村鎮(zhèn)污水治理是推進“美麗中國”建設和實施“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,也是實現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)代化的必然要求。作為浙江省村鎮(zhèn)污水治理工作的先行者和領(lǐng)跑者,紹興市柯橋區(qū)在污水治理設施建設和運維管理方面積累了較為豐富的經(jīng)驗,啟動實施了村鎮(zhèn)污水治理三年行動計劃,在全區(qū)358個行政村居(除37個拆遷村居外)基本實現(xiàn)了生活污水治理設施全覆蓋。在此基礎上,積極開展運維管理創(chuàng)新,成功探索出了村鎮(zhèn)污水治理運維的“柯橋模式”。紹興柯橋排水有限公司作為柯橋區(qū)農(nóng)村生活污水運維單位,成立了專業(yè)服務團隊,對終端設施巡檢和出水取樣、監(jiān)測分析,發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常及時排查處理,確保終端良好運行。
終端屬分散性污水處理系統(tǒng),水質(zhì)監(jiān)測需要投入大量人力進行水樣現(xiàn)場采集與實驗室化驗,運維人員不能及時、準確地獲得出水水質(zhì)不斷變化的動態(tài)數(shù)據(jù),造成運維管理的脫節(jié)。
的動態(tài)數(shù)據(jù),造成運維管理的脫節(jié)。本文通過自主研發(fā)的適用于農(nóng)村生活污水處理終端的水質(zhì)在線監(jiān)測儀在柯橋區(qū)試點終端的應用,探究水質(zhì)在線監(jiān)測儀在農(nóng)村污水處理領(lǐng)域的穩(wěn)定性和可行性。
一、水質(zhì)在線監(jiān)測儀
1.1 儀器架構(gòu)
水質(zhì)在線監(jiān)測儀是利用微電子技術(shù)、微處理器技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù)建立起來的水處理過程中的監(jiān)測設備。是污水處理設施配套的自控系統(tǒng)關(guān)鍵的一環(huán),與工業(yè)計算機IPC和可編程控制器PLC連接,成為污染預警、持續(xù)性監(jiān)測和治理效果評定的重要手段。一般由計算機—控制及測量傳感器,數(shù)據(jù)采集顯示層,數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡層三方面聯(lián)結(jié),在儀器—DIU—GPRS/CDMA網(wǎng)—遠程通訊中以用戶界面的形式達到人機交互。其中控制與信號處理系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對儀器硬件系統(tǒng)的精確控制,流路系統(tǒng)決定了流路切換與進樣的順序和精度,水質(zhì)監(jiān)測光譜信號處理系統(tǒng)則保證采取水樣的準確測定。本文研發(fā)的WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀,器件組成及系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。
1.2 監(jiān)測原理
WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀測定水質(zhì)指標方法的核心基于連續(xù)光譜分析的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù),水質(zhì)監(jiān)測方法基于環(huán)境保護標準(排污單位自行監(jiān)測技術(shù)總則,HJ819-2017)。WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀以順序進樣、順序監(jiān)測的形式,從終端出水池采水,通過流路系統(tǒng)將經(jīng)過預處理裝置后的水樣和五種水質(zhì)參數(shù)對應的化學前處理試劑按一定的體積依次抽取到樣品反應監(jiān)測室,并在樣品室中完成在線樣品化學前處理反應,經(jīng)光譜分析監(jiān)測水樣中五種指標的含量,最終以數(shù)字形式反饋在PLC顯示柜上。其主要技術(shù)參數(shù)見表1。
二、水質(zhì)在線監(jiān)測儀的應用探索
2.1 多層次應用
水質(zhì)在線監(jiān)測儀應用在城鎮(zhèn)污水處理廠和農(nóng)村污水治理設施的以單一指標監(jiān)測儀和多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀為主。單參數(shù)監(jiān)測儀需要多組儀器才能達成水質(zhì)監(jiān)測分析,分析成本高。綜合人力因素和經(jīng)濟因素,在農(nóng)村污水處理系統(tǒng)發(fā)展多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀更便于維護、可行。WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀是集COD、pH、濁度、氨氮和總磷五種監(jiān)測因子的多參數(shù)綜合水質(zhì)分析系統(tǒng)。COD和pH是固定監(jiān)測指標,其余三項指標可選擇性監(jiān)測,依據(jù)不同需求,研發(fā)五參數(shù)和三參數(shù)WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀。對151座終端污水處理規(guī)模在30t以上的終端,選擇五參數(shù)水質(zhì)分析系統(tǒng);對110座污水處理規(guī)模在30t以下的終端,則配套三參數(shù)水質(zhì)分析系統(tǒng)。多層次應用不同規(guī)格水質(zhì)分析系統(tǒng),完善終端運維,又合理控制成本,經(jīng)濟和效益兼得。
2.2 上限報警設置
WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀在柯橋區(qū)柯巖街道河塔村1#終端投入使用,水質(zhì)在線監(jiān)測儀監(jiān)測裝置包括流量計、數(shù)據(jù)采集傳輸儀器、儀表和視頻監(jiān)控等設備。COD、pH、濁度、氨氮、總磷五項監(jiān)測指標通上傳到中控室,對出水水質(zhì)進行實時監(jiān)控。對五項指標設置上限報警,當水質(zhì)在線監(jiān)測儀把監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街锌嘏c設定值比較,對具有水質(zhì)異常變化預警和監(jiān)測項目超標及時報警功能,增加緊急情況的應變速度。
2.3 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制
2.3.1 儀器維護
水質(zhì)在線監(jiān)測儀常為人所詬病的主要原因是在線監(jiān)測系統(tǒng)的維護和管理方面,采水管道的阻塞導致系統(tǒng)不能正常運行,自動監(jiān)測儀表容易受到污染而飄移,影響水質(zhì)結(jié)果的正確監(jiān)測,降低自控系統(tǒng)的精準性。在儀器使用過程中,配備了專門的技術(shù)人員對在線監(jiān)測儀定期維護,保證取樣管道的暢通,實現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)基本的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制。
2.3.2 質(zhì)控和比對實驗
依據(jù)質(zhì)控樣實驗,WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀能夠保證水質(zhì)監(jiān)測的科學性和穩(wěn)定性,由表1可知,WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀的測量精度和重復性均較好。通過每月進行一次實際水樣比對實驗,運維人員整理柯橋區(qū)河塔1#終端一年的監(jiān)測數(shù)據(jù),將安裝的在線監(jiān)測儀輸出值與相應出水池人工取樣監(jiān)測結(jié)果分析比對得出,在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與人工監(jiān)測數(shù)據(jù)差值在誤差允許的范圍內(nèi),數(shù)據(jù)見表2。通過儀器的維護和定期的校驗,保證全過程的質(zhì)量控制與質(zhì)量,確保水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行。
三、結(jié)論
(1)綜合WQM-1型水質(zhì)在線監(jiān)測儀在柯橋區(qū)261座終端應用的實踐探索,通過線水質(zhì)監(jiān)測儀的監(jiān)控與預警,對污水治理設施的運營和維護提供及時有效的監(jiān)控監(jiān)測信息,可以即時掌控終端信息,能夠為終端良性運轉(zhuǎn)提供技術(shù)保障。
(2)終端現(xiàn)場在線水質(zhì)監(jiān)測儀需要利用光纖通訊與中心控制室連接,實現(xiàn)遠程監(jiān)控和操作。部分終端在比較偏遠的農(nóng)村山區(qū),通訊光纜的鋪設可能不便,需要逐步加以完善。( >
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