阜新細(xì)河水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用

謝震生

（阜新市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 阜新 123000）

1 細(xì)河水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置方案

1.1 布置方案的主要內(nèi)容

1）斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)站建設(shè)。監(jiān)測(cè)指標(biāo)：水體常規(guī)四參數(shù)（水溫、電導(dǎo)率、pH、溶解氧）總磷、高錳酸鹽、氨氮、氟化物。包括監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備間，控制室、分析化驗(yàn)室，日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員起居室，及配套設(shè)施：設(shè)備間、有效市電及配電設(shè)施、上下水設(shè)施、采水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)采儀，為實(shí)現(xiàn)對(duì)河流斷面水質(zhì)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

2）河道污染源排口在線(xiàn)監(jiān)測(cè)站建設(shè)，監(jiān)測(cè)指標(biāo)：水體常規(guī)pH、總磷、COD、氨氮。配套設(shè)施：設(shè)備間、有效市電及配電設(shè)施、上下水設(shè)施、采水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)采儀，污染源排口流速流量。

3）河道水體水質(zhì)監(jiān)測(cè)站建設(shè)。河道水體流速流量，河道水體清晰度，配套設(shè)施：太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、風(fēng)電供電系統(tǒng)、設(shè)備安裝支架、無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)。

4）河道區(qū)域動(dòng)態(tài)視頻監(jiān)控站建設(shè)。視頻監(jiān)控取證進(jìn)入河道區(qū)域的人員、車(chē)輛對(duì)于河道水體的污染行為，配套設(shè)施：太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、風(fēng)電供電系統(tǒng)、設(shè)備安裝支架、無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)。

5）監(jiān)控中心平臺(tái)建設(shè)。建設(shè)主要內(nèi)容有：機(jī)房裝修，機(jī)房供、配電系統(tǒng)（包括機(jī)房?jī)?nèi)的主設(shè)備用電、輔助設(shè)備用電）、防雷接地、UPS系統(tǒng)、機(jī)房新風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)房綜合布線(xiàn)、環(huán)境監(jiān)控（漏水檢測(cè)系統(tǒng)、溫濕度探測(cè)、煙霧探測(cè)、配電柜、空調(diào)、UPS）、機(jī)房消防報(bào)警及滅火系統(tǒng)、機(jī)柜、電視墻、會(huì)議臺(tái)體、控制終端系統(tǒng)、數(shù)字平臺(tái)軟件等幾部分。

1.2 規(guī)劃方案和一期主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)

本著先對(duì)重點(diǎn)入河排污口和出市斷面進(jìn)行布控的原則，計(jì)劃將整體項(xiàng)目分三期實(shí)施，一期規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)管控中心及國(guó)控河流斷面地表水監(jiān)測(cè)站，配合建設(shè)1個(gè)市重點(diǎn)管控河流斷面地表水監(jiān)測(cè)站與3個(gè)污水處理廠(chǎng)排放口污染源監(jiān)控站。二期規(guī)劃建設(shè)一批大約16個(gè)污染源監(jiān)控站、將細(xì)河流域內(nèi)各排污口進(jìn)行全天候?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源的全面管控。第三期規(guī)劃建設(shè)一批約5個(gè)河道水質(zhì)簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，分步在細(xì)河流域各個(gè)分段，詳細(xì)監(jiān)測(cè)分析細(xì)河河道水質(zhì)自?xún)艋芰η闆r。規(guī)劃建設(shè)一批約60個(gè)河道區(qū)域動(dòng)態(tài)視頻監(jiān)控設(shè)施，分布在河道流域河道內(nèi)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控進(jìn)入河道的人員及車(chē)輛活動(dòng)情況，針對(duì)進(jìn)入河道的人員與車(chē)輛對(duì)于河道進(jìn)行污染活動(dòng)的預(yù)警及取證。

一期工程主要對(duì)阜新市東梁溫泉城污水處理廠(chǎng)、氟化工園區(qū)污水處理廠(chǎng)、清河門(mén)皮革廠(chǎng)污水處理廠(chǎng)的和細(xì)河高臺(tái)子水質(zhì)國(guó)控?cái)嗝孢M(jìn)行水站建設(shè)及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備安裝，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在單位辦公樓內(nèi)建設(shè)。目前該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已投入運(yùn)行。

1.3 主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)

根據(jù)斷面水質(zhì)特點(diǎn)和各污水處理廠(chǎng)主要處理的指標(biāo)特點(diǎn)，確定主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)為：細(xì)河高臺(tái)子國(guó)控水質(zhì)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)指標(biāo)為總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)（COD）、氟化物、水質(zhì)五參數(shù)，東梁溫泉城監(jiān)測(cè)指標(biāo)為氟化物、氨氮、COD、pH水質(zhì)，氟化工園區(qū)污水處理廠(chǎng)排水水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為氟化物、氨氮、COD、pH值；清河門(mén)皮革園區(qū)污水處理廠(chǎng)排水水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)為六價(jià)鉻、氨氮、COD、pH值。

2 水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)成效與分析

2.1 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成與作用

水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般由水樣采集單元、監(jiān)測(cè)儀器單元和控制及數(shù)據(jù)處理單元組成。

1）水樣采集單元：通常由抽水泵、閥門(mén)組及其控制電路、進(jìn)水及出水管道組成。負(fù)責(zé)對(duì)所監(jiān)測(cè)的水樣進(jìn)行采集,送入監(jiān)測(cè)單元或保存。

2）監(jiān)測(cè)儀器單元：由化學(xué)需氧量（COD）、氨氮、氟化物、六價(jià)鉻、總磷、高錳酸鹽等在線(xiàn)分析儀器組成。此單元負(fù)責(zé)測(cè)試水樣的各種參數(shù)，由于監(jiān)測(cè)儀器所輸出的信號(hào)為電流信號(hào)，所以要經(jīng)過(guò)變送器變換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（4～20 mA）或電壓信號(hào)（±5 V），再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換即A/D轉(zhuǎn)換,將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送往數(shù)據(jù)處理單元

2.2 水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性

分別用第三方檢測(cè)和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行平行檢測(cè)，對(duì)比結(jié)果為：誤差都在10%以?xún)?nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)（HJ/T354-2007）。

2.3 水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

水質(zhì)檢測(cè)中有一個(gè)特殊問(wèn)題，那就是收集大量樣品相關(guān)的復(fù)雜性，對(duì)于大多數(shù)分析人員來(lái)說(shuō)，這種復(fù)雜性是無(wú)法避免的，而且對(duì)于各種因素也無(wú)法達(dá)到精確控制，因此采用人工的方法來(lái)分析水質(zhì)有一定的局限性，尤其是需要長(zhǎng)期來(lái)分析或監(jiān)控某個(gè)區(qū)域的水質(zhì)情況時(shí)。目前應(yīng)對(duì)這種問(wèn)題的最好方式是采用在線(xiàn)式的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，雖然在安裝和調(diào)試方面它的程序要復(fù)雜的多，但相對(duì)應(yīng)的它也有很多優(yōu)勢(shì)。第一，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)除取水受冬季河水結(jié)冰影響外，其它時(shí)段不受天氣變化的影響；第二，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)一次投入后，屬于自動(dòng)運(yùn)行，只需定期更換藥劑和巡檢，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便；第三，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)性強(qiáng)，可根據(jù)需要設(shè)置監(jiān)測(cè)頻率，在污染源監(jiān)測(cè)站，可有效的遏制偷排等現(xiàn)象。

3 存在問(wèn)題及建議

1）因建設(shè)地點(diǎn)比較分散，局部地區(qū)無(wú)法鋪設(shè)通訊專(zhuān)線(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)可能采用專(zhuān)線(xiàn)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的方式進(jìn)行傳輸，為保證系統(tǒng)運(yùn)行的高效穩(wěn)定，建議預(yù)先研究制定好網(wǎng)絡(luò)通訊方案，采取專(zhuān)線(xiàn)或互聯(lián)網(wǎng)的其中一種通訊方式，如有保密要求的情況下，采取專(zhuān)線(xiàn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2）地表水監(jiān)測(cè)站主要對(duì)河道水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，多數(shù)建設(shè)在河道附近，建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)河道的水位、水量進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，要充分考慮河道汛期防洪和項(xiàng)目的安全，確保工程施工安全和后期運(yùn)行安全。

3）冬季北方較冷，河道結(jié)冰，對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)取水產(chǎn)生了較大的影響，建議在工程實(shí)施過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)取水地點(diǎn)的管理，采取一定的工程措施，避免因結(jié)冰造成的取水設(shè)施的損害，使系統(tǒng)停運(yùn)，如河面結(jié)冰無(wú)法避免，則在冬季結(jié)冰期內(nèi)，提水設(shè)施在河里取水，放在監(jiān)測(cè)站進(jìn)行保管，避免損壞，監(jiān)測(cè)站停止運(yùn)行。

4）因系統(tǒng)為自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)測(cè)，各個(gè)站點(diǎn)長(zhǎng)期無(wú)人值守，會(huì)發(fā)生偷盜等破壞設(shè)備的行為，建議對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)站的里面和外面布設(shè)視頻監(jiān)控點(diǎn)和不定期巡查的措施，來(lái)保證系統(tǒng)設(shè)備的安全。

5）加強(qiáng)在運(yùn)行期間的維護(hù)管理，清洗、換藥等工作要及時(shí)，要定期對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定，避免造成管路堵塞；數(shù)據(jù)波動(dòng)大不準(zhǔn)確等問(wèn)題。

綜上所述，水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為水行政主管部門(mén)和環(huán)境部門(mén)快捷、準(zhǔn)確的提供了河流或排污口的水質(zhì)信息，對(duì)全面了解河流水質(zhì)現(xiàn)狀，分析水質(zhì)變化原因、水質(zhì)治理的方向和采取措施都提供了基礎(chǔ)的依據(jù)，在廣泛的應(yīng)用同時(shí)，要考慮因地制宜的建設(shè)，根據(jù)需要去定監(jiān)測(cè)指標(biāo)，使項(xiàng)目安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)。