在線監測系統在水污染源檢測中的應用

季彥楨

(昌吉州地質環境監測站,新疆 昌吉 831100)

伴隨著廣大人民群眾環保意識的增強,自然環境保護成為了當下不可忽視的內容。但是,在中國不斷推進經濟建設的過程中,存在著一些企業事業單位只考慮自身經濟效益,將各類污染物不經過相應的處理就排放的情況,由此導致水源被污染,嚴重影響社會發展和當地居民的健康。鑒于此,先進的水污染源在線監測系統得以應用,該系統應用了現代化的先進信息技術手段,對于了解和掌握水污染源狀況有著十分重要的幫助,不僅能夠使水污染源檢測成本降低,還能夠精準的掌握水質的情況和水污染的發展趨勢,在政府環境評價、管理和規劃方面也能夠提供相應的數據支撐。

1 水污染源在線監測系統的基本概述

以分光光度法為測量原理的水質在線分析儀,能夠對COD、氮、磷、總氮、濁度、重金屬、高錳酸鹽等參數進行測量。水污染源在線監測系統有著高自動化程度、低試劑消耗等特點,在水環境自動監測站、水質分析室和各級環境監管機構方面的應用十分廣泛。主要的優勢體現在4個方面:

1)試劑用量少,并且能夠實現自動化的加藥。時間間隔(1～9999h任意可調) ,維護周期>720h/次。在試劑配方上也有著獨特性,對于抗離子/濁度/色度等干擾能力強。

2)使用國標法水質在線分析儀,能夠很好的進行參數設置、標定設置、儀器調試等。具有7寸觸摸液晶顯示屏,具備操作簡答和多彩化的特點。

3)借助國標法水質在線分析儀能夠自動清洗采樣單位、計量單位、消解反應單位、測量單元的管線,能夠實現自動檢測自動清洗。

4)有著較少的可移動部件,在設計上采取的是模塊化的方式,容易進行安裝和維護。

5)此外,還能夠實現系統平衡破壞的自動保護。如果溫控器陷入了失靈的狀況,那么溫度失控能夠自動切斷電源,從而為安全提供充足的保障。

2 水污染源在線監測系統的組成

水污染源在線監測系統中流量監測單元、水質自動采樣單元和水污染源在線監測儀器、數據控制單位和相應的建筑設施是主要的組成部分。

2.1 流量監測單元

流量監測單元使用的是超聲波明渠流量計,作為一種高精度應用超聲波進行測量的一種流量儀表,通過測量聲波在接觸到渠道水面后發射回來的時間,借助相應的公式,將渠道的流量精準的計算出來。同時,在流量輸出方面能夠提供相應的信息,比如顯示流速和總流量等。在使用的時候,尤其適用于水庫、河流、水利工程和水政水資源等流量測量方面,超聲波明渠流量計的主要參數,如表1所示。

2.2 水質自動采樣單元

水質自動采樣單元使用的是水質自動采樣器,能夠和COD、氨氮、重金屬等在線監測儀聯機使用,具備雙瓶混合采樣的功能,能夠為在線監測儀器提供不間斷的混合水樣,對于測量周期內的采樣盲區有規避作用。對該采樣器的流量跟蹤采樣模式進行運用,能夠借助瞬時流量對采樣流量進行自動的調整,使連續的采樣工作得以實現,從而使水樣采集的代表性更強。該儀器和最新的國家標準相符合,并且還具備很多功能,比如自動清洗、排空混勻桶和保護樣品等。在線監控系統和總量減排整體解決方案的配套是十分理想的。

2.3 數據控制單位

數據控制單位使用的是環保數據采集儀,將其安裝在污染源排放口,能夠發揮出數據采集通信的作用。該儀器主要具備以下幾個方面的特點:①即配備可以保存1a以上歷史數據的存儲器,掉電不丟失;②支持《HJ/T212-2005 污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》通信協議;③在技術和功能方面都十分強大,安裝的難度也不大;④對第三方的上位機通信協議有支持作用;⑤具備反控的功能。環境監測數據采集器的主要參數,見表2。

2.4 水污染源在線監測儀器

根據對水污染源在線監測儀器的了解,主要包含以下3種,即COD在線檢測儀、氨氮在線監測儀和PH在線檢測儀。在水污染源在下監測系統中應用的是COD在線監測儀,這一個儀器是和國家標準方法(重鉻酸鉀氧化法)相符合的全自動COD在線分析儀,利用的是恒溫光纖、消解比色一體化等技術,具備高精度、低檢出限、高穩定性和低維護量的特點。其在應用的時候完全滿足了這些領域的需求,比如污染源、工業生產過程、市政污水等,并且還通過了CPA和CCEP認證。ATM-COD化學需氧量在線分析儀的主要參數,如表3所示。

表3 ATM-COD化學需氧量在線分析儀的主要參數

3 在線監測系統在水污染源檢測中的應用關鍵點

3.1 在線監測系統在水污染源檢測應用中關鍵問題的分析

從水源采樣的角度來講,工作人員應當對水源的采樣位置、水樣量等進行深入的分析,對于采樣現場和水源采樣資料等進行相應的核查,保證水源排污口的規范性。工作人員還應當將清污分流的方法落實下去,在水流的出口位置設置相應的水源采樣點,以此來保障水源流量的快慢不會被水源監測結果產生影響。與此同時,嚴格檢查過度水箱也是不可缺少的內容,工作人員對采樣水源進行實際檢測的時候,要盡可能確保監測數據不會產生很大的誤差。

從數據上報的角度來講,為了保證數據上報的準確性、真實性和有效性,保持數據采集傳輸儀,在線監測儀器與監控中心平臺時間三者的一致是十分重要的;在實際進行數據傳輸的時候,要和HJ212 的規定契合。如果在上報過程中出現數據傳輸不通的問題,那么數據采集傳輸儀必須要記錄未傳輸成功的數據,保證在下次傳輸時能夠對未傳輸成功的數據進行自動補傳。

從水源污染參數設置的角度來講,工作人員應檢查水源數據的誤差狀況,考慮儀表參數設置的正確性和合理性對測量數據的準確性有很大影響。一般參數設置存在的問題有3點:①即設置的過高的儀器量程設置;②過長的自動調零和自動校準周期;③監控周期固定或過長。為此,需要特別注意這一點,并采取切實可行的解決辦法。

1)做好現場驗證工作,觀察儀器范圍是否適用于實際水質,最佳的范圍一般設置為水樣濃度在滿量程的20%～90%之間。觀察自動調零和自動校準周期。通常情況下,設置為每次測量自動校準一次。觀察儀器的監測周期設置。國家控制重點污染源采樣周期一般≥2h。非國家控制重點污染源沒有強制性要求,但最好以高于2h為準。

2)做好數據驗證工作,檢查操作和維護記錄以及最近的比較測試,以查看當前顯示的參數值是否與數據中設置的參數值一致。

3)做好相應的試驗,并且對實際的水樣進行對比和分析。

3.2 在線監測系統在水污染源監測中應用的案例分析

以某河道水質物聯網監測項目為例,在排口、匯入口、重點區域等沿河排布水質物聯網水質監測系統,結合實際的需求狀況,對PH、溫度、濁度、流速和液位等指標進行實時的監測,不僅實現了水質數據資源的繼承與共享、水務信息與水質資源的整合,還提供了堅實有效的數據支撐,有助于對河道的水質變化進行實時的監測。為了進一步推進水污染的防治工作,將系列智能測量儀和經驗豐富的工程師咨詢服務在一起,出現了很多具體的應用案例。以城鎮污水處理相關的水質監測為例,寧陵縣第三污水廠項目使用了在線柜式水質檢測儀,將COD-氨氮-總磷-總氮當作是主要的監測參數;以工業污水或者廢水在線監測為例,安徽某乳膠制品公司安裝了在線總氮監測儀,使用的是總氮這一監測參數;以企業排污監測實驗室為例,杭州安及星環保科技有限公司使用的儀器是LH-T725型臺式高精度水質分析儀和LH-TX6型16孔多功能消解儀,并且以COD-氨氮-總磷-總氮設定為主要的監測參數等。此外,在線監測系統在醫源性水污染實驗室和水產養殖排放污水檢測實驗室當中的應用也十分廣泛。

4 安裝和驗收水污染源在線監測系統

4.1 安裝水污染源在線監測系統

相比較而言,水污染在線監測系統的安裝是比較簡單的,保證系統穩定運行是規范化安裝實現的主要條件。水泵、取水管道和分析儀器是安裝的主要部件,在實際進行安裝的時候還要格外注意安裝的關鍵內容。從采水泵的安裝角度來講,工作人員必須將采水泵安裝在水體采樣點;從取水管道的安裝為例,工作人員應注意盡可能的將管路彎頭降低,為此可以采取逐級下降的方式,這主要指的是監測站分析儀進出口至采樣點取水管道的路段。此外,如果該地區冬季最低氣溫<0℃,那么工作人員還應注意管道安裝的保溫,此時將管道埋在凍土層以下的土壤或使用伴熱帶等的方法進行保溫都是可行的,這樣能夠最大限度內避免出現伴熱帶短路問題。從分析儀器安裝的角度來看,科學合理的安排和布局監測站是工作人員需要把握的重點。因此,檢測設備的安裝應盡可能將其安裝在黑暗區域,避免陽光直射。

4.2 驗收水污染源在線監測系統

考慮到水污染監測系統的驗收工作具有一定的復雜性,因此在實際進行驗收的時候,工作人員應當嚴格按照相應的驗收標準。在驗收工作開始之前,工作人員要負責對所有的在線監測設備進行校準,以此維持儀器的正常使用。對于系統的驗收,要對水樣進行妥善的保管,將水樣的待分析時長盡可能的減少。對于水樣檢測實驗室,檢測人員的分析要依照規范進行操作,為了盡可能減少水污染源檢驗過程中人為因素造成的檢測誤差,檢測人員的專業能力和工作態度都應當處于較高的水平,以此來確保水源檢測系統驗收數據的精準程度。

5 結 語

綜上所述,面對當下對水資源保護工作的重視,水資源大面積受到了污染的狀況得到了一定程度的改善,但是并沒有從根本上解決這一問題。針對這種狀況,依托現代化的信息技術,水源污染在線監測系統形成,能夠實現水源的實時監測,為工作人員及時發現水資源污染問題提供了良好的保障。但是,這一系統的應用還存在一些需要解決的問題,為此需要對其進行進一步的完善,從而為水資源的可持續發展做努力。