王芳

摘要：水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)對于城鎮(zhèn)污水處理而言十分重要，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在城市污水處理中的合理應(yīng)用，能夠有效提升污水處理質(zhì)量和水資源的利用率，避免城市生活用水受到污染?；诖?，本文圍繞水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在城鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；在線監(jiān)測系統(tǒng)；污水處理；水樣收集；數(shù)據(jù)分析

污水處理是城市建設(shè)的基礎(chǔ)條件之一，其處理效果和質(zhì)量直接影響城市居民的健康，但城市發(fā)展過程中，污水問題仍然十分嚴峻，怎樣高效且安全地開展污水處理仍然是城市首要解決的問題之一，因此要借助于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，建立完善的水環(huán)境保護體系，解決城市污水問題，推動城市水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

1? ? 水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種集水樣采集設(shè)備、水樣預(yù)處理、水樣信息數(shù)據(jù)收集、水樣處理與儲存于一體的綜合性控制以及遠程遙控為一體的在線全自動監(jiān)測系統(tǒng)，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠利用現(xiàn)代化信息通信技術(shù)以及現(xiàn)有的信息通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將設(shè)備測量結(jié)果、系統(tǒng)基礎(chǔ)運行狀態(tài)自動傳輸至中央控制區(qū)域，最終完成遠程控制和管理。

1.1 水樣收集

系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，水樣收集包含取水泵設(shè)備、管道、電力線路以及電力安裝結(jié)構(gòu)等部分共同構(gòu)成，以此保證系統(tǒng)能夠自動且連續(xù)地與系統(tǒng)同步，有效向系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定的水樣。

1.2 配水單元

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的配水單元主要包含水樣預(yù)處理裝置、自動清洗裝置以及空氣壓縮裝置等輔助設(shè)備，以此保證系統(tǒng)的配水單元可以直接向自動監(jiān)測設(shè)備提供監(jiān)測所需要的水流，實現(xiàn)去除泥沙以及過濾等核心要求[1]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，主要由一系列制造自動分析以及測量設(shè)備共同構(gòu)成，所以數(shù)據(jù)分析是水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通常安裝在進水泵房后方位置直接與消毒池連接。

1.4 系統(tǒng)控制

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)控制主要包含系統(tǒng)控制區(qū)域以及控制軟件，有效在排污口施工現(xiàn)場安裝GPS信息數(shù)據(jù)收集設(shè)備，并且通過無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中央?yún)^(qū)域。由于該控制系統(tǒng)獲得水質(zhì)數(shù)據(jù)主要依靠有線信息通信，以及衛(wèi)星信息通信等設(shè)備，所以系統(tǒng)支持HTTP、POP3等協(xié)議，并且系統(tǒng)自身具有遠程病癥診斷、系統(tǒng)維護以及服務(wù)功能[2]。

1.5 信息管理

該系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中所包含的信息管理功能具有信息接收、信息匯總以及信息統(tǒng)計等功能，能夠經(jīng)過系統(tǒng)分服務(wù)器將各個排水端口所產(chǎn)生的水量以及水質(zhì)隨時隨地向各個管理政府匯報和發(fā)布。

2? ? 水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)特點

2.1 穩(wěn)定性

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，系統(tǒng)自身具有自我故障診斷、自我修復(fù)以及抗擊電磁干擾的能力，以及耐高溫、耐低溫、防塵等優(yōu)勢。

2.2 安全性

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中具有脫離網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的核心能力，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生故障問題時不會丟失數(shù)據(jù)和信息，因此在數(shù)據(jù)傳輸時應(yīng)充分利用系統(tǒng)的校驗和系統(tǒng)加密等措施。

2.3 拓展性

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，由于系統(tǒng)控制軟件一般使用集中管理模式，因此能夠更加靈活和便利，其中系統(tǒng)各個應(yīng)用功能普遍使用模塊方案設(shè)計模式，確保各個子系統(tǒng)之間可以有效構(gòu)成一個整體結(jié)構(gòu)，此種系統(tǒng)配置方式十分靈活，不僅能夠預(yù)留豐富的連接端口還有利于系統(tǒng)的不斷擴展[3]。

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中普遍使用GPRS數(shù)據(jù)和信息傳輸模式，所以應(yīng)用范圍相對比較廣泛，系統(tǒng)運行經(jīng)濟成本較低，能夠?qū)⑺占降男畔⒑蛿?shù)據(jù)直接傳輸至信息服務(wù)設(shè)備中并儲存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，從根本上防止由于數(shù)據(jù)收集產(chǎn)生故障問題造成遺失，從根本上確保數(shù)據(jù)和信息運轉(zhuǎn)安全性，讓水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息始終保持傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及準確性。

除此之外，系統(tǒng)還能將預(yù)警信息以及設(shè)備故障數(shù)據(jù)進行分類處理，從而形成操作日志，通過系統(tǒng)所產(chǎn)生的日志可以更加準確地分析數(shù)據(jù)，技術(shù)人員能夠更全面地了解水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)運轉(zhuǎn)和設(shè)備使用狀態(tài)，以便于系統(tǒng)的日常管理與系統(tǒng)維護。

3? ? 水質(zhì)在線監(jiān)測各系統(tǒng)運行

3.1 監(jiān)測基站管理系統(tǒng)

監(jiān)測基站管理系統(tǒng)是水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)主要包含系統(tǒng)控制、信息查詢、參數(shù)設(shè)定等基礎(chǔ)功能。

3.1.1 系統(tǒng)控制

系統(tǒng)控制模塊是監(jiān)測基站管理系統(tǒng)的功能開發(fā)模塊，該模塊主要包含多種運轉(zhuǎn)方式。

第一，非管理模式。系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，非管理模式主要指的是用戶進入后，只能查看系統(tǒng)的技術(shù)操作，而無法控制系統(tǒng)的運行，不能變更參數(shù)設(shè)置。

第二，管理模式。用戶進入管理模式時，可以通過賬戶和授權(quán)密碼對系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)調(diào)整、參數(shù)設(shè)置以及系統(tǒng)控制等技術(shù)操作。

第三，緊急監(jiān)測模式。此種監(jiān)測模式主要依靠人工手動操作，確保系統(tǒng)可以開展周期性測試。

第四，智能測試。啟動該監(jiān)測方式時，系統(tǒng)要根據(jù)已經(jīng)設(shè)定完成的啟動時間以及頻率自動進入信息監(jiān)測狀態(tài)。

3.1.2 信息查詢

信息查詢功能是保證監(jiān)測基站管理系統(tǒng)監(jiān)測效果的重要功能之一，該功能能夠?qū)⒒鞠到y(tǒng)所有的監(jiān)測參數(shù)全部展現(xiàn)，幫助工作人員更全面地了解監(jiān)測地區(qū)水質(zhì)情況。

3.1.3 參數(shù)設(shè)定

對系統(tǒng)運行進行詳細設(shè)置的功能模塊包括：監(jiān)測參數(shù)選擇、通信參數(shù)設(shè)置、參數(shù)信息設(shè)置、運行參數(shù)設(shè)置。

3.2 中心管理系統(tǒng)

中心管理系統(tǒng)是水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的上層控制程序，該系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，主要利用信息通信基礎(chǔ)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)各個遠程控制基站能夠快速、精準且高效地傳遞信息，因此該系統(tǒng)是水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的中央指揮區(qū)域。

該區(qū)域在運行時，主要承擔用戶使用權(quán)限的劃分，其中根據(jù)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)運轉(zhuǎn)實際情況詳細分析，最終將用戶分為三個等級，核心控制部門對于監(jiān)測系統(tǒng)具有全部的功能使用和控制權(quán)力，而中層管理對于系統(tǒng)具有控制權(quán)力，但是無法隨意刪除關(guān)鍵信息與數(shù)據(jù)，而用戶則只能查詢監(jiān)測信息和數(shù)據(jù)。

除此之外，用戶管理功能還需要承擔以下幾個方面的管理內(nèi)容。

第一，設(shè)備故障預(yù)警。當監(jiān)測系統(tǒng)中的遠程測試基站在運行時產(chǎn)生故障時，系統(tǒng)要及時發(fā)出預(yù)警信息，保證系統(tǒng)能夠及時作出維護預(yù)案。第二，數(shù)據(jù)維護。該功能主要包含數(shù)據(jù)收集、信息備份、數(shù)據(jù)清理以及故障數(shù)據(jù)恢復(fù)等基礎(chǔ)功能。第三，數(shù)據(jù)校準。由于用戶管理系統(tǒng)在運行過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息總量極大，一旦產(chǎn)生數(shù)據(jù)失準則會導(dǎo)致水質(zhì)檢測結(jié)果錯誤，此時應(yīng)發(fā)揮系統(tǒng)中數(shù)據(jù)校準功能，確保失準的數(shù)據(jù)通過儀器進行修正。

3.3 遠程監(jiān)控系統(tǒng)

遠程監(jiān)控系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中主要以污水處理自動化控制系統(tǒng)作為基礎(chǔ)條件，通過收集污水處理系統(tǒng)中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)合PLC自動控制功能，有效完成污水生產(chǎn)和凈化情況的實時監(jiān)控。

該系統(tǒng)在運行時，主要使用分布式收集模式，不僅彌補傳統(tǒng)自我控制系統(tǒng)運行問題，還將原本分散至各個地區(qū)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)化收集，并且進行分析和儲存，此時管理部門僅需要通過互聯(lián)網(wǎng)平臺就可以完成對廠區(qū)、站點的遠程監(jiān)控以及信息檢索，從根本上解決了各個地區(qū)污水處理廠數(shù)據(jù)流通問題。

除此之外，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的合理使用，還能夠保證企業(yè)生產(chǎn)、控制以及管理階層之間的數(shù)據(jù)傳輸及時、有效、直觀、清晰，使企業(yè)信息化前進了一大步，為城鎮(zhèn)污水處理企業(yè)的污水處理信息化以及數(shù)據(jù)化方向發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4? ? 水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用原則

（1）先進性原則

城鎮(zhèn)污水處理廠水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)在實施的過程中，由于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是影響整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的重要因素，為此在方案設(shè)計環(huán)節(jié)上應(yīng)始終堅持先進性原則，確保基站系統(tǒng)在設(shè)計方案時，滿足實時在線監(jiān)測基礎(chǔ)需求，以此作為核心條件提供實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息，所以開展方案設(shè)計時，應(yīng)選擇在線分析設(shè)備。目前市場中使用水質(zhì)分析設(shè)備以及自動采樣管理系統(tǒng)能夠有效保證工作結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而使用先進性設(shè)備自身具有較短的分析時間和廣泛的監(jiān)測范圍，能夠有效處理各種復(fù)雜水環(huán)境的問題。

（2）穩(wěn)定性原則

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性能夠為水質(zhì)監(jiān)測提供精準數(shù)據(jù)，確保主要設(shè)備以及行政管理部門可以將所收集的數(shù)據(jù)，作為信息監(jiān)管和行政執(zhí)法的基礎(chǔ)條件，從根本上提升監(jiān)管執(zhí)法管理部門的工作質(zhì)量。為了充分發(fā)揮出城鎮(zhèn)污水處理廠水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)作用，該系統(tǒng)不僅需要充分利用先進的分析設(shè)備，還需要充分保證系統(tǒng)集成管理效果，利用先進技術(shù)手段制造系統(tǒng)集成管理零部件。

4.2 硬件應(yīng)用

（1）預(yù)處理單元

在系統(tǒng)硬件方案設(shè)計環(huán)節(jié)上，應(yīng)選擇施工現(xiàn)場水資源樣品收集點，保證所選擇樣品在管道和線路中不會產(chǎn)生明顯的物理和化學(xué)變化，同時確保所選擇的樣品收集點監(jiān)測的水質(zhì)數(shù)據(jù)具有一定代表性和真實性。硬件設(shè)計方案應(yīng)按照相關(guān)技術(shù)標準要求，明確水樣收集位置。

除此之外，水樣收集單元主要包含取水泵組件、樣品收集區(qū)域以及隔離柵欄等。所以在實際工作過程中，還需要確保樣品收集入口以及水面距離始終處于0.5～1 m范圍內(nèi)，為此硬件設(shè)備安裝過程中需要將隔離柵欄安裝在樣品收集區(qū)域內(nèi)，減少水面漂浮物的影響程度，防止取水泵轉(zhuǎn)變溫度和溶解氧等基礎(chǔ)參數(shù)。為了保證水樣始終處于流動狀態(tài)，還應(yīng)按照專業(yè)技術(shù)要求配合設(shè)備設(shè)定取水泵以及管道內(nèi)徑參數(shù)，在硬件方案設(shè)計環(huán)節(jié)上，合理配置自吸泵設(shè)備的零部件，保證設(shè)備停止運轉(zhuǎn)時也不會產(chǎn)生水流流失問題，從根本上維護自吸泵設(shè)備的運行狀態(tài)。

（2）除藻單元

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的除藻單元主要包含設(shè)備計量泵設(shè)備以及電動閥門等設(shè)備，所以想要優(yōu)化和改善該單元，需要在取水管道線路以及懸浮物參數(shù)管道中建設(shè)至少3條支線道路，該道路主要負責(zé)除藻工作，并且充分利用PLC控制系統(tǒng)切換電動閥門管道線路。而在除藻過程中，技術(shù)人員首先需要在管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)增加專用的殺藻試劑，有效將部分海藻消除，隨后將管道排空，充分利用高壓氣體不斷提升管道的干燥性，有效將海藻類徹底消除。

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)管道清洗方式以及除藻工作普遍具有統(tǒng)一性的完成標準，而在除藻之前充分的管道清洗，能夠有效縮短除藻的時間周期，從根本上節(jié)省系統(tǒng)運行經(jīng)濟成本。

4.3 軟件應(yīng)用

（1）PLC設(shè)計

想要城鎮(zhèn)污水處理廠正常運轉(zhuǎn)，在系統(tǒng)軟件設(shè)計上需要結(jié)合工藝要求，積極落實信息監(jiān)測基站PLC檢查工作，充分結(jié)合上位機監(jiān)控系統(tǒng)的信號，有效控制整個基站硬件設(shè)備。除此之外，PLC設(shè)計還涉及污水處理廠所有設(shè)備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，通過信息運輸和系統(tǒng)操作之后，向上位置監(jiān)控系統(tǒng)上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)電路產(chǎn)生故障，其數(shù)據(jù)超過標準數(shù)值時，PLC可以控制停止設(shè)備，此時監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號。

（2）上位機設(shè)計

水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)實際安裝過程中，各個基站監(jiān)測項目和環(huán)境參數(shù)各不相同，為此系統(tǒng)實際開展方案設(shè)計時應(yīng)合理選擇系統(tǒng)參數(shù)，以便監(jiān)測項目產(chǎn)生明顯波動，上位機能夠及時且有效地解決問題。由于上位機管理系統(tǒng)主要負責(zé)施工現(xiàn)場設(shè)備以及監(jiān)測設(shè)備的信息通信，并且可以遠程交換監(jiān)控信息，所以上位機在水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)信息通信環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要作用與現(xiàn)實意義。除此之外，上位機參數(shù)設(shè)計界面能夠有效設(shè)定上位機標準參數(shù)范圍，并且在數(shù)據(jù)存力中儲存設(shè)定數(shù)值，利用窗口顯示數(shù)據(jù)庫中所設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)[4]。

（3）信息通信設(shè)計

信息通信模塊在系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中有著十分重要的作用，由于信息通信模塊包含的GPS網(wǎng)絡(luò)操作技術(shù)，能夠?qū)崟r傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)和測量信息，最大程度節(jié)省信息傳輸成本，提高傳輸效率。為此實際開展程序設(shè)定過程中需要定義信息格式，等待服務(wù)器接收信息和數(shù)據(jù)之后，詳細判斷數(shù)據(jù)處理格式，如果數(shù)據(jù)格式與系統(tǒng)不一致，則應(yīng)利用服務(wù)器儲存數(shù)據(jù)，否則會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失問題[5]。

5? ? 結(jié)語

綜上所述，在污水處理中應(yīng)用水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以及時掌握水質(zhì)情況，對于水質(zhì)存在的問題，及時采取行之有效的措施，有效保護水體不受污染。水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用目前還處于發(fā)展階段，需要研究人員根據(jù)水體的實時變化不斷對系統(tǒng)進行優(yōu)化，以持續(xù)提高水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測能力，保證城鎮(zhèn)污水處理正常運轉(zhuǎn)，有效減少城鎮(zhèn)水資源的污染。

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