生活污水處理的在線監(jiān)測(cè)及化驗(yàn)分析

潘艷

摘? ? 要：環(huán)境污染的加劇與城市化進(jìn)程的加快，對(duì)城市污水處理方法及化驗(yàn)分析要求更高。加上工業(yè)發(fā)展速度的提升，污水排放量越來(lái)越大，加強(qiáng)對(duì)污水的處理與化驗(yàn)分析己經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題?；谖鬯幚淼闹匾饔?，木文首先對(duì)我國(guó)污水處理重要性進(jìn)行分析，然后針對(duì)目前常用的污水處理在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，最后提出污水處理的化驗(yàn)分析質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：污水處理;方法;質(zhì)控策略

1? 城市生活污水處理的重要性

我國(guó)淡水資源十分短缺，人均擁有量2300m3，相當(dāng)于世界人均水平的1/4，居世界110位。1997年起，全國(guó)城市污水排放量占廢水排放總量的比例接近45%，改變了我國(guó)水污染治理工作一直以工業(yè)廢水治理為主的局面，開(kāi)始加強(qiáng)城市污水的綜合治理工作。據(jù)《2003年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》公布，2003年，全國(guó)廢水排放總量為460億噸，其中城市生活污水排放量247.6億噸，占污水排放總量的53.8%。廢水化學(xué)需氧量（COD）排放總量1333萬(wàn)噸，其中生活污水COD排放821.7萬(wàn)噸，占廢水COD排放總量的61.6%，由此可見(jiàn)，目前我國(guó)的水污染形勢(shì)嚴(yán)峻，特別是城市污水的排放對(duì)地表水和地下水水質(zhì)的影響顯得更加突出。

未來(lái)城市的最大危害就是污水。造成我國(guó)水污染嚴(yán)重的主要原因之一是由于全國(guó)城市污水處理率較低，使大量的城市污水未經(jīng)處理而直接外排，導(dǎo)致了嚴(yán)重的水污染，并加劇了水資源的短缺。加上隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市污水產(chǎn)生量不斷增大，使得水環(huán)境污染日益嚴(yán)重。城市污水處理的嚴(yán)重滯后，已經(jīng)成為影響我國(guó)區(qū)域水污染防治目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要因素，并且嚴(yán)重制約了城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。國(guó)家專門(mén)就城市污水處理問(wèn)題頒布了一系列政策及技術(shù)規(guī)定，制訂城市治污達(dá)標(biāo)的“時(shí)間表”，加快建設(shè)城市污水集中處理設(shè)施刻不容緩。

2? 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及過(guò)程控制

2.1? 采配水系統(tǒng)和過(guò)濾系統(tǒng)

城市污水收集系統(tǒng)通常包括潛入式污水取樣泵、清洗配套裝置、采水管道、防堵塞裝置等，為了保證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作頻次與監(jiān)測(cè)效果，一般使用雙回路采水，而且在控制系統(tǒng)中要設(shè)置水泵故障自動(dòng)診斷以及自動(dòng)切換的功能。

配水單元系統(tǒng)負(fù)責(zé)將已經(jīng)采集好的污水樣品依次分配給各種檢測(cè)儀器。通常情況下，所選擇使用的儀器和設(shè)備都會(huì)有水樣流量與壓力的適用范圍，所以在設(shè)計(jì)配水系統(tǒng)的時(shí)候要盡可能地合理利用這個(gè)范圍，既要避免將流量和壓力值過(guò)度限定，也要避免反復(fù)設(shè)置流量、壓力儀表以及自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，進(jìn)而盡可能減輕系統(tǒng)復(fù)雜度，有效提高系統(tǒng)的可靠性。通常應(yīng)在進(jìn)水的位置設(shè)置流量或者壓力監(jiān)視儀表。通過(guò)優(yōu)化配水系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，盡可能地維持配水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，有效減少系統(tǒng)流量與壓力的波動(dòng)。由于不同儀器對(duì)于過(guò)濾精度的要求也各有不同，而過(guò)濾精度過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)增加測(cè)定指標(biāo)的誤差，所以配水系統(tǒng)最好要針對(duì)不同儀器采取有針對(duì)性的過(guò)濾措施，同時(shí)要根據(jù)儀器對(duì)樣品的實(shí)際需要量來(lái)最終確定過(guò)濾量，盡可能地減少過(guò)濾裝置的負(fù)荷。

預(yù)處理單元一般由高效空氣自動(dòng)反吹系統(tǒng)以及預(yù)處理系統(tǒng)組成，負(fù)責(zé)過(guò)濾去除影響分析儀表正常工作的顆粒物，其中空氣自動(dòng)反吹系統(tǒng)是針對(duì)分析儀表而專門(mén)設(shè)計(jì)的。高效低維護(hù)的過(guò)濾器通常采用大流量旁通式的管狀過(guò)濾設(shè)計(jì)，以不銹鋼網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過(guò)濾芯作為精細(xì)過(guò)濾裝置，過(guò)濾后得到的水樣經(jīng)過(guò)流量調(diào)節(jié)后輸入分析儀表中的流通池，進(jìn)而確保分析儀表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。水樣預(yù)處理只要可以滿足分析儀表的基本要求就可以，不用要求非常高的過(guò)濾精度，以免失去檢測(cè)水樣的真實(shí)性。

2.2? 在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集和傳輸

監(jiān)測(cè)點(diǎn)是由監(jiān)測(cè)水質(zhì)和流量的在線儀表、遠(yuǎn)程終端以及GPRS無(wú)線MO-DEM來(lái)組成的。其工作原理就是通過(guò)在線監(jiān)測(cè)儀表在現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)測(cè)量污水廠的進(jìn)出水水質(zhì)以及污水處理量并利用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端及時(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后再通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的在線監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的搜集、存儲(chǔ)以及發(fā)送作業(yè)，各監(jiān)測(cè)儀表首先把已經(jīng)測(cè)量好的信號(hào)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)傳輸給數(shù)據(jù)采集器，隨后由數(shù)據(jù)采集器把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在寄存器中。

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接收子監(jiān)測(cè)站傳輸?shù)男畔⒁约捌渌O(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)信息，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行篩選分類和整合分析，完成對(duì)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理，進(jìn)而自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的報(bào)表，并可以實(shí)現(xiàn)與上級(jí)主管部門(mén)的聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)支持自動(dòng)化控制協(xié)議以及通訊協(xié)議，可以實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)儀器的狀態(tài)并對(duì)儀器中各項(xiàng)參數(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程設(shè)定。軟件系統(tǒng)是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大腦，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)事先已設(shè)定的監(jiān)控范圍對(duì)監(jiān)測(cè)站的累計(jì)流量、斷流時(shí)間、過(guò)流時(shí)間等具體指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)具有參數(shù)配置、輸出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、異常狀態(tài)處理、條件查詢和系統(tǒng)管理維護(hù)等各項(xiàng)功能。

2.3? 輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)是保障系統(tǒng)整體穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，通常主要包括供配電單元、自來(lái)水單元、自動(dòng)取樣單元、廢液處理單元等。供配電單元是使系統(tǒng)做到無(wú)人值守和斷電保護(hù)的重要保證，應(yīng)設(shè)置專用的動(dòng)力配電箱，電源進(jìn)線要嚴(yán)格按照現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采取避雷措施，電源應(yīng)使用地下電纜進(jìn)線。因?yàn)閮x器的清洗與標(biāo)定過(guò)程需要大量的純凈水，故系統(tǒng)還需要配置純水制備單元。此外，要使系統(tǒng)真正做到無(wú)人值守，還需要在系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)取樣機(jī)，定時(shí)自動(dòng)采取水樣。

3? 城市污水處理化驗(yàn)分析的質(zhì)控策略

3.1? 加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量控制的力度

針對(duì)污水的化驗(yàn)與分析中，化驗(yàn)室為整個(gè)質(zhì)量控制的中心力量。只有對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、高效分析，才能顯示出化驗(yàn)室的質(zhì)控能力。提高分析報(bào)告的準(zhǔn)確性與可靠性，能夠?qū)ξ鬯幚淼倪^(guò)程進(jìn)行有效指導(dǎo)，并能提高污水處理效果判斷的準(zhǔn)確性。在加強(qiáng)質(zhì)控的過(guò)程中，要采取合適的方式進(jìn)行，例如環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)水樣方式與批內(nèi)插入環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)水樣，能夠顯著影響化驗(yàn)室針對(duì)污水處理的管理水平與日常工作效率，保證分析報(bào)告可靠、權(quán)威。在分析污水處理效果時(shí)主要根據(jù)處理質(zhì)量進(jìn)行判斷，若經(jīng)過(guò)處理的水質(zhì)仍然不能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不僅浪費(fèi)大量的人力成本與時(shí)間成本，還對(duì)整個(gè)污水處理企業(yè)帶來(lái)不良影響。因此，在化驗(yàn)分析工作中的核心問(wèn)題就是加強(qiáng)對(duì)質(zhì)量控制的力度。

3.2? 曲線校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)水樣檢驗(yàn)

在對(duì)污水處理進(jìn)行分析的工作中，分光光度法應(yīng)用較為廣泛，尤其是對(duì)總氮、氨氮等的分析。使用這種方式的重點(diǎn)是校準(zhǔn)曲線的繪制。校準(zhǔn)曲線能夠描述需要測(cè)量的物質(zhì)的濃度與測(cè)量?jī)x器的響應(yīng)量的關(guān)系。只有保證這個(gè)結(jié)果的可靠性，才能將校準(zhǔn)曲線作為化驗(yàn)分析的參考。

3.3? 化驗(yàn)中的質(zhì)控措施

化驗(yàn)中常用的質(zhì)控措施有雙空白、平行雙樣、標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試、密碼樣測(cè)試、加標(biāo)回收、室內(nèi)互檢、室間外檢、方法比較分析及繪制質(zhì)量控制圖。在污水處理中常用的質(zhì)控措施為前三種，實(shí)驗(yàn)室一般要求空白實(shí)驗(yàn)的平行雙份測(cè)定值相對(duì)差值不超過(guò)50%。平行雙樣反映測(cè)試的精密度;標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)試反映了分析測(cè)試的準(zhǔn)確性。

4? 總結(jié)

綜上所述，水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)合理應(yīng)用在城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中能夠有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水污染的預(yù)警預(yù)報(bào)，從根本上降低污染事件發(fā)生的概率。相較于國(guó)家傳統(tǒng)的檢測(cè)方法更具有穩(wěn)定性和安全性，不僅如此，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供最為準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。因此，水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。

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