈語的作用，便于查看系統(tǒng)的工作狀態(tài)。LED 信號燈有紅燈，綠燈和黃燈三種顏色。當(dāng)系統(tǒng)啟動下一直亮紅燈，當(dāng)系統(tǒng)啟動完成處于穩(wěn)定狀態(tài)或者休眠模式狀態(tài)下LED 亮黃燈，當(dāng)系統(tǒng)開始正常工作時LED 信號處于綠色呼吸燈狀態(tài)，當(dāng)傳感器連接異常時LED 一直亮紅燈，系統(tǒng)電池電壓過低時LED 閃爍紅燈[5]。

2.4 太陽能電池方陣設(shè)計

電源系統(tǒng)負載的用電量計算，通過傳感器和系統(tǒng)所需的用電量，可以得出傳感器和系統(tǒng)所需總功率W 為1w，因此由公式可以確定負載的日耗電量為P=24WH。而太陽能電池板數(shù)量的設(shè)計由負載設(shè)備平均每天的消耗量來設(shè)計。本設(shè)計采用單片規(guī)格為0．5W/2V/250MA 的太陽能電池片。在忽略充電損耗的情況下，按每天有效日照時間6h 計算，則單塊太陽能電池板的日發(fā)電量為：0．5W×6h=3WH。太陽能方陣每日所發(fā)電量應(yīng)滿足負載平均每天用電量和儲存到蓄電池內(nèi)以備持續(xù)沒有太陽光的情況下所使用。

3 結(jié)語

本設(shè)計水質(zhì)檢測裝置及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，除了應(yīng)用于城鎮(zhèn)內(nèi)河（湖）、水庫等水體的水質(zhì)在線檢測和預(yù)警以外，在其他水體的水質(zhì)和水文變化趨勢，黑臭水體治理、藍藻爆發(fā)預(yù)測，河流生態(tài)的水文機制，湖泊、濕地生態(tài)狀況和功能生態(tài)修復(fù)及評價，水利工程對生態(tài)系統(tǒng)（水質(zhì)、物質(zhì)循環(huán)、泥沙淤積和生物多樣性等）的影響，水文水質(zhì)對水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響以及突發(fā)性污染事件檢測和預(yù)警等諸多方面，都將具有廣闊的應(yīng)用前景。