废水水质在线监测数据的误差分析与处理

陈娟

(陕西省汉中市汉台区城市污水处理厂，陕西汉中723000)

1 废水水质在线监测方法

水是人类生活以及工业生产当中必不可少的重要资源，为了能够更加有效地利用水资源，避免水资源受到污染，就需要通过科学、合理地监测方法对生活生产用水和废水水质进行检测分析。传统的水质检测主要是靠人工进行的，这就导致了废水水质监测时间长、数据采集复杂以及劳动强度大等问题，而且严重影响了水质监测的精确性。因此为了能够有效地避免这些问题，需要通过自动化技术以及在线处理技术对原有的水质检测方法进行优化设计。

废水水质在线监测系统主要采用自动检测技术、自动控制技术、计算机技术以及其它相关技术为一体的现代化高精度测量仪器，它能够连续、实时的监测废水水质的实时状态，在线监测系统主要结构分为取水单元、水样处理单元、分析监测单元、现场系统控制单元、通信单元、辅助单元以及监测中心管理系统组成，其中现场系统控制单元是整个水质监测系统的核心环节，通过计算机以及通信技术实现取水、水样处理以及分析监测。

废水水质在线监测仪器的特点是通过计算机控制水样的采集和计量，可以有效地降低人工采样和计量时产生的误差，从而确保在线监测的精确度;在线监测仪器的采用功能模块结构设计，不仅简化了操作过程，而且大大提高了废水水质在线监测的效率;废水水质在线监测仪器采用了可编程控制器PLC作为主要的操作控制平台，PLC具有抗干扰能力强、运行可靠等优势，能够保证在线监测的稳定性;废水水质在线监测仪器采用玻璃式金属芯电磁阀，从而避免了使用蠕动泵所导致的管网堵塞、老化等问题，在降低后期维护成本的同时还能提高废水水质监测的可靠性;废水水质在线监测仪器具有人机交互界面以及现场监视系统，操作人员可以通过显示屏进行远程监控，减少机械故障对监测造成的影响。

2 废水水质在线监测数据的误差分析与处理

废水水质的监测数据是对废水中所含污染物的一种客观表述，同时也是进行环境质量评价的重要依据，而监测数据的误差分析与处理则是对监测结果的精确性有着非常重要的作用。通过对废水水质进行在线监测往往会得到大量的实验数据，然后通过相应的规则进行分析处理后得到监测结果，现阶段主要的分析处理方法包括数值修约以及可疑数据取舍。其中数值修约主要是指对监测得到的数据通过省略最后若干位数字，调整保留的末位数字，得到与原始值最接近的数值，进行数值修约的原则是“四舍五入规则和四舍六入五留双规则”;可疑数据取舍是指对同一废水进行多次监测后得到的数据结果往往会表现出一种较为集中的特性，但同时也会存在一些离群数据，因此在进行数据分析时需要及时清除这些离群数据，在减轻数据分析负担的额同时还能够提高监测结果的准确性。本文以废水中的氨氮主要监测对象，研究实验室监测方法与在线监测数据的误差分析与处理进行具体分析:

2.1 实验室标准法与在线监测结果的误差分析

实验中主要是对废水中的氨氮含量进行测量分析，试验中选取某工业生产中的废水，经过沉淀后去除杂质然后分成15份待测样品。通过实验室标准测量法与在线检测法进行对比分析，水中的氨氮含量监测结果如表1。

从废水水质实验监测与在线监测结果分析表中可以看出，监测数据都能够表现出较为明显的相关性，通过得到废水水质监测的相关系数为0.98，实验标准法回收率为87% ～110%;在线监测系统回收率为88%～114%。建立一元线性回归方程，即废水氨氮含量=废水监测相关系数×在线监测数据+0.09，激素拿出相对误差为0～9.83%，结果能够有效地控制在±10%以内，因此能够满足废水水质监测要求。

表1 废水水质实验监测与在线监测结果分析

2.2 不同浓度样品检测结果分析

为了能够有效验证废水水质在线监测结果的精确性以及可靠性，需要使用在线监测仪以及实验室标准法对不同浓度的废水样品进行检测。此次试验中选取了不同浓度的废水，即氨氮浓度小于1mg/L的低浓度废水、氨氮浓度约为2mg/L的一般浓度废水以及氨氮浓度为5mg/L的高浓度废水，然后对不同浓度的废水进行监测，同样选取15份待测样品并且进行误差分析与处理，监测数据以及误差分析如表2所示。

表2 不同浓度废水水质的实验室监测与在线监测对比分析

通过不同浓度废水水质的实验室监测与在线监测对比分析表中的监测数据可以看出，低浓度废水水质的实验标准法测量与在线监测的相对误差保持在－7.4% ～12.5%范围内;一般浓度废水水质的实验标准法测量与在线监测的相对误差保持在2.2% ～6.0%范围内;高浓度废水水质的实验标准法测量与在线监测的相对误差保持在 －7.4% ～13.4%范围内。从监测数据的总体分布情况进行分析，不同浓度下的实验室监测法与在线监测法得到的数据虽然存在差异，但是监测结果能够保持一定的相关性，而且误差基本上能够控制在±10%以内，因此可以判断通过使用在线监测仪器对废水水质进行监测，其结果可以很好的反映出废水的真实情况。

3 结语

废水水质在线监测系统主要是运用了可编程控制器PLC、计算机以及通信等现代化技术的一种自动化、在线监测仪器。它的出现不仅能够有效地提高水质测量的自动化程度，而且还能扩大测量范围以及测量精度。因此在水质测量工作中有着非常重要的作用，相信随着微电子以及计算机技术的不断发展，将会进一步提高自动化在线监测系统在水质监测中的应用。

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