梁 琳，張思禹，高 嵩

（松遼委水文局黑龍江中游水文水資源中心，黑龍江佳木斯156400）

0 引言

隨著我國社會的高速發(fā)展，水資源問題日益突出，其中水環(huán)境惡化，即水污染問題是最主要的，也是最重要的問題。在此背景下，水質(zhì)監(jiān)測工作的開展變得尤為重要。

水質(zhì)監(jiān)測是監(jiān)視和測定水體中污染物的種類、濃度及變化趨勢，評價水質(zhì)狀況的過程。以地表水為例，傳統(tǒng)檢測水質(zhì)的方式主要是依據(jù)SL 187-96《水質(zhì)采樣技術(shù)規(guī)程》、SL 219-2013《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》等標準規(guī)定，人工現(xiàn)場采集水樣，將按標準規(guī)定方法存儲的水樣送至實驗室分析檢測。此方式流程復雜，且導致產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)和因素有很多。相比之下，水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)不僅能避免以上的問題，還能更加及時地發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的變化，進而為上級主管部門及相關部門提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。下文以黑龍江干流中游段太平溝水質(zhì)自動監(jiān)測站（太平溝水站）為例，結(jié)合多年運行、維護及管理經(jīng)驗，對水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在使用過程中發(fā)現(xiàn)的常見故障進行分析，并提出相應解決方法，以供廣大水質(zhì)自動監(jiān)測站工作者及運維者參考。

1 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)組成

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)是以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代自動監(jiān)測技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應用技術(shù)，以及相關的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。

以太平溝水站為例，該水站2011 年建設完成，至今已運行了9 年，位于黑龍江省蘿北縣太平溝鄉(xiāng)興東村，黑龍江干流中游段，與太平溝水文站位于同一地點，采樣點與水文測驗斷面重合。

太平溝水站采用的是SENTECH 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采水單元，配水及預處理單元，分析單元，控制單元，數(shù)據(jù)采集及傳輸單元，輔助單元等。

2 系統(tǒng)常見故障

2.1 采水單元

采水單元包括采水泵、采水頭、采水管路、電磁閥、供電電纜及安裝結(jié)構(gòu)部分。太平溝水站生產(chǎn)用房到采水頭水平距離為80 m，取水落差為45 m，確定采水方式為井下式自吸泵，水站站房與采水頭之間建有一處防水泵井。通過多年的運行，該單元中水泵、采水頭、管路易出現(xiàn)故障。水泵開關會跳閘，水泵取不上水，采水頭極易堵塞，管路漏水、破損、冬季溫度過低容易凍裂。

2.2 配水及預處理單元

配水及預處理單元由配水系統(tǒng)、水樣預處理系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)組成,系統(tǒng)管路采用的是串聯(lián)方式、模塊化設計。其中配水系統(tǒng)易出現(xiàn)沉降裝置溢流的現(xiàn)象，水樣預處理系統(tǒng)易出現(xiàn)過濾器堵塞、供水管路漏水的現(xiàn)象，對于清洗系統(tǒng)，當供電電壓不穩(wěn)或者不足的時候，容易出現(xiàn)增壓泵不工作的情況。

2.3 分析單元

太平溝水質(zhì)自動監(jiān)測站分析單元具體儀器見表1。

表1 太平溝水質(zhì)自動監(jiān)測站監(jiān)測項目和監(jiān)測儀器明細表

2.3.1 五參數(shù)在線分析儀

1）pH 電極

WTW公司MIQ182 pH電極由保護罩、溫度探頭、電極、電極夾座及電極桿組成。經(jīng)過多年的運行，常見的故障主要為無測試值，系統(tǒng)不能正常校正，電極使用超過13個月左右以后測量數(shù)值偏高。

2）溶解氧電極

WTW 公司MIQ182 pH 電極由保護罩、WP600 薄膜、電極單元（金工作電極、銀計數(shù)電極、參比電極）、電極桿組成。常見的故障有電解液耗盡、薄膜頭破損、測量數(shù)值偏高等。

2.3.2 氨氮總磷在線分析儀

WTW 公司TRASCON 氨氮總磷在線分析儀氨氮部分發(fā)生故障的情況基本可劃分為模塊故障、主機故障和水泵控制板故障。儀器設備經(jīng)過多年運行，模塊故障在日常維護過程中經(jīng)常會碰到，該故障體現(xiàn)在儀器界面會顯示為校正失敗、管路阻塞等提示。

WTW 公司TRASCON 氨氮總磷在線分析儀總磷部分很穩(wěn)定，多年運行，大部分故障問題集中在試劑和管路上，表現(xiàn)形式主要為校正失敗、管路阻塞、進樣失敗等。

2.3.3 總有機碳分析儀

島津（蘇州）公司TOC 4100 總有機碳分析儀為精密儀器，設定操作錯誤或裝置發(fā)生異常時，故障信息將會顯示在儀器界面上，常見故障有8 通閥故障、注射器動作故障、監(jiān)測值為0 等情況。

2.3.4 高錳酸鹽指數(shù)在線分析儀

美國哈希公司COD-203A 儀器報警分為報警L 和報警H，出現(xiàn)L 報警，不會影響下次測定，H 報警則會導致儀器停止運行。常見報警有零校對報警、標準校對報警、終點檢知異常/ORP 異常、水樣計量異常、稀釋水計量異常。

3 解決方法

3.1 采水單元

針對水泵跳閘故障的解決方案是檢測線阻，排查故障點并將其修復，針對水泵取不上水，需要仔細分析情況，從而尋找相應的解決方案：若是由于跳閘引起的故障，需排除跳閘原因；若是開啟水泵時水泵葉輪時轉(zhuǎn)時不轉(zhuǎn)，需檢查下水泵；如果無法修復，需更換新的水泵。針對采水管路及管頭故障問題，解決方案為尋找并修復破損處、緊固接頭、優(yōu)化固定方式。降溫前檢查保溫層，必要時增加伴熱帶。

3.2 配水及預處理單元

沉降裝置溢流有可能是滿水信號異?；蜷y體關閉異常所導致，可檢查滿水信號設施及線路、檢查閥體關閉功能。應特別注意的是，對于新建的站房，在設計時應務必充分考慮若發(fā)生溢流情況，排水通道的設計問題。針對過濾器堵塞、供水管路漏水等故障，解決方案為定期檢查清洗，每次連接接頭完畢后，務必通水確認?？梢酝ㄟ^檢查電壓、更換增壓泵等方式解決增壓泵不工作的問題。

3.3 分析單元

3.3.1 五參數(shù)在線分析儀

1）當pH 電極出現(xiàn)無測試值情況時，可先用pH 緩沖液對電極進行校正，可根據(jù)實際情況選擇一點校正或兩點校正，若系統(tǒng)不能正常校正，則需更換pH 電極。太平溝水站pH 電極平均更換周期在10～13 個月，因監(jiān)測水質(zhì)情況不同，各水站維護和更換pH 電極的周期不同，工作人員可結(jié)合本站實際情況，配備耗材。

2）定期檢查電極電解液及膜頭情況，及時填充電解液、更換膜頭。如遇測量數(shù)值偏高，先分析確定是由于電極未完全極化所導致，還是電極長時間未校正導致數(shù)值過高，再選擇相應解決方法：1 h 充分極化或校正。

3.3.2 氨氮總磷在線分析儀

1）針對儀器校正失敗，應先排查管路是否漏氣，管路和T 接頭是否有阻塞，各個藥品進樣和排空程序執(zhí)行是否順暢。若以上環(huán)節(jié)均無問題，維護人員需進入工程師菜單，查看相關參數(shù)值，確定具體原因。

以氨氮模塊操作菜單為例，用戶可進入Display calibration data 菜單下查看當前的校正記錄。系統(tǒng)對校正后得到的數(shù)據(jù)有如下要求：U0的值必須在-150～50 mV；校正電位Ua>Ub，且Ua-Ub的值須大于20 mV；儀器讀取是10 個連續(xù)的測量電位值，其之間電位偏移須小于1 mV；Ua和Ub的值必須在-350～50 mV；Srel必須在0.75～1.20。若上述任一條件不滿足，系統(tǒng)將會自動進入STOP 狀態(tài)，儀器上顯示Fault calibration?？偭啄K操作菜單與氨氮相似，不同點在于二者參數(shù)設置不同。例：Ua=-380 mV，Ub=-385 mV，Srel= 0.01，膜頭破損,需更換新的膜頭。當遇到Ua和Ub都是極大的負數(shù)值，且兩者值相差不多時，必須更換膜頭。確定故障原因后，采取相應解決方案，填充藥品、更換管路等。

2）如遇管路阻塞，更換相應管路即可。

3.3.3 總有機碳分析儀

針對8 通閥故障，先檢查試樣和稀釋水是否被切斷、是否設定好閥門保養(yǎng)操作的時間，上述因素排查完成后，故障仍未排除，則需聯(lián)系廠家工程師維修。如果監(jiān)測值為0，則需仔細檢查整體流路中的各個環(huán)節(jié)，如氮氣、加濕器和洗滌器中的純水是否耗盡，采樣管是否阻塞，酸桶是否缺酸等。

3.3.4 高錳酸鹽指數(shù)在線分析儀

太平溝水站高錳酸鹽指數(shù)在線分析儀故障原因大多與自來水水質(zhì)、所配制藥品濃度錯誤、試劑系數(shù)調(diào)的過高或過低、試劑管路堵塞、無參比電極電解液、測量電極損壞、無自來水或壓力不足、活性炭過濾堵塞、管路或計量杯密封達不到要求等情況有關，需結(jié)合儀器實際情況確定具體原因，從而找到相應的解決方法。

4 維護建議

為了確保水質(zhì)自動監(jiān)測所獲得的水質(zhì)數(shù)據(jù)準確，需要保證水質(zhì)站的連續(xù)運行。因此，除去日常的養(yǎng)護維修以外，應采用定期全面維修、不定期針對性維修與三方廠家維修維護相結(jié)合的方式開展水站的維護。目前，太平溝水站采用的就是這種方式。定期全面維修可以提前發(fā)現(xiàn)儀器設備中可能存在的問題，減少出現(xiàn)問題次數(shù)，延長設備的使用壽命。不定期針對性維修是對已發(fā)生故障的儀器設備進行檢修，此維修過程需保證備件齊全，利用備件來對出現(xiàn)問題的部分進行更換。

5 結(jié)語

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)是一個復雜、特殊的系統(tǒng)，其維護工作更是一項綜合性、技術(shù)性較強的工作，這就要求工作人員熟知各個環(huán)節(jié)，在平時的工作中不斷摸索，總結(jié)經(jīng)驗，確保水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行穩(wěn)定，監(jiān)測數(shù)據(jù)準確，真正發(fā)揮水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的預警監(jiān)視作用。