周友情（1982-）

    男，浙江建德人，助理工程師，現就職于聚光科技（杭州）有限公司，研究方向為水污染源在線(xiàn)監測系統、地表水自動(dòng)監測系統、煙氣排放連續監測系統。



    摘  要：針對水污染源在線(xiàn)監測系統的工況調查、選型、安裝、調試、驗收、運行維護等問(wèn)題進(jìn)行經(jīng)驗性闡述。

   關(guān)鍵詞：水污染源；在線(xiàn)監測系統

    Abstract: Description on conditions inspection, selection, installation, commissioning, acceptance test, opearation and maintenance of water pollution source for online monitoring system.

    Key words: Water pollution source; Online monitoring system

    1 概述

    隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是工業(yè)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，工業(yè)廢水和生活污水造成的水體污染問(wèn)題日益突出，給自然環(huán)境和人民生活帶來(lái)了極大的挑戰和危害。近年來(lái)全國各地環(huán)境污染事件不斷涌現，從四川沱江重大水污染事件、松花江污染事件、太湖藍藻事件、白洋淀水污染事件、湖南岳陽(yáng)砷污染事件到近期的云南陽(yáng)宗海砷污染事件和江蘇鹽城自來(lái)水污染事件等，讓政府和廣大公眾意識到環(huán)境污染的嚴重性和環(huán)境保護的急迫性。因此，國家在“十一五”期間加大了環(huán)境保護的力度，要求水污染源排放口需安裝在線(xiàn)監測系統，實(shí)時(shí)監控排污企業(yè)的排污行為及作為環(huán)保行政主管部門(mén)的污水處理收費和超標排放處罰的依據。

                         
 
    水污染源在線(xiàn)監測系統由水污染源在線(xiàn)監測儀器和水污染源在線(xiàn)監測站房組成，其中水污染源在線(xiàn)監測儀器包括了化學(xué)需氧量（CODcr）在線(xiàn)分析儀、紫外吸收水質(zhì)在線(xiàn)分析儀（即UV法COD）、總有機碳（TOC）水質(zhì)在線(xiàn)分析儀、氨氮水質(zhì)在線(xiàn)分析儀、總磷水質(zhì)在線(xiàn)分析儀、總氮水質(zhì)在線(xiàn)分析儀、pH在線(xiàn)分析儀、超聲波明渠流量計、濁度計、懸浮物濃度計、電磁流量計、水質(zhì)自動(dòng)采樣器、數據采集儀等儀器儀表。水污染源在線(xiàn)監測系統用于監測工業(yè)廢水、生活污水等水污染源的各種污染因子，如化學(xué)需氧量（COD）、TOC、氨氮、總磷、總氮、pH、流量、濁度、懸浮物、溶解氧（DO）、各種重金屬等。

    水污染源的各種污染因子的實(shí)驗室分析方法很多，但在線(xiàn)監測儀表采用的測量方法主要為：化學(xué)需氧量測量方法有重鉻酸鉀氧化法、高錳酸鉀氧化法、庫侖滴定法、紫外吸收法（UV法）等，TOC測量方法為燃燒氧化-非分散紅外吸收法，氨氮測量方法有納氏試劑比色法、氣敏電極法，總磷測量方法有鉬酸銨分光光度法，總氮測量方法堿性過(guò)硫酸鉀消解-紫外分光光度法，pH測量方法有玻璃電極法，流量測量方法有超聲波回聲測距法、法拉第電磁感應原理測量法，濁度和懸浮物測量方法有光散射法，溶解氧測量方法有電極法和熒光法等。每種污染因子的各種儀表測量方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，比如COD分析儀表采用的常見(jiàn)測量方法是重鉻酸鉀氧化法和紫外吸收法，氨氮分析儀表采用的常用測量方法是納氏試劑比色法、氣敏電極法，表1即以COD和氨氮的測量方法為例，分析其優(yōu)缺點(diǎn)。

              表1

                  

    2 系統組成和功能

    水污染源在線(xiàn)監測系統除了包括水污染源在線(xiàn)監測儀器儀表和監測站房外，還包括了采樣及預處理系統、數據采集與處理系統、標準排放口、視頻監控系統（選配）等。其中監測站房提供在線(xiàn)監測儀表穩定工作所需的溫度、濕度等環(huán)境要求，是屬于水污染源在線(xiàn)監測系統配套工程的不可缺少的部分；采樣及預處理系統在整個(gè)水污染源在線(xiàn)監測系統中是非常關(guān)鍵的一部分，大多數情況下采樣及預處理系統設計及運行的好壞是整個(gè)在線(xiàn)監測系統能否穩定、正常工作的前提條件。采樣及預處理系統一般由采樣泵、取水管路、預處理系統等組成，采水泵常用的有潛水泵和自吸泵，取水管路常用的有PPR管、UPVC管、鋁塑管、ABS管。預處理系統從設計上大同小異，一般都具有破碎、勻質(zhì)、過(guò)濾、沉淀、清洗等功能，并且預處理系統根據對應配置分析儀表的不同而有所不同，比如COD在線(xiàn)分析儀和氨氮在線(xiàn)分析儀對于預處理系統的過(guò)濾功能要求就有所不同；另外預處理系統根據現場(chǎng)監測點(diǎn)水質(zhì)的工況也有所不同，比如現場(chǎng)水質(zhì)的水溫、酸堿性，是否含有機溶劑及現場(chǎng)無(wú)自來(lái)水等因素。數據采集與處理系統一般為GPRS通訊模塊或數據采集儀，對整個(gè)在線(xiàn)監測系統的數據進(jìn)行采集、處理、傳輸；標準排放口和監測站房一樣，是屬于水污染源在線(xiàn)監測系統配套工程不可缺少的一部分，根據國家環(huán)保部文件《環(huán)發(fā)[1999]24號 關(guān)于開(kāi)展排放口規范化整治工作的通知》的要求，每個(gè)排污企業(yè)必須進(jìn)行排放口規范化整治，達到排放口的陽(yáng)光化，以便實(shí)時(shí)接受環(huán)保行政主管部門(mén)、公眾媒體的監督和檢查。視頻監控系統一般作為整個(gè)系統的選配部分，根據每個(gè)地區環(huán)保局的要求和排污企業(yè)排放口的性質(zhì)確定是否需要安裝視頻監控系統，并將視頻信號上傳環(huán)保監控平臺等。

    3 工況調查和系統設備選型

    水污染源在線(xiàn)監測系統在現場(chǎng)安裝前首先需要進(jìn)行現場(chǎng)監測點(diǎn)的工況調查，并根據現場(chǎng)工況調查情況進(jìn)行系統設備的選型和設計。正確、完整的工況調查和設備選型是整個(gè)在線(xiàn)監測系統穩定運行和準確測量的先決條件，造成大多數已安裝的水污染在線(xiàn)監測系統不能正常投運很重要一方面原因就是前期未進(jìn)行或未細致、正確的調查現場(chǎng)水質(zhì)工況，進(jìn)而導致設備選型和設計錯誤等連鎖反應。下面以常見(jiàn)的工況調查問(wèn)題為例進(jìn)行說(shuō)明：

    （1）現場(chǎng)環(huán)境勘查

    現場(chǎng)環(huán)境勘查主要注意點(diǎn)是水質(zhì)采樣點(diǎn)(一般為明渠、排污管道、窨井)與監測站房的水平距離和垂直距離，按照HJ/T353-2007規范要求水平距離不宜大于50米，而垂直距離一般不宜大于3米。另外還有監測站房?jì)饶芊裉峁┎坏陀?公斤壓力、干凈、無(wú)雜質(zhì)的自來(lái)水及供暖設施。

    （2）監測點(diǎn)被測參數的工況信息

    包括了被測參數的典型濃度和最大濃度，及客戶(hù)現場(chǎng)是否具備手工分析被測參數的實(shí)驗條件，以便進(jìn)行儀表測量量程的選型或定制，及制定后期儀表的調試方案。

    （3）監測點(diǎn)水質(zhì)工況分析

    監測點(diǎn)水質(zhì)工況分析根據安裝儀表類(lèi)型的不同有所不同，其中公共調查部分包括現場(chǎng)監測點(diǎn)排放污水的水溫、水樣顏色及程度、pH范圍、是否含有大量對有機玻璃具有腐蝕性的有機溶劑，上述工況的調查關(guān)系到系統的采水泵、取水管路、預處理系統材質(zhì)的選型和設計。另外針對不同類(lèi)型的測量?jì)x表需要進(jìn)行針對性的工況調查，比如采用UV法測量COD時(shí)需要調查水樣中主要有機物是否是醇類(lèi)、糖類(lèi)、醚類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、甘油或石蠟中的其中一種；采用鉻法測量COD時(shí)需要調查氯離子的典型濃度；測量氨氮時(shí)需要調查水樣中是否含有氯氣、次氯酸、次氯酸鈉或余氯等物質(zhì)；測量TOC時(shí)需要調查水樣中是否含有大量的可溶性鹵化物，比如鹽等；測量pH時(shí)需要調查水樣中是否含有氫氟酸（HF）；測量總磷或總氮時(shí)需要調查水樣中COD的濃度；測量六價(jià)鉻時(shí)需要調查水樣是否含有次氯酸鹽等氧化性物質(zhì)及是否含有亞鐵離子、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)等。上述所調查的內容都對被測參數的測量結果造成了一定的干擾，所以需要根據調查結果進(jìn)行設備的選型或定制等處理。

    4 系統安裝與調試

   （1）系統安裝

    水污染在線(xiàn)監測系統安裝比較簡(jiǎn)單，但規范的安裝是系統穩定運行的基本條件。在線(xiàn)監測系統安裝主要包括采水泵安裝、取水管路安裝、分析儀器安裝等，其中采水泵安裝需要注意的問(wèn)題是潛水泵在采樣點(diǎn)水體中的安裝位置及泵體的固定或自吸泵的底閥問(wèn)題；取水管路安裝時(shí)應確保監測站房?jì)鹊姆治鰞x表進(jìn)出口到采樣點(diǎn)的取水管路是呈逐級降低進(jìn)行鋪設，并盡量減少管路的彎頭。如果是冬天最低氣溫低于0℃的地區還涉及到管路保溫的問(wèn)題，一般可以采取將管路埋于凍土層以下、用伴熱帶加保溫棉等方式進(jìn)行保溫，但采用伴熱帶加熱保溫時(shí)需要注意因管路漏水可能造成伴熱帶短路的問(wèn)題。分析儀器的安裝要注意在監測站房?jì)鹊牟季趾侠?，比如儀器安裝位置應避免陽(yáng)光直射儀器的正面特別是試劑擺放和光電檢測單元處，并需要考慮日后本監測站房增加分析儀表而應預留的安裝空間問(wèn)題。

    （2）系統調試

     系統調試主要是對預處理系統和分析儀器進(jìn)行調試，預處理系統調試包括了水樣流量的調節、電磁閥等控制器件的測試、PLC控制程序的調整等；分析儀器的調試包括了儀器界面參數的設置、試劑導入、儀器校正、質(zhì)控樣測量及實(shí)際廢水測量等，調試步驟和內容不同分析儀器又有所不同，比如鉻法COD需要根據實(shí)際廢水測量結果調整消解時(shí)間和消解溫度的設置，或者超聲波明渠流量計調試根據不同類(lèi)型的量水堰槽又有所區別等。

    5 系統驗收

    水污染的驗收工作較為復雜，主要分為監測站房的驗收、在線(xiàn)監測儀器的驗收、聯(lián)網(wǎng)驗收等。其中在線(xiàn)監測儀器的驗收是整個(gè)系統驗收的主要環(huán)節，驗收流程和驗收標準按照HJ/T 354-2007驗收規范進(jìn)行即可。驗收過(guò)程中需要注意的問(wèn)題是：

    （1）驗收前對所有在線(xiàn)監測儀表進(jìn)行校準，確保儀器處于正常工作狀態(tài)。

    （2）實(shí)際廢水比對時(shí)，需要確保手工分析和在線(xiàn)監測儀器分析的水樣為同一個(gè)水樣。

    （3）驗收過(guò)程中注意水樣的保存問(wèn)題，盡可能的縮短水樣待分析時(shí)間，并保證水樣保存的條件。

    （4）水樣實(shí)驗室手工分析時(shí)要嚴格按照操縱規程進(jìn)行，比如取樣前先搖勻水樣等操作注意事項。

    總之，水污染源驗收過(guò)程中增加人為因素而導致比對誤差的幾率非常大，所以需要比對操作人員具備較強的專(zhuān)業(yè)水平和認真仔細的工作態(tài)度，才能保證系統驗收數據的準確性。

    6 系統運維

   “三分建設、七分管理”，鑒于我們國家水污染源的水質(zhì)工況并總結在線(xiàn)監測行業(yè)多年的工作經(jīng)驗，環(huán)保主管部門(mén)、環(huán)保研究機構及在線(xiàn)監測儀器廠(chǎng)家等越來(lái)越意識到了運維工作的重要性，所以各地環(huán)保主管部門(mén)需要根據本地區的情況制定一系列的運維管理制度及管理細則等，使環(huán)保主管部門(mén)、在線(xiàn)監測儀器廠(chǎng)家、排污企業(yè)各行其責，共同確保水污染源在線(xiàn)監測系統能夠長(cháng)期穩定運行。

    水污染源運維工作主要包括系統的巡檢、系統日常維護、定期保養、定期比對等工作，具體點(diǎn)就是采水泵和管路的定期清洗、預處理濾網(wǎng)清洗和更換、試劑更換、易損件更換、手工比對、儀器定期校準等。通過(guò)上述細致的運維工作，使水污染源系統可能出現的問(wèn)題解決在萌芽狀態(tài)。   

    7 結論

    水污染源在線(xiàn)監測系統是監測水污染物排放、保護我們賴(lài)以生存的水資源環(huán)境的重要手段。但到目前為止，由于資金、設備、人員、監督管理等多種原因，造成了大部分排污企業(yè)的水污染源在線(xiàn)監測系統投運率低等情況?！扒巴臼枪饷鞯?，道路是曲折的”，相信隨著(zhù)我國經(jīng)濟水平和科技水平的不斷提高，最終會(huì )使水污染源在線(xiàn)監測系統成為環(huán)境保護的“慧眼”，實(shí)現人與自然的和諧發(fā)展。


                                                      源自：《自動(dòng)化博覽》