摘 要：本文介紹了城市污水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及在線監(jiān)測系統(tǒng)所使用的在線設(shè)備以及指標(biāo)，并詳細(xì)描述了污水處理廠監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、傳輸方式、數(shù)據(jù)處理方式以及輔助系統(tǒng)，最后指出當(dāng)前在線監(jiān)測系統(tǒng)在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：城市污水；在線監(jiān)測系統(tǒng)；應(yīng)用分析

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

1 引 言

在線監(jiān)測系統(tǒng)通常包含在線監(jiān)測檢測儀器、數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等，是一個集環(huán)境科學(xué)、在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)為一體的現(xiàn)代水質(zhì)水量監(jiān)測技術(shù)。在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要目的是展開對氧含量、懸浮顆粒以及pH等項(xiàng)目指標(biāo)的監(jiān)測。到現(xiàn)在為止，在我國十大重點(diǎn)流域已經(jīng)成功設(shè)立了近百個水質(zhì)在線監(jiān)測站，其中，長江、淮河、遼河、太湖等七大流域已經(jīng)形成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，基本實(shí)現(xiàn)了在線實(shí)時監(jiān)視，每一個監(jiān)測站都應(yīng)用了在線監(jiān)測系統(tǒng)。

2 污水廠在線監(jiān)測設(shè)備和指標(biāo)

對于城市中已經(jīng)逐步市場化的污水處理廠，積極展開準(zhǔn)確的水質(zhì)水量監(jiān)測工作是極其必要的。由于當(dāng)前BOD型在線監(jiān)測儀器的設(shè)計(jì)還不夠成熟，因此可以積極利用TOC、COD與BOD之間的線性關(guān)系來設(shè)立TOC與COD的在線監(jiān)測。污水處理廠的進(jìn)水在線監(jiān)測設(shè)備通常都安裝在進(jìn)水泵房到沉砂池的直管段之上，而出水監(jiān)測設(shè)備一般安裝在消毒池之后。

選取監(jiān)測范圍時一般以我國幾個典型城市的污水水質(zhì)指標(biāo)作為依據(jù)，安在裝在線監(jiān)測儀器的時候合理選擇監(jiān)測量程是十分有必要的，如果選擇不當(dāng)則就會影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及過程控制

在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要包括采配水系統(tǒng)、預(yù)處理單元、在線監(jiān)測分析儀器、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和中心控制系統(tǒng)。

3.1 采配水系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)

城市污水收集系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)的工作頻次與監(jiān)測效果，一般使用雙回路采水，而且在控制系統(tǒng)中要設(shè)置水泵故障自動診斷以及自動切換的功能。

配水單元系統(tǒng)負(fù)責(zé)將已經(jīng)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(shè)備都會有水樣流量與壓力的適用范圍，所以在設(shè)計(jì)配水系統(tǒng)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(fù)設(shè)置流量、壓力儀表以及自動調(diào)節(jié)設(shè)備，進(jìn)而盡可能減輕系統(tǒng)復(fù)雜度，有效提高系統(tǒng)的可靠性。通常應(yīng)在進(jìn)水的位置設(shè)置流量或者壓力監(jiān)視儀表。通過優(yōu)化配水系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，盡可能地維持配水系統(tǒng)運(yùn)行時的穩(wěn)定性，有效減少系統(tǒng)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(biāo)的誤差，所以配水系統(tǒng)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(jù)儀器對樣品的實(shí)際需要量來最終確定過濾量，盡可能地減少過濾裝置的負(fù)荷。

預(yù)處理單元一般由高效空氣自動反吹系統(tǒng)以及預(yù)處理系統(tǒng)組成，負(fù)責(zé)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(tǒng)是針對分析儀表而專門設(shè)計(jì)的。高效低維護(hù)的過濾器通常采用大流量旁通式的管狀過濾設(shè)計(jì)，以不銹鋼網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過濾芯作為精細(xì)過濾裝置，過濾后得到的水樣經(jīng)過流量調(diào)節(jié)后輸入分析儀表中的流通池，進(jìn)而確保分析儀表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及監(jiān)測系統(tǒng)的正常運(yùn)行。水樣預(yù)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(shí)性。

在城市污水在線監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)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(zhì)等，這些問題的產(chǎn)生會直接造成系統(tǒng)停機(jī)或者數(shù)據(jù)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(dá)到目的。

3.2 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和傳輸

監(jiān)測點(diǎn)是由監(jiān)測水質(zhì)和流量的在線儀表、遠(yuǎn)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(jiān)測儀表在現(xiàn)場連續(xù)測量污水廠的進(jìn)出水水質(zhì)以及污水處理量并利用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端及時轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的在線監(jiān)測。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是來進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的搜集、存儲以及發(fā)送作業(yè)，各監(jiān)測儀表首先把已經(jīng)測量好的信號通過現(xiàn)場總線技術(shù)傳輸給數(shù)據(jù)采集器，隨后由數(shù)據(jù)采集器把數(shù)據(jù)存儲在寄存器中。

遠(yuǎn)程監(jiān)測數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接收子監(jiān)測站傳輸?shù)男畔⒁约捌渌O(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測信息，通過對監(jiān)測信息進(jìn)行篩選分類和整合分析，完成對各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，進(jìn)而自動生成對應(yīng)的報(bào)表，并可以實(shí)現(xiàn)與上級主管部門的聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)支持自動化控制協(xié)議以及通訊協(xié)議，可以實(shí)時反映現(xiàn)場儀器的狀態(tài)并對儀器中各項(xiàng)參數(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程設(shè)定。軟件系統(tǒng)是整個監(jiān)測系統(tǒng)的大腦，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)事先已設(shè)定的監(jiān)控范圍對監(jiān)測站的累計(jì)流量、斷流時間、過流時間等具體指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，同時具有參數(shù)配置、輸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、異常狀態(tài)處理、條件查詢和系統(tǒng)管理維護(hù)等各項(xiàng)功能。

3.3 輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)是保障系統(tǒng)整體穩(wěn)定運(yùn)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(tǒng)做到無人值守和斷電保護(hù)的重要保證，應(yīng)設(shè)置專用的動力配電箱，電源進(jìn)線要嚴(yán)格按照現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)采取避雷措施，電源應(yīng)使用地下電纜進(jìn)線。因?yàn)閮x器的清洗與標(biāo)定過程需要大量的純凈水，故系統(tǒng)還需要配置純水制備單元。此外，要使系統(tǒng)真正做到無人值守，還需要在系統(tǒng)中設(shè)置自動取樣機(jī)，定時自動采取水樣。

4 結(jié) 語

當(dāng)前在線監(jiān)測系統(tǒng)中所使用到的在線監(jiān)測儀器大多數(shù)依賴進(jìn)口，國內(nèi)儀表與國外儀表仍存在差距，因此積極推動水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的國產(chǎn)化勢在必行。此外，在國內(nèi)，城市污水在線監(jiān)測系統(tǒng)所形成的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在發(fā)生法律糾紛時并不具備足夠的法律效力，因而只有預(yù)警功能，這對在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用是一種巨大的阻礙，為了充分發(fā)揮在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要作用，應(yīng)該努力提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的法律效力，進(jìn)而讓在線監(jiān)測系統(tǒng)的影響更加深遠(yuǎn)。

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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。