水质在线监测仪在农村生活污水治理的应用

发表时间：2021-11-15 12:29:18 阅读次

　　村镇污水治理是推进“美丽中国”建设和实施“乡村振兴”战略的重要内容，也是实现农村现代化、生态环境现代化的必然要求。作为浙江省村镇污水治理工作的先行者和领跑者，绍兴市柯桥区在污水治理设施建设和运维管理方面积累了较为丰富的经验，启动实施了村镇污水治理三年行动计划，在全区358个行政村居(除37个拆迁村居外)基本实现了生活污水治理设施全覆盖。在此基础上，积极开展运维管理创新，成功探索出了村镇污水治理运维的“柯桥模式”。绍兴柯桥排水有限公司作为柯桥区农村生活污水运维单位，成立了专业服务团队，对终端设施巡检和出水取样、监测分析，发现水质异常及时排查处理，确保终端良好运行。

　　终端属分散性污水处理系统，水质监测需要投入大量人力进行水样现场采集与实验室化验，运维人员不能及时、准确地获得出水水质不断变化的动态数据，造成运维管理的脱节。

　　的动态数据，造成运维管理的脱节。本文通过自主研发的适用于农村生活污水处理终端的水质在线监测仪在柯桥区试点终端的应用，探究水质在线监测仪在农村污水处理领域的稳定性和可行性。

　　一、水质在线监测仪

　　1.1 仪器架构

　　水质在线监测仪是利用微电子技术、微处理器技术和网络通信技术建立起来的水处理过程中的监测设备。是污水处理设施配套的自控系统关键的一环，与工业计算机IPC和可编程控制器PLC连接，成为污染预警、持续性监测和治理效果评定的重要手段。一般由计算机—控制及测量传感器，数据采集显示层，数据通信网络层三方面联结，在仪器—DIU—GPRS/CDMA网—远程通讯中以用户界面的形式达到人机交互。其中控制与信号处理系统软件实现对仪器硬件系统的精确控制，流路系统决定了流路切换与进样的顺序和精度，水质监测光谱信号处理系统则保证采取水样的准确测定。本文研发的WQM-1型水质在线监测仪，器件组成及系统架构如图1所示。

　　1.2 监测原理

　　WQM-1型水质在线监测仪测定水质指标方法的核心基于连续光谱分析的多参数水质监测技术，水质监测方法基于环境保护标准(排污单位自行监测技术总则，HJ819-2017)。WQM-1型水质在线监测仪以顺序进样、顺序监测的形式，从终端出水池采水，通过流路系统将经过预处理装置后的水样和五种水质参数对应的化学前处理试剂按一定的体积依次抽取到样品反应监测室，并在样品室中完成在线样品化学前处理反应，经光谱分析监测水样中五种指标的含量，最终以数字形式反馈在PLC显示柜上。其主要技术参数见表1。

　　二、水质在线监测仪的应用探索

　　2.1 多层次应用

　　水质在线监测仪应用在城镇污水处理厂和农村污水治理设施的以单一指标监测仪和多参数水质监测仪为主。单参数监测仪需要多组仪器才能达成水质监测分析，分析成本高。综合人力因素和经济因素，在农村污水处理系统发展多参数水质监测仪更便于维护、可行。WQM-1型水质在线监测仪是集COD、pH、浊度、氨氮和总磷五种监测因子的多参数综合水质分析系统。COD和pH是固定监测指标，其余三项指标可选择性监测，依据不同需求，研发五参数和三参数WQM-1型水质在线监测仪。对151座终端污水处理规模在30t以上的终端，选择五参数水质分析系统；对110座污水处理规模在30t以下的终端，则配套三参数水质分析系统。多层次应用不同规格水质分析系统，完善终端运维，又合理控制成本，经济和效益兼得。

　　2.2 上限报警设置

　　WQM-1型水质在线监测仪在柯桥区柯岩街道河塔村1#终端投入使用，水质在线监测仪监测装置包括流量计、数据采集传输仪器、仪表和视频监控等设备。COD、pH、浊度、氨氮、总磷五项监测指标通上传到中控室，对出水水质进行实时监控。对五项指标设置上限报警，当水质在线监测仪把监测数据传输到中控与设定值比较，对具有水质异常变化预警和监测项目超标及时报警功能，增加紧急情况的应变速度。

　　2.3 质量保证与质量控制

　　2.3.1 仪器维护

　　水质在线监测仪常为人所诟病的主要原因是在线监测系统的维护和管理方面，采水管道的阻塞导致系统不能正常运行，自动监测仪表容易受到污染而飘移，影响水质结果的正确监测，降低自控系统的精准性。在仪器使用过程中，配备了专门的技术人员对在线监测仪定期维护，保证取样管道的畅通，实现在线监测系统基本的质量保证与质量控制。

　　2.3.2 质控和比对实验

　　依据质控样实验，WQM-1型水质在线监测仪能够保证水质监测的科学性和稳定性，由表1可知，WQM-1型水质在线监测仪的测量精度和重复性均较好。通过每月进行一次实际水样比对实验，运维人员整理柯桥区河塔1#终端一年的监测数据，将安装的在线监测仪输出值与相应出水池人工取样监测结果分析比对得出，在线监测数据与人工监测数据差值在误差允许的范围内，数据见表2。通过仪器的维护和定期的校验，保证全过程的质量控制与质量，确保水质在线监测系统的正常运行。