水處理中環境監測技術的應用策略研究

孫 玥，賈 美，趙加慶

（濟南市生態環境監控中心歷城分中心，山東 濟南 250100）

引言

隨著社會的發展以及工業化進程的加快，污染排放導致的水環境污染狀況越發嚴重，水環境關系到居民的健康以及社會的穩定，相關人員需要加強對水處理的重視，并且結合水處理的實際需要，將環境監測技術引入水處理環節，以實現對水環境的充分研究。然而實際的水環境復雜多樣，檢測技術也需要專業設備以及專業人員的支撐，所以在實際作業環節，相關人員應深入分析環境監測技術及其應用，強化污染防治意識，促使水處理更具科學性，并在技術層面為環境監測提供保障。只有這樣，才能增加我國在水處理方面的技術優勢，進而推動生態文明建設。

1 水處理及環境監測概述

1.1 水處理概述

水處理是指對水進行物理、化學或生物學的處理，以去除其中的污染物和雜質，使其達到特定的水質要求。水處理的目的是保護和改善水資源，以滿足不同的用途，如飲用水、工業用水、農田灌溉等。現階段的水處理主要有凈化、混凝、沉淀、過濾以及消毒等步驟。隨著科學技術的發展，越來越多的先進處理工藝開始應用到水處理環節，如反滲透、電離子交換、臭氧氧化等，可以更徹底地去除水中的污染物和溶解物質。總之，水處理是一項重要的環境工程技術，可以提供安全、清潔的水資源，保護人類健康和環境的可持續發展。水處理流程如圖1所示。

圖1 水處理流程

1.2 環境監測概述

環境監測是指對環境中的各種物理、化學和生物因素進行系統觀測和分析，以評估環境狀況、識別污染源、監測環境變化并制定環境保護策略的過程。環境監測通常涵蓋大氣環境監測、土壤環境監測、噪聲環境監測以及生物多樣性監測等諸多環節，對環境保護具有重要作用。現階段的環境監測通常通過現場觀測、采樣和實驗室分析等手段進行。同時，還可以應用遙感技術、地理信息系統（GIS）、數學模型等輔助工具進行數據處理和分析，以獲取更全面、更準確的環境信息。通過環境監測，我們可以及時掌握環境質量狀況，發現和預警環境污染問題，為環境保護和可持續發展提供科學依據。

1.3 水處理環節的環境監測

在水處理過程中，環境監測非常重要，它可以幫助評估水質狀況、監測水污染源、檢測水處理設施的效果及確保水資源的安全和可持續利用。水處理環境監測主要包括：（1）水源水質監測：指對水源進行監測，包括河流、湖泊、地下水等，這有助于評估水源的質量和適用性，以及檢測潛在的污染源。（2）進水和出水監測：對水處理廠的進水和出水進行監測，以評估水處理過程的效果和水質的變化。監測項目可能包括懸浮物、溶解氧、pH值、氯含量、重金屬、有機污染物等。（3）殘留物監測：在水處理過程中使用的化學藥劑（如混凝劑、消毒劑）和過濾介質（如活性炭）可能會留下殘留物，對這些殘留物進行監測可以評估其對水質的潛在影響和環境風險。（4）水處理設施監測：對水處理設施的運行參數進行監測，如流量、壓力、溫度等，這有助于確保設施正常運行，及時發現問題并采取解決措施。（5）水環境生物監測：監測水中的生物指標，如浮游植物、浮游動物、底棲生物等，這可以提供有關生態系統健康狀況的信息，以評估水質改善的效果[1]。（6）水處理副產物監測：水處理過程中可能會產生一些副產物，如污泥、渣滓等，對這些副產物進行監測可以評估其處理和處置的需要，并確保其對環境的影響得到控制。環境監測數據的收集和分析對于評估水處理系統的性能、指導水質改善和保護水資源都至關重要。同時，監測數據還可以用于制定水資源管理政策和法規，以確保水環境的可持續發展。

2 水處理中環境監測技術的優勢

2.1 評估水質狀況

環境監測可以提供對水質狀況的準確評估。通過監測水中的污染物含量、營養物質濃度、微生物數量等指標，相關人員可以了解水體是否受到污染、污染程度以及可能的污染源。這有助于判斷水的適用性和安全性，以及制定相應的水處理策略。

2.2 監測水污染源，及時發現和解決問題

環境監測可以幫助監測水污染源的存在和排放情況。通過監測水源和進水中的污染物，相關人員可以追蹤并識別可能的污染源，及時采取措施減少或消除污染物的排放，保護水資源的可持續利用。而且通過持續的環境監測，可以及時發現水污染源的變化趨勢和異常情況，這使得水處理廠能夠及時采取措施解決問題，確保水質符合規定的標準和要求。

2.3 評估處理效果，確保水資源的合理利用

水是人類生活、工業和農業等各個領域不可或缺的重要資源。環境監測可以幫助我們保護水資源。通過監測水體的質量和生態系統的健康狀況，相關人員可以及時發現和解決潛在的水污染問題，保障水資源的可持續供應。而且通過環境監測可以評估水處理效果。通過對進水和出水的監測，相關人員可以了解水處理設施的運行情況，監測水質變化，并及時發現水處理過程中的問題和潛在風險。這有助于優化水處理工藝，確保水處理的有效性和穩定性。

2.4 獲取精準數據，輔助后續決策

環境監測可以通過專業的儀器設備和標準的采樣方法，提供準確的數據和信息。這些數據可以反映水體中的污染物濃度、水質指標、微生物數量等，為水處理過程和水質評估提供可靠依據。通過收集和分析監測數據，我們可以了解環境變化趨勢，評估環境保護措施的效果，并根據數據結果制定相應的環境管理和調控措施。環境監測提供了科學依據，有助于相關部門制定環境保護政策和管理決策。此外，環境監測可以提高公眾對水質和環境問題的關注度和參與度。公眾可以通過監測數據了解水質狀況，對水處理過程和效果提出質疑或建議。同時，透明的監測結果也增加了公眾對水處理廠和政府的信任度。

綜上所述，水處理中的環境監測是十分必要的，它可以提供關于水質、污染源、水處理效果和環境狀況的準確信息，為保護水資源、制定政策和管理決策提供科學依據，保障人類健康和環境的可持續發展。水處理中的環境監測如圖2所示。

3 水處理中環境監測技術的難點

在水處理環節，環境監測能對水環境進行全面監測，從而為后續的治理奠定基礎，但是在實際作業環節，依舊存在一些難點，需要相關人員加強研究。首先是復雜的水質狀況，水質受到多種因素的影響，包括自然因素、人為活動和污染源的影響等，水質參數的變化可能非常復雜，涉及多種污染物的相互作用和復雜的化學反應過程，因此準確監測和評估水質變化的難度較大。其次是對多種污染物的監測，水體中存在多種污染物，如懸浮物、溶解物、有機物、重金屬、微生物等，這些污染物具有不同的特性和濃度范圍，需要采用不同的監測方法和處理技術。監測多種污染物時，需要考慮它們之間的相互干擾和共存關系，及監測設備和技術的選擇。水處理環境監測需要使用各種設備和技術，如傳感器、分析儀器、采樣設備等，選擇合適的設備和技術需要考慮監測項目、監測精度、采樣頻率、成本等多種因素。同時，監測設備和技術的維護和校準也需要投入大量的人力和資源。水處理環境監測需要在一定的時間范圍內進行，并涵蓋多個監測點，然而監測頻率和范圍可能受到資源限制和成本限制的影響[2]，因此如何選擇合適的監測頻率和監測點，以及如何在有限的資源下實現全面監測，是一個具有挑戰性的問題。另外，環境監測會產生大量的監測數據，如何對這些數據進行處理和分析，提取有用的信息，對水質變化和污染源進行準確評估，是一項復雜的任務。數據處理和分析需要使用統計學、模型和計算機技術等工具，需要專業的知識和經驗。

4 水處理中環境監測技術的應用策略

4.1 監測目標的確定以及布局

相關人員首先需要確定監測的目標和重點，根據水處理系統的特點和需求，確定需要監測的參數和指標，如水質指標（pH值、溶解氧、濁度等）、污染物濃度（重金屬、有機物等）、微生物數量等。同時，還需考慮監測的時空范圍和頻率，并根據水處理系統的特點和水質變化的可能性，合理布置監測點[3]。監測點的選擇應覆蓋整個水處理過程的關鍵環節，包括進水源、進水口、出水口、各個處理單元等，同時還需考慮水體流動、混合程度和可能的污染源。

4.2 監測技術的選擇

相關人員需要根據監測目標，選擇合適的監測技術和方法，考慮監測參數的特性、測量要求、準確性和可靠性，選擇適合的傳感器、分析儀器、生物傳感器等。同時，還要考慮設備的成本和維護要求。

4.2.1 傳感器技術

傳感器是一種能夠感知和測量特定物理或化學參數的設備。在水處理中，常用的傳感器包括pH傳感器、溶解氧傳感器、濁度傳感器、電導率傳感器等。這些傳感器可以實時監測水質參數，提供準確的數據。

4.2.2 分析儀器

水處理中常用的分析儀器包括色譜儀、質譜儀、光譜儀、電化學分析儀等，這些儀器可以對水樣進行化學分析，檢測水中的有機物、無機物、重金屬等成分。分析儀器提供了高靈敏度和高準確性的分析結果。

4.2.3 原子吸收光譜技術

原子吸收光譜技術基于原子與特定波長的光相互作用的原理，可以分析水中的金屬元素含量，如銅、鉛、汞等。原子吸收光譜技術具有高靈敏度和選擇性，可以實現對微量金屬元素的準確監測。

4.2.4 生物傳感器技術

生物傳感器利用生物體或生物分子對特定物質的識別和響應，實現對水中有害物質的監測。常見的生物傳感器有酶傳感器、抗體傳感器、微生物傳感器等。生物傳感器具有高選擇性和靈敏度，可以用于監測水中的細菌、病毒、有機污染物等。

4.2.5 遠程監測技術

遠程監測技術利用傳感器、網絡和數據傳輸技術，實現對水質數據的遠程采集、傳輸和分析。這種技術可以大大提高監測的效率和實時性，減少人工干預。

4.2.6 地理信息系統（GIS）

地理信息系統是將空間數據和屬性數據進行整合和分析的工具。在水處理中，GIS可以幫助整合和管理水質監測數據、水源地數據、污染源數據等，并進行空間分析和決策支持。

這些技術在水處理中的應用可以提高監測的準確性、實時性和效率，為水質評估、污染源識別和環境保護提供有力支持。同時，不同的技術可以結合使用，以滿足不同水質需求和環境監測的要求。

4.3 數據收集及運用

水處理環節的環境監測還需要確保監測數據的準確采集和有效存儲。作業人員需要使用自動化設備和數據采集系統，實現數據的實時采集和傳輸；同時建立合適的數據庫和數據管理系統，對監測數據進行整理、存儲和備份，方便后續的分析和報告。而在數據分析環節，作業人員需要對采集的監測數據進行有效地分析和解讀，使用統計分析和數據挖掘技術，提取數據中的關鍵信息和趨勢，評估水質狀況和變化趨勢；根據分析結果，及時制定相應的改進措施，優化水處理過程和水質控制；同時將監測結果整理成報告，向相關部門、管理層和公眾進行溝通和傳達。此外，監測數據應與水處理管理和行動緊密相連，確保監測結果得到及時反饋，并與相關的管理措施和行動相結合。例如，根據監測結果調整水處理工藝參數、優化操作控制、提醒維護保養等，以保證水質的穩定性和可靠性。

5 結語

環境監測技術及污染防治措施的共同支持，有利于我們提高水處理效率及質量，豐富處理工作中所需的技術手段，實現對水污染問題的科學應對。因此，未來在提升水處理水平、優化處理方式的過程中，我們應重視環境監測技術的引入及其作用的發揮，提出適用性良好的污染防治措施并加以使用。對于水處理環節的環境監測，我們則需要通過技術選擇、數據收集運用以及監測目標確定等環節，保證環境監測作業的順利落實。