村鎮(zhèn)污水處理是推進(jìn)“美麗中國”建設(shè)、實(shí)施“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)代化的必然要求。作為浙江省農(nóng)村污水治理的先行者和領(lǐng)跑者，紹興市柯橋區(qū)在污水處理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)維管理方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，啟動實(shí)施了農(nóng)村污水治理三年行動計劃，基本實(shí)現(xiàn)了全區(qū)358個行政村(除37個拆遷村外)生活污水處理設(shè)施全覆蓋。在此基礎(chǔ)上，積極開展運(yùn)維管理創(chuàng)新，成功探索了鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理運(yùn)維“柯橋模式”。紹興柯橋排水有限公司作為柯橋區(qū)農(nóng)村生活污水的運(yùn)營維護(hù)單位，成立了專業(yè)的服務(wù)團(tuán)隊，對終端設(shè)施進(jìn)行巡視，對出水進(jìn)行采樣，監(jiān)測分析，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常及時調(diào)查處理，確保終端良好運(yùn)行。

終端是分散污水處理系統(tǒng)，水質(zhì)監(jiān)測需要大量人力現(xiàn)場采集水樣并進(jìn)行化驗(yàn)。運(yùn)維人員無法及時準(zhǔn)確地獲取不斷變化的水質(zhì)動態(tài)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致運(yùn)維管理脫節(jié)。

動態(tài)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致運(yùn)維管理脫節(jié)。通過自行開發(fā)的農(nóng)村污水處理終端水質(zhì)在線監(jiān)測儀在柯橋試點(diǎn)終端的應(yīng)用，探索農(nóng)村污水處理終端水質(zhì)在線監(jiān)測儀的穩(wěn)定性和可行性。

一、在線水質(zhì)監(jiān)測儀

1.1儀器架構(gòu)

在線水質(zhì)監(jiān)測儀是利用微電子技術(shù)、微處理器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)建立起來的水處理過程中的監(jiān)測裝置。它是污水處理設(shè)施自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與工控機(jī)IPC和可編程控制器PLC相連，成為污染預(yù)警、連續(xù)監(jiān)測和治理效果評價的重要手段。它一般由計算機(jī)控制與測量傳感器、數(shù)據(jù)采集與顯示層和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層連接而成，在儀器-DIU-GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)-遠(yuǎn)程通信中以用戶界面的形式實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。其中，控制和信號處理系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)了對儀器硬件系統(tǒng)的精確控制，流路系統(tǒng)決定了流路切換和采樣的順序和精度，水質(zhì)監(jiān)測的光譜信號處理系統(tǒng)保證了水樣的準(zhǔn)確測量。本文研制的WQM 1號水質(zhì)在線監(jiān)測儀，其組成和系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

1.2監(jiān)控原則

WQM一號水質(zhì)在線監(jiān)測儀測量水質(zhì)指標(biāo)的方法核心是基于連續(xù)光譜分析的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)，水質(zhì)監(jiān)測方法依據(jù)的是環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(排污單位自我監(jiān)測技術(shù)通則，HJ819-2017)。WQM-1在線水質(zhì)監(jiān)測儀以連續(xù)采樣和監(jiān)測的形式從終端出口水池收集水。經(jīng)過預(yù)處理裝置后的水樣和五種水質(zhì)參數(shù)對應(yīng)的化學(xué)預(yù)處理試劑通過流路系統(tǒng)按一定體積依次抽取到樣品反應(yīng)監(jiān)控室，在線樣品化學(xué)預(yù)處理反應(yīng)在樣品室內(nèi)完成。通過光譜分析監(jiān)測水樣中五項指標(biāo)的含量，最后以數(shù)字形式反饋給PLC顯示柜。主要技術(shù)參數(shù)見表1。

二、水質(zhì)在線監(jiān)測儀的應(yīng)用與探索

2.1多層次應(yīng)用

在線水質(zhì)監(jiān)測儀主要用于城市污水處理工廠和農(nóng)村污水處理設(shè)施，如單指標(biāo)監(jiān)測儀和多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀。單個參數(shù)監(jiān)測儀需要多套儀器才能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測分析，分析成本高?？紤]到人和經(jīng)濟(jì)因素，在農(nóng)村污水處理系統(tǒng)中開發(fā)多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀更為方便可行。WQM-1在線水質(zhì)監(jiān)測儀是一個多參數(shù)綜合水質(zhì)分析系統(tǒng)，包括五個監(jiān)測因子:化學(xué)需氧量、pH值、濁度、氨氮和總磷。COD和pH是固定的監(jiān)測指標(biāo)，其他三個指標(biāo)可以選擇性監(jiān)測。根據(jù)不同的要求，研制了WQM-1型五參數(shù)和三參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測儀。151座規(guī)模在30t以上的碼頭污水處理選擇五參數(shù)水質(zhì)分析系統(tǒng)；對于110座規(guī)模小于30t的碼頭污水處理，提供三參數(shù)水質(zhì)分析系統(tǒng)。多層次應(yīng)用不同規(guī)格的水質(zhì)分析系統(tǒng)，完善終端運(yùn)維，合理控制成本，既經(jīng)濟(jì)又有經(jīng)濟(jì)效益。

2.2上限報警設(shè)置

WQM-1在線水質(zhì)監(jiān)測儀在柯橋區(qū)柯巖街道河塔村1號碼頭投入使用。在線水質(zhì)監(jiān)測儀的監(jiān)測設(shè)備包括流量計、數(shù)據(jù)采集與傳輸儀器、儀表和視頻監(jiān)控設(shè)備。COD、pH、濁度、氨氮、總磷五項監(jiān)測指標(biāo)上傳至中控室，實(shí)時監(jiān)測出水水質(zhì)。設(shè)置五個指示器的上限警報。當(dāng)水質(zhì)在線監(jiān)測儀將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌嘏c設(shè)定值進(jìn)行比較時，具有水質(zhì)異常變化預(yù)警和監(jiān)測項目超標(biāo)及時報警的功能，提高應(yīng)急響應(yīng)速度。

2.3質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

儀器維護(hù)

在線水質(zhì)監(jiān)測儀經(jīng)常被詬病的主要原因是在線監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)和管理。集水管道堵塞導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，自動監(jiān)測儀器容易被污染和漂移，影響水質(zhì)結(jié)果的正確監(jiān)測，降低自動控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。在儀器使用過程中，配備專門的技術(shù)人員對在線監(jiān)測儀進(jìn)行定期維護(hù)，以保證采樣管道的暢通，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本質(zhì)量保證和質(zhì)量控制。

2.3.2質(zhì)量控制和對比實(shí)驗(yàn)

通過質(zhì)控樣品實(shí)驗(yàn)，WQM一號水質(zhì)在線監(jiān)測儀能夠保證水質(zhì)監(jiān)測的科學(xué)性和穩(wěn)定性。從表1可以看出，WQM-1水質(zhì)在線監(jiān)測儀具有良好的測量精度和重復(fù)性。運(yùn)維人員通過每月一次的實(shí)際水樣比對實(shí)驗(yàn)，對柯橋區(qū)河塔1號碼頭一年的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理，將安裝的在線監(jiān)測儀的輸出值與相應(yīng)出水池人工采樣的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了分析對比，發(fā)現(xiàn)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與人工監(jiān)測數(shù)據(jù)的差值在允許誤差范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)見表2。通過對儀器的維護(hù)和定期校準(zhǔn)，可以保證整個過程的質(zhì)量控制和質(zhì)量，保證水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

三。結(jié)論

(1)基于WQM-1在線水質(zhì)監(jiān)測儀在柯橋區(qū)261個碼頭的實(shí)踐探索，通過在線水質(zhì)監(jiān)測儀的監(jiān)測預(yù)警，為污水處理設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)提供及時有效的監(jiān)測信息，即時掌握碼頭信息，為碼頭的良性運(yùn)行提供技術(shù)支持。

(2)終端現(xiàn)場的在線水質(zhì)監(jiān)測儀需要通過光纖通信與中央控制室連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。部分終端位于偏遠(yuǎn)農(nóng)村山區(qū)，通信光纜鋪設(shè)可能不方便，需要逐步完善。(來源:紹興柯橋排水有限公司)

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