水質(zhì)在線監(jiān)測儀在農(nóng)村生活污水治理的應(yīng)用

　　村鎮(zhèn)污水治理是推進(jìn)“美麗中國”建設(shè)和實(shí)施“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)代化的必然要求。作為浙江省村鎮(zhèn)污水治理工作的先行者和領(lǐng)跑者，紹興市柯橋區(qū)在污水治理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)維管理方面積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，啟動實(shí)施了村鎮(zhèn)污水治理三年行動計劃，在全區(qū)358個行政村居(除37個拆遷村居外)基本實(shí)現(xiàn)了生活污水治理設(shè)施全覆蓋。在此基礎(chǔ)上，積極開展運(yùn)維管理創(chuàng)新，成功探索出了村鎮(zhèn)污水治理運(yùn)維的“柯橋模式”。紹興柯橋排水有限公司作為柯橋區(qū)農(nóng)村生活污水運(yùn)維單位，成立了專業(yè)服務(wù)團(tuán)隊，對終端設(shè)施巡檢和出水取樣、監(jiān)測分析，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常及時排查處理，確保終端良好運(yùn)行。

　　終端屬分散性污水處理系統(tǒng)，水質(zhì)監(jiān)測需要投入大量人力進(jìn)行水樣現(xiàn)場采集與實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)，運(yùn)維人員不能及時、準(zhǔn)確地獲得出水水質(zhì)不斷變化的動態(tài)數(shù)據(jù)，造成運(yùn)維管理的脫節(jié)。

　　的動態(tài)數(shù)據(jù)，造成運(yùn)維管理的脫節(jié)。本文通過自主研發(fā)的適用于農(nóng)村生活污水處理終端的水質(zhì)在線監(jiān)測儀在柯橋區(qū)試點(diǎn)終端的應(yīng)用，探究水質(zhì)在線監(jiān)測儀在農(nóng)村污水處理領(lǐng)域的穩(wěn)定性和可行性。

　　一、水質(zhì)在線監(jiān)測儀

　　1.1 儀器架構(gòu)

　　水質(zhì)在線監(jiān)測儀是利用微電子技術(shù)、微處理器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)建立起來的水處理過程中的監(jiān)測設(shè)備。是污水處理設(shè)施配套的自控系統(tǒng)關(guān)鍵的一環(huán)，與工業(yè)計算機(jī)IPC和可編程控制器PLC連接，成為污染預(yù)警、持續(xù)性監(jiān)測和治理效果評定的重要手段。一般由計算機(jī)―控制及測量傳感器，數(shù)據(jù)采集顯示層，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層三方面聯(lián)結(jié)，在儀器―DIU―GPRS/CDMA網(wǎng)―遠(yuǎn)程通訊中以用戶界面的形式達(dá)到人機(jī)交互。其中控制與信號處理系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對儀器硬件系統(tǒng)的精確控制，流路系統(tǒng)決定了流路切換與進(jìn)樣的順序和精度，水質(zhì)監(jiān)測光譜信號處理系統(tǒng)則保證采取水樣的準(zhǔn)確測定。本文研發(fā)的WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀，器件組成及系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

　　1.2 監(jiān)測原理

　　WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀測定水質(zhì)指標(biāo)方法的核心基于連續(xù)光譜分析的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)，水質(zhì)監(jiān)測方法基于環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(排污單位自行監(jiān)測技術(shù)總則，HJ819-2017)。WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀以順序進(jìn)樣、順序監(jiān)測的形式，從終端出水池采水，通過流路系統(tǒng)將經(jīng)過預(yù)處理裝置后的水樣和五種水質(zhì)參數(shù)對應(yīng)的化學(xué)前處理試劑按一定的體積依次抽取到樣品反應(yīng)監(jiān)測室，并在樣品室中完成在線樣品化學(xué)前處理反應(yīng)，經(jīng)光譜分析監(jiān)測水樣中五種指標(biāo)的含量，最終以數(shù)字形式反饋在PLC顯示柜上。其主要技術(shù)參數(shù)見表1。

　　二、水質(zhì)在線監(jiān)測儀的應(yīng)用探索

　　2.1 多層次應(yīng)用

　　水質(zhì)在線監(jiān)測儀應(yīng)用在城鎮(zhèn)污水處理廠和農(nóng)村污水治理設(shè)施的以單一指標(biāo)監(jiān)測儀和多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀為主。單參數(shù)監(jiān)測儀需要多組儀器才能達(dá)成水質(zhì)監(jiān)測分析，分析成本高。綜合人力因素和經(jīng)濟(jì)因素，在農(nóng)村污水處理系統(tǒng)發(fā)展多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀更便于維護(hù)、可行。WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀是集COD、pH、濁度、氨氮和總磷五種監(jiān)測因子的多參數(shù)綜合水質(zhì)分析系統(tǒng)。COD和pH是固定監(jiān)測指標(biāo)，其余三項(xiàng)指標(biāo)可選擇性監(jiān)測，依據(jù)不同需求，研發(fā)五參數(shù)和三參數(shù)WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀。對151座終端污水處理規(guī)模在30t以上的終端，選擇五參數(shù)水質(zhì)分析系統(tǒng)；對110座污水處理規(guī)模在30t以下的終端，則配套三參數(shù)水質(zhì)分析系統(tǒng)。多層次應(yīng)用不同規(guī)格水質(zhì)分析系統(tǒng)，完善終端運(yùn)維，又合理控制成本，經(jīng)濟(jì)和效益兼得。

　　2.2 上限報警設(shè)置

　　WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀在柯橋區(qū)柯巖街道河塔村1#終端投入使用，水質(zhì)在線監(jiān)測儀監(jiān)測裝置包括流量計、數(shù)據(jù)采集傳輸儀器、儀表和視頻監(jiān)控等設(shè)備。COD、pH、濁度、氨氮、總磷五項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)通上傳到中控室，對出水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。對五項(xiàng)指標(biāo)設(shè)置上限報警，當(dāng)水質(zhì)在線監(jiān)測儀把監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌嘏c設(shè)定值比較，對具有水質(zhì)異常變化預(yù)警和監(jiān)測項(xiàng)目超標(biāo)及時報警功能，增加緊急情況的應(yīng)變速度。

　　2.3 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

　　2.3.1 儀器維護(hù)

　　水質(zhì)在線監(jiān)測儀常為人所詬病的主要原因是在線監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)和管理方面，采水管道的阻塞導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，自動監(jiān)測儀表容易受到污染而飄移，影響水質(zhì)結(jié)果的正確監(jiān)測，降低自控系統(tǒng)的精準(zhǔn)性。在儀器使用過程中，配備了專門的技術(shù)人員對在線監(jiān)測儀定期維護(hù)，保證取樣管道的暢通，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)基本的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制。

　　2.3.2 質(zhì)控和比對實(shí)驗(yàn)

　　依據(jù)質(zhì)控樣實(shí)驗(yàn)，WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀能夠保證水質(zhì)監(jiān)測的科學(xué)性和穩(wěn)定性，由表1可知，WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀的測量精度和重復(fù)性均較好。通過每月進(jìn)行一次實(shí)際水樣比對實(shí)驗(yàn)，運(yùn)維人員整理柯橋區(qū)河塔1#終端一年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，將安裝的在線監(jiān)測儀輸出值與相應(yīng)出水池人工取樣監(jiān)測結(jié)果分析比對得出，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與人工監(jiān)測數(shù)據(jù)差值在誤差允許的范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)見表2。通過儀器的維護(hù)和定期的校驗(yàn)，保證全過程的質(zhì)量控制與質(zhì)量，確保水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　三、結(jié)論

　　(1)綜合WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀在柯橋區(qū)261座終端應(yīng)用的實(shí)踐探索，通過線水質(zhì)監(jiān)測儀的監(jiān)控與預(yù)警，對污水治理設(shè)施的運(yùn)營和維護(hù)提供及時有效的監(jiān)控監(jiān)測信息，可以即時掌控終端信息，能夠?yàn)榻K端良性運(yùn)轉(zhuǎn)提供技術(shù)保障。

　　(2)終端現(xiàn)場在線水質(zhì)監(jiān)測儀需要利用光纖通訊與中心控制室連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。部分終端在比較偏遠(yuǎn)的農(nóng)村山區(qū)，通訊光纜的鋪設(shè)可能不便，需要逐步加以完善。（來源：紹興柯橋排水有限公司）