水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性分析

文_蔡玉婷 廣東省廣州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)憑借著自身高準(zhǔn)確性、強(qiáng)靈活性等特征，被廣泛地應(yīng)用于污水處理廠中，并取得了良好的應(yīng)用效果。在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否可靠和準(zhǔn)確直接影響了污水處理效率和效果。因此，如何科學(xué)驗(yàn)證在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性是必須思考和解決的問(wèn)題。

1 采樣方法

通過(guò)采用實(shí)驗(yàn)對(duì)比法，分別使用在線監(jiān)測(cè)法與實(shí)驗(yàn)室手工檢測(cè)法，對(duì)相同的水樣進(jìn)行測(cè)試，然后嚴(yán)格按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，完成對(duì)最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和整理。在本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，所用到的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包含兩種，一是COD監(jiān)測(cè)，二是NH3-N監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)步驟主要包含：①儀器基本性能測(cè)試。在進(jìn)行儀器基本性能測(cè)試環(huán)節(jié)中，所用到的測(cè)試方法主要包含零點(diǎn)漂移測(cè)試法、量程漂移測(cè)試法、重現(xiàn)性測(cè)試法和直線性測(cè)試法。本文主要以某污水處理廠水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，開(kāi)展相應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，所用到的水樣均來(lái)自于同一污水處理廠的進(jìn)水水樣和出水水樣。②水樣采集與處理。在這一環(huán)節(jié)中，無(wú)論是在線監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，還是實(shí)驗(yàn)室手工監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，用到的水樣是相同的，在本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)使用自動(dòng)采樣儀器，完成對(duì)水樣的精確采集和處理，同時(shí)還要利用手工實(shí)驗(yàn)法，利用過(guò)濾材料，對(duì)水樣進(jìn)行過(guò)濾處理，以保證測(cè)試水樣的同一性和一致性。③采樣頻率與樣品測(cè)定。在這一環(huán)節(jié)中，所測(cè)定的兩個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均用到了瞬時(shí)水樣，將進(jìn)水水樣和出水水樣的采集個(gè)數(shù)控制在每天一個(gè)，同時(shí)還要采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法，嚴(yán)格按照手工實(shí)驗(yàn)操作步驟，完成對(duì)進(jìn)出水樣的平行處理。在本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，所涉及到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共有60對(duì)，其中，進(jìn)水水樣數(shù)據(jù)和出水水樣數(shù)據(jù)各30對(duì)。

2 儀器基本性能測(cè)試

2.1 儀器基本性能測(cè)試原理與計(jì)算方法

在進(jìn)行儀器基本性能測(cè)試環(huán)節(jié)中，主要用到了零點(diǎn)漂移測(cè)試法、量程漂移測(cè)試法、重現(xiàn)性測(cè)試法和直線性測(cè)試法。根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)需求，選出合適的測(cè)試法，充分發(fā)揮和利用水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提高在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 在線儀器測(cè)試結(jié)果

通過(guò)利用在線儀器，對(duì)污水處理廠的進(jìn)水口COD、NH3-N，以及出水口的COD、NH3-N進(jìn)行性能測(cè)試，所獲得的測(cè)試結(jié)果分別如表1和表2所示。從表中的數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論是對(duì)進(jìn)水口處理，還是對(duì)出水口處理，所獲得的在線監(jiān)測(cè)儀器指標(biāo)性能均達(dá)到了良好的狀態(tài)，符合測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

表1 某污水處理廠進(jìn)水口監(jiān)測(cè)站儀器基本性能測(cè)試（%）

表2 某污水處理廠出水口監(jiān)測(cè)站儀器基本性能測(cè)試（%）

2.3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、方法和使用儀器

在本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，所用到的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、方法和儀器如表3所示。從表中的信息可以看出，在對(duì)COD進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，所用到的方法為重鉻酸鉀法，所用到的儀器為化學(xué)需氧量分析儀；在對(duì)NH3-N進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，所用到的方法為納氏試劑比色法，所用到的儀器為氨氮分析儀。

表3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、方法和儀器

3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2、圖3和圖4所示，從圖中的數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)采用手工檢測(cè)法和儀器檢測(cè)法兩種方法，所獲得的進(jìn)水COD、進(jìn)出水NH3-N檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有明顯差異，通過(guò)采用相關(guān)性系數(shù)計(jì)算法，得出的結(jié)論為COD進(jìn)水與NH3-N，進(jìn)出水之間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有高度相關(guān)性，而COD出水實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有低度相關(guān)性。此外，縱觀以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，出水COD數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)誤差為22.13%，說(shuō)明出水COD具有非常明顯的差異性，相關(guān)性較低，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是實(shí)驗(yàn)室所用到的檢測(cè)儀器和在線監(jiān)測(cè)所用到的檢測(cè)儀器不同，前者是化學(xué)需氧量分析儀，后者是碳氧分析儀，這種方法在使用原理上存在很大的不同，導(dǎo)致最終檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)很大的差異。由此可見(jiàn)，通過(guò)利用水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲得的監(jiān)測(cè)結(jié)果具有較高的可靠性和真實(shí)性，為后期更好地指導(dǎo)和監(jiān)督污水處理廠運(yùn)行提供重要的依據(jù)和參考。

圖1 兩種方法對(duì)進(jìn)水COD的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖2 兩種方法對(duì)出水COD的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖3 兩種方法對(duì)進(jìn)水氨氮的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

圖4 兩種方法對(duì)出水氨氮的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

3.2 結(jié)果對(duì)比

通過(guò)綜合運(yùn)用多種監(jiān)測(cè)方法，可以對(duì)樣品自身的特性進(jìn)行全面分析，在此基礎(chǔ)上，選用合適的方法，借助一元線性回歸法，對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行全面分析，獲得如表4所示的分析實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果，從表4的數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)利用水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有較高的真實(shí)性和可靠性。

表4 分析實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

縱觀本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)具有非常高的可靠性和可行性，為后期更好地指導(dǎo)污水處理廠的運(yùn)行提供重要的依據(jù)和參考。因此，要重視對(duì)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，通過(guò)利用該系統(tǒng)，進(jìn)一步提高在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，避免因這些數(shù)據(jù)缺乏一定的真實(shí)性而影響污水的科學(xué)治理，為實(shí)現(xiàn)污水的全面凈化，提高污水的利用率，緩解當(dāng)前我國(guó)水資源短缺問(wèn)題提供有力的保障。