废水水质自动监测系统的应用研究

余 莹

(浙江省衢州市环境监测中心站 浙江衢州 324000)

废水水质自动监测系统的应用研究

余 莹

(浙江省衢州市环境监测中心站 浙江衢州 324000)

就废水水质监测而言，由于我国对于自动监测系统研发较晚，大部分仪器需仰赖国外进口，且?没有长期规划与研发，使自动监测技术进展非常不顺利。在这种背景下，本文首先探讨了废水监测现状与发展，进而分析了废水水质自动监测系统的技术构成与应用，最后介绍了光谱在水质监测的应用，并进行了总结。

废水；水质；自动监测系统；应用

1 废水监测现状与发展

目前一般工业区污水处理厂仅在进、出流口与各处理单元中，除了水量、pH、导电度计以及曝气单元才有的溶氧值监测以外，其它的水质信息，如放流水标准中的项目——化学需氧量及悬浮固体物等，则是需要每天及定期以人工采样后再送至水质检验室分析，不仅耗费人力、物力及时间，也无法立即针对系统状况做出即时反应，且所能即时掌握的系统运作信息相当有限。以我国某地区污水厂为例，目前均以人工方式每日采样监测一次厂内单元水质项目，以作为废水操控的依据，但无法即时掌握水质变化及单元处理效能，进而采取有效因应措施。

现今虽有商品化的水质自动监测设备，但大部分均因价格高昂且常对待测物有专一性，故较少使用于现场水质监测分析。但以现行的技术来说，光学分析具有量测快速、污染较少的优点，适合用来发展即时监测技术，并借助其特性，可建立废水水质自动监测系统，应用于废水COD及SS连续监测中，提供即时水质信息供废水操作控制判断。由于国内缺乏监测相关技术，无法自行制造与研发各种精密仪器，只好利用买进仪器设备时，顺便转移技术，再按照实际需要的项目，建立属于自己的监测系统。

2 废水水质自动监测系统的技术构成与应用

2.1 概述

一般自动监测系统主要由监测站或监测中心、监测设备及数据传输系统所构成。一套完整的水质自动监测系统能连续、及时、准确地监测废水水质及其变化状况；控制中心可利用传输系统随时取得各监测站即时监测数据，并辅以电脑作水质数据记录、统计分析、储存及历史资查询，另可打印输出日、周、月、季、年相关统计数据的各种监测、统计报告及图表，并可输入控制中心资?库或上网进行远端监控。目前国内生产或代的自动监测设备主要的水质监测项目为pH值、水温、SS、COD、NH3-N、TOC等水质项目，也是目前国内装有水质自动监测设备中较多的项目。受限于监测的技术及成本等问题，现有的线上即时水质自动监测通常无法作到全面的监测，一般废水处理系统均以pH、DO、ORP、MLSS、污泥浓度计、COD及SS等项目作为监测与控制的依据。

2.2 废水水质COD及SS监测技术

一般市售常用于污水处理厂废水水质监测的设备包含pH、导电度计、ORP、浊度计、溶氧计、悬浮固体（S.S.）浓度计及化学需氧（COD）监测仪等，现场因所监测目的及功能的不同而设置不同的水质监测设备，其中以悬浮固体浓度计及化学需氧监测器，因初设费与维护费用过高，故大部分污水处理厂均无设置设备，仅少数新设污水处理厂购买于监测放水为主。一是化学需氧（COD）监测技术。目前常见用于废水COD自动监测仪器包含重铬酸钾氧化法、高锰酸钾氧化法、臭氧氧化法、高温燃烧法、光谱扫描吸收法（Uv-Vis）及紫外线法等，其现场设置方式按照实际水质监测需求而有所不同。二是悬浮固体物（SS）监测技术。一般设置于污水处理厂监测SS的仪器常见的监测方法为折射光监测法，而以光谱扫描吸收法（UV-Vis）监测SS的仪器为近期市面上开始贩售使用，因初设费较贵，一般污水厂较难接受，故普及率不高。

3 光谱在水质监测的应用

在工业废水COD监测部分，一些学者使用紫外光分光光度计对工业废水进行定及定性分析，其结果显示当COD浓度在0～150mg/l下，分光光度计所得的结果与标准方法所得的浓度其R值可达0.91；另外发现硝酸盐（NO3-）浓度在0～50mg/l下，对波长190 nm～240 nm进行回归，R值可达0.99，然而如废水中的硝酸盐浓度过高，则硝酸盐将在280 nm～320 nm有较大的吸收值。还有研究以紫外光、可见光及近红外光推估各种不同造纸厂废水的COD与SS，发现光谱的吸收值与水质有明显的关系存在，并且如使用二元以上的回归方程，其结果较简单线性回归效果?佳。此外，遥测应用于水质监视上是可行的，还有待进一步的研究。一些外国学者利用UV成分分析与聚类分析来解析炼油厂的废水特性，并利用两种统计方式解析190～310nm波长的光谱频谱资，结果显示主成分分析较适合于市污水特性的监测，而据累分析较适合于炼油厂废水处理的监测。

针对COD的监测而言，其监测值受到废水SS的影响，在监测水中的COD值时，通常会发现除了检测一般常用的254 nm及260 nm波段的吸收值外，如果额外监测波段380 nm的吸收值时，可有效去除水中悬浮微的干扰。

4 结语

废水水质自动监测系统在实际操控不仅可连续监测废水COD及SS的即时信息，还可提供加药调整操作及有效控制处理水质稳定性，另通过水质异常警报功能做紧急应变处理，减少操作不适的影响及风险，并达成以自动监测系统做为处理操控的目的，提升处理成效、系统稳定度及低成本。在实践应用中，还应注重如下两个方面：一是在污水厂其他单元进行废水量测时，应制定操作策略并建置污水处理厂操作自动控制系统，以做为污水处理厂操作自动化的基础，提高处理成效；二是针对工业区内工厂排放水特性进行光谱特性的建置，在工厂排放水及废水汇流井设置水质自动监测系统进行连续监测，可做为厂商污染收集处理收费的标准。除此之外，自动化监测系统的应用，还可以建立警报系统于水质异常时提早应变处理，以减少污水处理厂管末处理的异常负荷影响污水厂操作效能，并可即追查污染源头，以达污染源头管制的目标。

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