水质在线监测系统在城镇污水处理厂的应用分析
摘要：国民经济水平提高的同时，国民环保意识也在不断地提高，对污水处理厂的处理技术提出了全新的要求。因此本文针对水质在线监测系统在城镇污水处理厂的应用进行了全面分析，首先简单介绍了现阶段城镇污水处理系统的使用情况，其次对污水处理系统功能中水质在线监测系统级进行了深入了解，最后对水质在线监测系统的具体运行情况展开分析，通过本文为关注污水处理问题的相关人员提供参考。
关键词：水质在线监测系统；氨氮分析仪；实际水样
中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0141-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.078
Application analysis of water quality online monitoring system in town sewage treatment plant
Zhang Peng
（Jinzhou Environmental Monitoring Center Station， Jinzhou Liaoning 121000，China）
Abstract： While raising the level of national economy， the awareness of national environmental protection is also constantly improving， putting forward entirely new requirements on the treatment technology of sewage treatment plants. Therefore， in this paper， a comprehensive analysis of the application of water quality monitoring system in urban sewage treatment plant is made. First， the use of urban sewage treatment system is briefly introduced. Secondly， the in-depth understanding of the online monitoring system of water quality in the function of sewage treatment system， Finally， the paper analyzes the specific operation of on-line water quality monitoring system and provides reference for those who are concerned about the problem of sewage treatment.
Key words： Water quality online monitoring system； Ammonia nitrogen analyzer； Actual water sample
水资源是国家最为贫乏的资源之一，且存在南北分布不均的情况，部分地区严重缺水。国家在建设经济的过程中，对水资源造成大量的污染，地下水和江河湖等水资源的污染日益严重，让国家的可用水进一步减少。虽然近年来国家不断加强对水污染的控制，污水问题也得到了明显改善，但是污水处理系统还需要得到进一步的发展，从而全面提高国家污水处理的工作效率和安全性。
1 现阶段城镇污水处理系统的使用情况
污水处理能够最大程度的解决国家用水问题，通过对一些废弃污染的水源进行净化处理，从而实现水资源的循环利用。而想要保证提升污水处理后的水源水质，就要对污水各环节进行监控，通过对各环节的处理工艺、参数的变动等影响处理效率和成功率的因素展开实时的监控。现阶段国家针对污水处理的工艺流程和工艺特点，已经开发出了各种污水处理工程的软件。但是传统上下位机结构的在线监测系统在监测阶段和故障实时分析方面还存在一定的问题，需要进行改革创新，水质在线监测系统由此提出。
2 污水处理系统中的水质在线监测系统
2.1 水质在线监测系统的组成部分
污水水质在线监测系统是一种在线全自动监测系统，和传统系统监測系统不同，作为一种利用现代化信息通信技术和通讯网络技术，实现信息数据收集分析的系统，能够将相关结论和结果传递给监测部门，来实现整体远程控制的目的。而水质在线监测系统中包括了多个环节，分别为：水质自动分析仪、水样预处理、数据采集、控制、远程监控。其中水样采集单元主要涉及污水处理厂的水泵、管路以及供电和安装结构等环节，通过水样采集单元能够位系统提供出最具有参考价值的可靠有效水样。而配水单元包括了在线除泥沙和在线过滤技术，以及手动和自动管道反冲洗装置，通过这些装置和技术，完成对水样的预处理工作，以及自动清洗和空气压缩等辅助工作。其次还有分析单元，在这单元内包括了对水质的自动分析、测量，是整个在线监测系统中核心部分，一般被设置在水流进水泵房后的直观阶段或从消毒池中出来的阶段。在整个系统不只有上述三个环节，还包括了控制单元和检测中心信息管理系统，这两个环节分别实现了对整体循环的控制和数据的接收、汇总以及统计，为相关部门和政府提供最为准确有效污水处理数据。
2.2 水质在线监测系统的具体特点
由上可知，水质在线监测系统本身由五个环节组成，实现对城镇污水处理厂的全面监督，这种利用通讯技术和计算机技术实现的全面监督方式，能够最大程度的提高系统的稳定性、安全性以及可拓展性。值得一提的是，系统采用了GPRS无线数据作为核心传输方式，这种传输方式的适用范围较广，且运行成本较低，能够将监测系统采集到的数据第一时间发送给数据服务器并且存入到系统的数据库中，保证数据的安全性，最大程度上避免了数据的丢失问题，和传统在线系统检测相比，其本身的性价比较高，且性能优秀，能够充分适应机械环境，稳定性较强。并且水质在线监测系统中还包含了相应的报警和故障信息的日志保存，通过这些能够对数据和污水处理工作进行全面的分析，通过日志管理，能够充分掌握污水处理的实质过程[1]。
3 水质在线监测系统的运行效果
3.1 案例的具体情况
本文以锦州市的某城镇的污水处理厂为例，首先简单了解该污水处理厂的基本情况，其中污水处理使用的工艺为CAST工艺，一天能够处理2.0万吨的污水，主要针对该城镇内部居民的生活污水和部分工业废水污水。污水处理过程中，首先经过粗格栅到细格栅继而进入旋流沉砂池，对污水中的杂物进行进一步的处理，然后，进入了生化池内，利用CAST工艺，展开工艺处理，最后利用二氧化氯消毒后对经过工艺处理的污水进行消毒后，排入近海河流。随后该工厂为了提升处理效率，降低处理成本，对传统监测系统进行创新，首先就在污水处理系统的进出水口加入了COD分析仪，对相关水的性能进行检测，并且对通过氨氮和pH水质分析仪器等展开了在线自动监测。该企业利用两台在线COD分析仪、两台在线氨氮分析仪以及两台在线pH分析仪形成了在线监测系统。
3.2 在线COD分析仪
其中在线COD分析仪主要承担着对水中COD浓度的监测，利用紫外可见连续光谱扫描法，将紫外线光速透射进入测试的液体中，透射光的强度会因为水中物质的吸收而出现减弱的情况，通过对吸收曲线的分析和总结，对水中成分的变化进行具体的分析。
3.3 在线氨氮分析仪
氨氮分析仪的任务是判断水中氨氮浓度，通过氨气敏电极电位感测原理对测试水样进行分析，利用所得pH值的变化量和氨气浓度，判断两者之间的线性关系，继而利用电极感测进行计算得出具体结果。
3.4 在线PH分析仪
而在pH分析仪，就是通过玻璃电极法的工作原理，将玻璃电极作为指示电极，根据电极在水中的电动势变化情况，测量出具体的pH值。
3.5 实际水样比对试验
在进行上面几个方面的检测前，还要对整个在线监测系统的性能进行测试，只有保证在线监测系统符合国家的技术要求，才能够进行实际的应用。该厂为了形成对比试验，在进出水口都设置了一个监测点，通过在该监测点收集到的信息，对整体水质情况进行分析。为了保证数据的准确性，该工厂的取样频次为一个小时一次，一共八次的取样方式，依托国家标准的同时，采用相应的数学公式，进行计算。首先是在线COD值的试验，收集在线COD值和实测COD值进行对比，并且形成对比图，能够看出该企业设置的水质在线监测系统数据传输安全快速，设备整体运行情况稳定。此外，在氨氮浓度和PH值同理，在线监测所得的COD值和具体实测的COD值实际误差始终保持在14%，情况十分稳定，而在线pH值的实测值和监测值中误差也保持在了0.5，完全符合国家对在线监测仪器的具体指标要求，国家指标中明确规定了“COD值的相对误差要保持在小于等于15%，而氨氮相对误差要大于等于正负10%，pH相对误差要保持在大于等于正负0.5内。”，因此可知在线监测系统所得出来的数据可靠性较强[2]。
4 總结
综上所述，水质在线监测系统合理应用在城镇污水处理系统中能够有效实现监测自动化，进而实现水污染的预警预报，从根本上降低污染事件发生的概率[3-4]。相较于国家传统的检测方法更具有稳定性和安全性，不仅如此，在线监测系统还能够为相关人员提供最为准确的科学依据。因此，水质在线监测系统的应用不仅创造了巨大的经济效益，也创造了良好的社会效益。
参考文献
[1]关天康.探析在线监测系统在污水处理的应用[J].建筑工程技术与设计，2016，（19）：32.
[2]王双.污水处理厂在线监测系统的构建及实际应用[J].科技视界，2017，（3）：128-129.
[3]黄海燕.在线监测系统在工厂污水处理中的应用[J].中国高新技术企业，2017，（05）：114-115.
[4]刘玉红.水质在线监测系统在污水处理厂的应用[J].中国科技信息，2009，（20）：24+27.
收稿日期：2017-11-21
作者简介：张鹏（1977-），男，硕士，工程师，研究方向为环境工程与材料应用。
关键词：水质在线监测系统；氨氮分析仪；实际水样
中图分类号：X84 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0141-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.078
Application analysis of water quality online monitoring system in town sewage treatment plant
Zhang Peng
（Jinzhou Environmental Monitoring Center Station， Jinzhou Liaoning 121000，China）
Abstract： While raising the level of national economy， the awareness of national environmental protection is also constantly improving， putting forward entirely new requirements on the treatment technology of sewage treatment plants. Therefore， in this paper， a comprehensive analysis of the application of water quality monitoring system in urban sewage treatment plant is made. First， the use of urban sewage treatment system is briefly introduced. Secondly， the in-depth understanding of the online monitoring system of water quality in the function of sewage treatment system， Finally， the paper analyzes the specific operation of on-line water quality monitoring system and provides reference for those who are concerned about the problem of sewage treatment.
Key words： Water quality online monitoring system； Ammonia nitrogen analyzer； Actual water sample
水资源是国家最为贫乏的资源之一，且存在南北分布不均的情况，部分地区严重缺水。国家在建设经济的过程中，对水资源造成大量的污染，地下水和江河湖等水资源的污染日益严重，让国家的可用水进一步减少。虽然近年来国家不断加强对水污染的控制，污水问题也得到了明显改善，但是污水处理系统还需要得到进一步的发展，从而全面提高国家污水处理的工作效率和安全性。
1 现阶段城镇污水处理系统的使用情况
污水处理能够最大程度的解决国家用水问题，通过对一些废弃污染的水源进行净化处理，从而实现水资源的循环利用。而想要保证提升污水处理后的水源水质，就要对污水各环节进行监控，通过对各环节的处理工艺、参数的变动等影响处理效率和成功率的因素展开实时的监控。现阶段国家针对污水处理的工艺流程和工艺特点，已经开发出了各种污水处理工程的软件。但是传统上下位机结构的在线监测系统在监测阶段和故障实时分析方面还存在一定的问题，需要进行改革创新，水质在线监测系统由此提出。
2 污水处理系统中的水质在线监测系统
2.1 水质在线监测系统的组成部分
污水水质在线监测系统是一种在线全自动监测系统，和传统系统监測系统不同，作为一种利用现代化信息通信技术和通讯网络技术，实现信息数据收集分析的系统，能够将相关结论和结果传递给监测部门，来实现整体远程控制的目的。而水质在线监测系统中包括了多个环节，分别为：水质自动分析仪、水样预处理、数据采集、控制、远程监控。其中水样采集单元主要涉及污水处理厂的水泵、管路以及供电和安装结构等环节，通过水样采集单元能够位系统提供出最具有参考价值的可靠有效水样。而配水单元包括了在线除泥沙和在线过滤技术，以及手动和自动管道反冲洗装置，通过这些装置和技术，完成对水样的预处理工作，以及自动清洗和空气压缩等辅助工作。其次还有分析单元，在这单元内包括了对水质的自动分析、测量，是整个在线监测系统中核心部分，一般被设置在水流进水泵房后的直观阶段或从消毒池中出来的阶段。在整个系统不只有上述三个环节，还包括了控制单元和检测中心信息管理系统，这两个环节分别实现了对整体循环的控制和数据的接收、汇总以及统计，为相关部门和政府提供最为准确有效污水处理数据。
2.2 水质在线监测系统的具体特点
由上可知，水质在线监测系统本身由五个环节组成，实现对城镇污水处理厂的全面监督，这种利用通讯技术和计算机技术实现的全面监督方式，能够最大程度的提高系统的稳定性、安全性以及可拓展性。值得一提的是，系统采用了GPRS无线数据作为核心传输方式，这种传输方式的适用范围较广，且运行成本较低，能够将监测系统采集到的数据第一时间发送给数据服务器并且存入到系统的数据库中，保证数据的安全性，最大程度上避免了数据的丢失问题，和传统在线系统检测相比，其本身的性价比较高，且性能优秀，能够充分适应机械环境，稳定性较强。并且水质在线监测系统中还包含了相应的报警和故障信息的日志保存，通过这些能够对数据和污水处理工作进行全面的分析，通过日志管理，能够充分掌握污水处理的实质过程[1]。
3 水质在线监测系统的运行效果
3.1 案例的具体情况
本文以锦州市的某城镇的污水处理厂为例，首先简单了解该污水处理厂的基本情况，其中污水处理使用的工艺为CAST工艺，一天能够处理2.0万吨的污水，主要针对该城镇内部居民的生活污水和部分工业废水污水。污水处理过程中，首先经过粗格栅到细格栅继而进入旋流沉砂池，对污水中的杂物进行进一步的处理，然后，进入了生化池内，利用CAST工艺，展开工艺处理，最后利用二氧化氯消毒后对经过工艺处理的污水进行消毒后，排入近海河流。随后该工厂为了提升处理效率，降低处理成本，对传统监测系统进行创新，首先就在污水处理系统的进出水口加入了COD分析仪，对相关水的性能进行检测，并且对通过氨氮和pH水质分析仪器等展开了在线自动监测。该企业利用两台在线COD分析仪、两台在线氨氮分析仪以及两台在线pH分析仪形成了在线监测系统。
3.2 在线COD分析仪
其中在线COD分析仪主要承担着对水中COD浓度的监测，利用紫外可见连续光谱扫描法，将紫外线光速透射进入测试的液体中，透射光的强度会因为水中物质的吸收而出现减弱的情况，通过对吸收曲线的分析和总结，对水中成分的变化进行具体的分析。
3.3 在线氨氮分析仪
氨氮分析仪的任务是判断水中氨氮浓度，通过氨气敏电极电位感测原理对测试水样进行分析，利用所得pH值的变化量和氨气浓度，判断两者之间的线性关系，继而利用电极感测进行计算得出具体结果。
3.4 在线PH分析仪
而在pH分析仪，就是通过玻璃电极法的工作原理，将玻璃电极作为指示电极，根据电极在水中的电动势变化情况，测量出具体的pH值。
3.5 实际水样比对试验
在进行上面几个方面的检测前，还要对整个在线监测系统的性能进行测试，只有保证在线监测系统符合国家的技术要求，才能够进行实际的应用。该厂为了形成对比试验，在进出水口都设置了一个监测点，通过在该监测点收集到的信息，对整体水质情况进行分析。为了保证数据的准确性，该工厂的取样频次为一个小时一次，一共八次的取样方式，依托国家标准的同时，采用相应的数学公式，进行计算。首先是在线COD值的试验，收集在线COD值和实测COD值进行对比，并且形成对比图，能够看出该企业设置的水质在线监测系统数据传输安全快速，设备整体运行情况稳定。此外，在氨氮浓度和PH值同理，在线监测所得的COD值和具体实测的COD值实际误差始终保持在14%，情况十分稳定，而在线pH值的实测值和监测值中误差也保持在了0.5，完全符合国家对在线监测仪器的具体指标要求，国家指标中明确规定了“COD值的相对误差要保持在小于等于15%，而氨氮相对误差要大于等于正负10%，pH相对误差要保持在大于等于正负0.5内。”，因此可知在线监测系统所得出来的数据可靠性较强[2]。
4 總结
综上所述，水质在线监测系统合理应用在城镇污水处理系统中能够有效实现监测自动化，进而实现水污染的预警预报，从根本上降低污染事件发生的概率[3-4]。相较于国家传统的检测方法更具有稳定性和安全性，不仅如此，在线监测系统还能够为相关人员提供最为准确的科学依据。因此，水质在线监测系统的应用不仅创造了巨大的经济效益，也创造了良好的社会效益。
参考文献
[1]关天康.探析在线监测系统在污水处理的应用[J].建筑工程技术与设计，2016，（19）：32.
[2]王双.污水处理厂在线监测系统的构建及实际应用[J].科技视界，2017，（3）：128-129.
[3]黄海燕.在线监测系统在工厂污水处理中的应用[J].中国高新技术企业，2017，（05）：114-115.
[4]刘玉红.水质在线监测系统在污水处理厂的应用[J].中国科技信息，2009，（20）：24+27.
收稿日期：2017-11-21
作者简介：张鹏（1977-），男，硕士，工程师，研究方向为环境工程与材料应用。
