廢水水質(zhì)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差分析與處理

陳娟

(陜西省漢中市漢臺區(qū)城市污水處理廠，陜西漢中723000)

1 廢水水質(zhì)在線監(jiān)測方法

水是人類生活以及工業(yè)生產(chǎn)當中必不可少的重要資源，為了能夠更加有效地利用水資源，避免水資源受到污染，就需要通過科學、合理地監(jiān)測方法對生活生產(chǎn)用水和廢水水質(zhì)進行檢測分析。傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測主要是靠人工進行的，這就導致了廢水水質(zhì)監(jiān)測時間長、數(shù)據(jù)采集復雜以及勞動強度大等問題，而且嚴重影響了水質(zhì)監(jiān)測的精確性。因此為了能夠有效地避免這些問題，需要通過自動化技術(shù)以及在線處理技術(shù)對原有的水質(zhì)檢測方法進行優(yōu)化設(shè)計。

廢水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要采用自動檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)以及其它相關(guān)技術(shù)為一體的現(xiàn)代化高精度測量儀器，它能夠連續(xù)、實時的監(jiān)測廢水水質(zhì)的實時狀態(tài)，在線監(jiān)測系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)分為取水單元、水樣處理單元、分析監(jiān)測單元、現(xiàn)場系統(tǒng)控制單元、通信單元、輔助單元以及監(jiān)測中心管理系統(tǒng)組成，其中現(xiàn)場系統(tǒng)控制單元是整個水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，通過計算機以及通信技術(shù)實現(xiàn)取水、水樣處理以及分析監(jiān)測。

廢水水質(zhì)在線監(jiān)測儀器的特點是通過計算機控制水樣的采集和計量，可以有效地降低人工采樣和計量時產(chǎn)生的誤差，從而確保在線監(jiān)測的精確度;在線監(jiān)測儀器的采用功能模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅簡化了操作過程，而且大大提高了廢水水質(zhì)在線監(jiān)測的效率;廢水水質(zhì)在線監(jiān)測儀器采用了可編程控制器PLC作為主要的操作控制平臺，PLC具有抗干擾能力強、運行可靠等優(yōu)勢，能夠保證在線監(jiān)測的穩(wěn)定性;廢水水質(zhì)在線監(jiān)測儀器采用玻璃式金屬芯電磁閥，從而避免了使用蠕動泵所導致的管網(wǎng)堵塞、老化等問題，在降低后期維護成本的同時還能提高廢水水質(zhì)監(jiān)測的可靠性;廢水水質(zhì)在線監(jiān)測儀器具有人機交互界面以及現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)，操作人員可以通過顯示屏進行遠程監(jiān)控，減少機械故障對監(jiān)測造成的影響。

2 廢水水質(zhì)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差分析與處理

廢水水質(zhì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)是對廢水中所含污染物的一種客觀表述，同時也是進行環(huán)境質(zhì)量評價的重要依據(jù)，而監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差分析與處理則是對監(jiān)測結(jié)果的精確性有著非常重要的作用。通過對廢水水質(zhì)進行在線監(jiān)測往往會得到大量的實驗數(shù)據(jù)，然后通過相應的規(guī)則進行分析處理后得到監(jiān)測結(jié)果，現(xiàn)階段主要的分析處理方法包括數(shù)值修約以及可疑數(shù)據(jù)取舍。其中數(shù)值修約主要是指對監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)通過省略最后若干位數(shù)字，調(diào)整保留的末位數(shù)字，得到與原始值最接近的數(shù)值，進行數(shù)值修約的原則是“四舍五入規(guī)則和四舍六入五留雙規(guī)則”;可疑數(shù)據(jù)取舍是指對同一廢水進行多次監(jiān)測后得到的數(shù)據(jù)結(jié)果往往會表現(xiàn)出一種較為集中的特性，但同時也會存在一些離群數(shù)據(jù)，因此在進行數(shù)據(jù)分析時需要及時清除這些離群數(shù)據(jù)，在減輕數(shù)據(jù)分析負擔的額同時還能夠提高監(jiān)測結(jié)果的準確性。本文以廢水中的氨氮主要監(jiān)測對象，研究實驗室監(jiān)測方法與在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差分析與處理進行具體分析:

2.1 實驗室標準法與在線監(jiān)測結(jié)果的誤差分析

實驗中主要是對廢水中的氨氮含量進行測量分析，試驗中選取某工業(yè)生產(chǎn)中的廢水，經(jīng)過沉淀后去除雜質(zhì)然后分成15份待測樣品。通過實驗室標準測量法與在線檢測法進行對比分析，水中的氨氮含量監(jiān)測結(jié)果如表1。

從廢水水質(zhì)實驗監(jiān)測與在線監(jiān)測結(jié)果分析表中可以看出，監(jiān)測數(shù)據(jù)都能夠表現(xiàn)出較為明顯的相關(guān)性，通過得到廢水水質(zhì)監(jiān)測的相關(guān)系數(shù)為0.98，實驗標準法回收率為87% ～110%;在線監(jiān)測系統(tǒng)回收率為88%～114%。建立一元線性回歸方程，即廢水氨氮含量=廢水監(jiān)測相關(guān)系數(shù)×在線監(jiān)測數(shù)據(jù)+0.09，激素拿出相對誤差為0～9.83%，結(jié)果能夠有效地控制在±10%以內(nèi)，因此能夠滿足廢水水質(zhì)監(jiān)測要求。

表1 廢水水質(zhì)實驗監(jiān)測與在線監(jiān)測結(jié)果分析

2.2 不同濃度樣品檢測結(jié)果分析

為了能夠有效驗證廢水水質(zhì)在線監(jiān)測結(jié)果的精確性以及可靠性，需要使用在線監(jiān)測儀以及實驗室標準法對不同濃度的廢水樣品進行檢測。此次試驗中選取了不同濃度的廢水，即氨氮濃度小于1mg/L的低濃度廢水、氨氮濃度約為2mg/L的一般濃度廢水以及氨氮濃度為5mg/L的高濃度廢水，然后對不同濃度的廢水進行監(jiān)測，同樣選取15份待測樣品并且進行誤差分析與處理，監(jiān)測數(shù)據(jù)以及誤差分析如表2所示。

表2 不同濃度廢水水質(zhì)的實驗室監(jiān)測與在線監(jiān)測對比分析

通過不同濃度廢水水質(zhì)的實驗室監(jiān)測與在線監(jiān)測對比分析表中的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，低濃度廢水水質(zhì)的實驗標準法測量與在線監(jiān)測的相對誤差保持在－7.4% ～12.5%范圍內(nèi);一般濃度廢水水質(zhì)的實驗標準法測量與在線監(jiān)測的相對誤差保持在2.2% ～6.0%范圍內(nèi);高濃度廢水水質(zhì)的實驗標準法測量與在線監(jiān)測的相對誤差保持在 －7.4% ～13.4%范圍內(nèi)。從監(jiān)測數(shù)據(jù)的總體分布情況進行分析，不同濃度下的實驗室監(jiān)測法與在線監(jiān)測法得到的數(shù)據(jù)雖然存在差異，但是監(jiān)測結(jié)果能夠保持一定的相關(guān)性，而且誤差基本上能夠控制在±10%以內(nèi)，因此可以判斷通過使用在線監(jiān)測儀器對廢水水質(zhì)進行監(jiān)測，其結(jié)果可以很好的反映出廢水的真實情況。

3 結(jié)語

廢水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是運用了可編程控制器PLC、計算機以及通信等現(xiàn)代化技術(shù)的一種自動化、在線監(jiān)測儀器。它的出現(xiàn)不僅能夠有效地提高水質(zhì)測量的自動化程度，而且還能擴大測量范圍以及測量精度。因此在水質(zhì)測量工作中有著非常重要的作用，相信隨著微電子以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，將會進一步提高自動化在線監(jiān)測系統(tǒng)在水質(zhì)監(jiān)測中的應用。

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