在線監(jiān)測系統(tǒng)在水廠水質(zhì)管理工程中的應(yīng)用

羅輝虎

（長沙供水有限公司洋湖水廠，湖南長沙 410000）

0 引言

進(jìn)入新時(shí)代后，水廠將全新管理方法和運(yùn)營理念引入到廠務(wù)管理工作之中，相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步十分明顯，尤其是全新檢測系統(tǒng)能夠隨時(shí)保持在線狀態(tài)，能夠及時(shí)地反饋相應(yīng)的數(shù)據(jù)變化，并且將線上線下進(jìn)行了結(jié)合，有效地提升了水質(zhì)數(shù)據(jù)的反饋速度，也有效地提升了事故處理速度。它推動(dòng)了水廠水質(zhì)管理工程向著一個(gè)全新的階段邁步，為水廠生產(chǎn)、工藝調(diào)整、管理工作等提供了比較可靠、安全與合理的技術(shù)支撐。本文根據(jù)在線監(jiān)測設(shè)備在水廠水質(zhì)日常管理工作中的實(shí)際應(yīng)用展開相應(yīng)的探討和研究，希望能夠有所發(fā)現(xiàn)，有所發(fā)展。

1 在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)管理模式舉例

在線水質(zhì)自動(dòng)檢測系統(tǒng)被許多城市認(rèn)可并采用，有石家莊、烏魯木齊、上海、北京等諸多城市。例如，某水廠位于優(yōu)質(zhì)水源區(qū)附近，原本擁有著良好的環(huán)境以及優(yōu)質(zhì)的水源，然而，在氣候特殊期以及某些特殊情況時(shí)，其水質(zhì)情況將大幅下降。該水廠是把水庫里的水引入水廠，經(jīng)過一系列處理后，經(jīng)檢測合格則輸送給用戶。目前該水廠的供水量可以達(dá)到十萬左右立方，基本上可以滿足五十萬左右用戶的日常生活需求。該水廠里的在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)是由在線檢測設(shè)備為主，在線檢測設(shè)備包含著pH 計(jì)、出水顆粒儀、電導(dǎo)率儀、溶解氧檢測儀、濁度計(jì)、在線氮氨檢測設(shè)備等多種類型的儀器。動(dòng)態(tài)監(jiān)測處理過程包括數(shù)據(jù)處理、水樣監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)檢測、水樣預(yù)處理及軟件分析，生成具有科學(xué)性的數(shù)據(jù)，并上傳水質(zhì)管理平臺，為水廠的生產(chǎn)技術(shù)和工藝提供保障[1]。

2 在線監(jiān)測系統(tǒng)在水廠水質(zhì)管理中的應(yīng)用探討

2.1 水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的主要構(gòu)成

在線水質(zhì)檢測系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，概括來說，就是包含著水質(zhì)管理平臺、相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、遠(yuǎn)程控制設(shè)備及在線監(jiān)測儀器等組成部分。按照其工作內(nèi)容，將其按普通標(biāo)準(zhǔn)劃分為四個(gè)相應(yīng)的模塊，分別是控制、分析、配水和采樣。系統(tǒng)的工作原理：先對目標(biāo)水質(zhì)進(jìn)行采樣，之后經(jīng)過一系列分析和處理，采集數(shù)據(jù)，最后完成輸送工作。整個(gè)系統(tǒng)都是按照相應(yīng)的程序自動(dòng)的進(jìn)行工作，并且將數(shù)據(jù)保留在數(shù)據(jù)庫之中，極大地提升了工作質(zhì)量和效率。

2.2 實(shí)踐中的管理探析

該水廠的在線監(jiān)測系統(tǒng)中，在線設(shè)備種類和數(shù)量較多，尤其是原水部分、過濾部分及完成水質(zhì)過濾和排水等關(guān)鍵水質(zhì)處理環(huán)節(jié)都有在線監(jiān)測的設(shè)備在進(jìn)行工作監(jiān)測。并且這些監(jiān)測儀器能夠?qū)⑷繑?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)即時(shí)傳輸，水質(zhì)檢測中心負(fù)責(zé)該水廠的專用水質(zhì)管理平臺能夠?qū)?shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)室中完成檢測之后，再次對比由在線監(jiān)測系統(tǒng)生成的結(jié)果，從而來判斷在線監(jiān)測設(shè)備是否穩(wěn)定，是否可以繼續(xù)進(jìn)行工作。該水廠有濁度計(jì)、余氯分析器、pH 計(jì)以及電導(dǎo)率儀、出水顆粒儀與溶解氧測定儀等，這些設(shè)備都是美國哈希生產(chǎn)的。

（1）在線濁度計(jì)。水體中濁度主要來源于上游的原水，也就是水體在流動(dòng)的過程中，在一定的程度上會(huì)帶動(dòng)水底的泥沙，然后會(huì)加大水體的濁度。該水廠中的在線濁度計(jì)存在于在線監(jiān)測系統(tǒng)之中，該水廠的在線濁度計(jì)采用了一高一低兩種量程。它存在于上游原水、澄清池、濾水池和水出廠等各部分。上游原水部分的在線濁度計(jì)為Jsurface Scatterb 高量程設(shè)備，可量范圍高達(dá)9999 NTU，根據(jù)多年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)水樣流速為（1～2）L/min 的情況下，準(zhǔn)確度低于2000 NTU，所得數(shù)據(jù)將存在±5%以內(nèi)的誤差，假如準(zhǔn)確度高于2000 NTU，誤差將隨之增長至±10%。該水廠在澄清水、過濾后的水池以及出廠的水體檢測中，采用了與源水檢測量程不同的0～5 NTU Filtertrak660 sc[2]。這是一個(gè)超低量程的一個(gè)濁度計(jì)。實(shí)驗(yàn)室通過多年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析工作經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前能夠?qū)⑺畼拥牧魉倏刂圃冢?.1～0.75）L/min，并且保證1NTU 以內(nèi)的準(zhǔn)確度，誤差不超過±3%。

（2）遠(yuǎn)程控制器。該水廠的安特成ATC60A00 款GPRS 遠(yuǎn)程檢測控制器擁有在線檢測傳輸功能，輸入和輸出模塊支持的開關(guān)信號多達(dá)六路。

（3）pH 計(jì)。水廠每一天都要產(chǎn)出數(shù)十萬方水，需要pH 計(jì)對廠內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行酸堿度檢測和控制。廠內(nèi)pH 計(jì)，都來自于美國地區(qū)的生產(chǎn)廠商哈希儀器。pH 計(jì)的控制器規(guī)格主要包括兩類，分別是P33ph/orp 和-sc200ph/orp，分別對水廠西區(qū)和東區(qū)的出廠水、凈水車間和原水各部分進(jìn)行控制。實(shí)際工作中兩類pH 計(jì)控制器的抗干擾能力均能夠滿足需求。pH 計(jì)的工作原理包括PT1000 溫度補(bǔ)償、PH 探頭和電極法等。它提升了pH 計(jì)的使用簡潔性，能夠使數(shù)據(jù)更加的科學(xué)、真實(shí)。

（4）氨氮在線監(jiān)測設(shè)備。該水廠使用的氨氮在線監(jiān)測設(shè)備也是美國哈希制造廠出產(chǎn)的，它的型號是AMTAX Compactlla 氨氮在線自動(dòng)監(jiān)測儀（圖1）。這個(gè)儀器的工作內(nèi)容是，把要進(jìn)行檢測的樣品經(jīng)過初步處理之后，直接將水樣提升管放入經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)的水樣之中，對氨氮指標(biāo)進(jìn)行直接的、自動(dòng)化的監(jiān)測工作。水廠內(nèi)部的氮氨在線監(jiān)測設(shè)備數(shù)量僅此一臺，安裝于水質(zhì)間，因此水質(zhì)并未出現(xiàn)明顯的變化。氮氨監(jiān)測數(shù)值為（0.2～12）mg/L，因此選擇（0.2～30）mg/L 量程的監(jiān)測設(shè)備。數(shù)據(jù)會(huì)通過傳輸，將變化值直接傳輸?shù)焦芾砥脚_上。

圖1 氨氮在線自動(dòng)監(jiān)測儀

（5）在線余氯分析儀。在線余氯分析儀的工作內(nèi)容是根據(jù)水廠的出產(chǎn)情況，利用濁度自動(dòng)調(diào)節(jié)和色度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)认到y(tǒng)化功能監(jiān)測水質(zhì)余氯情況。該水廠中的余氯分析儀是美國哈希廠家的儀器，在使用過程中，這套機(jī)器在運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，達(dá)到了數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康模诰€余氯儀當(dāng)水樣溫度為25 ℃的情況下，可以將誤差控制在±0.035 mg/L，測量精確度能夠達(dá)±0.005 mg/L（圖2）。

（6）在線電導(dǎo)率儀以及溶解氧測定儀、出水顆粒儀。水廠采用了新型超濾膜凈水技術(shù)處理工藝，能夠保證水廠出產(chǎn)的水品的質(zhì)量上升了一個(gè)檔次，水質(zhì)有了明顯的變化。這種技術(shù)在在線監(jiān)測系統(tǒng)里運(yùn)用的更加廣泛和普遍，除了pH 計(jì)以及在線濁度計(jì)外，還增添了現(xiàn)在電導(dǎo)率儀以及出水顆粒儀、溶解氧測定儀[3]。

圖2 在線余氯分析儀

（7）水質(zhì)管理平臺。水質(zhì)檢測部門是屬于水廠管理部門的核心之一，對水廠內(nèi)部水質(zhì)管理平臺及系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線管理。主要的工作內(nèi)容是就是通過實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)與在線的一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的對比，來判斷在線監(jiān)測系統(tǒng)是否穩(wěn)定與科學(xué)。水質(zhì)管理平臺則是在線檢測系統(tǒng)的一個(gè)整體的歸納和整合的平臺，集中反饋了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的整合。在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的水質(zhì)管理平臺組成成分比較復(fù)雜，是由監(jiān)控電腦、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)控制軟件以及現(xiàn)場控制單元等多種部件組成。通過多連接途徑的一個(gè)傳輸系統(tǒng)，對水廠的生產(chǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制。所以說，水質(zhì)管理平臺有著重要的調(diào)節(jié)作用，可以控制和調(diào)節(jié)壓力、流量以及液位。也可以提供相應(yīng)的報(bào)警功能，最終實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的監(jiān)控和報(bào)警，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，確保水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3 結(jié)語

該水廠的水質(zhì)監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)，給予了許多水廠以啟發(fā)和方向。該水廠根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃此|(zhì)的特點(diǎn)，選擇了適合自身生產(chǎn)的監(jiān)測儀器，搭建的在線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)具備良好的完整性和適應(yīng)性，能夠?qū)λ|(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并且系統(tǒng)內(nèi)部的所有儀器均能將水質(zhì)經(jīng)過調(diào)節(jié)之后的變化反映出來。能夠確保獲得科學(xué)、穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果。這種水質(zhì)自動(dòng)檢測系統(tǒng)將現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)和水體結(jié)合在了一起，優(yōu)化了水質(zhì)的質(zhì)量，能夠及時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控，提高了水廠控制水質(zhì)變化的能力。因此水廠應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)情況，選擇適合自身發(fā)展的監(jiān)測系統(tǒng)，為人民提供放心的水源。