污水处理厂在线检测系统的运行评价

谭 盼

（陕西省西安市市政设施管理局，陕西 西安 710014）

污染物种类的多样化和污染的严重化，使我国对水治理工作的日益重视，使污水处理的排放标准也日趋严格，同时加大了水污染治理的力度以及加快了治理的速度。伴随科技的不断发展，水质在线监测系统在污水厂的广泛应用已称为一种必然的趋势。环保部门通过在线水质检测系统能随时掌握污水厂的出水水质情况，一旦出现水质不达标情况，可及时采取相关措施，有效地起到了环境监督和环境监控作用。这种自动化、科学化以及信息化的高效的监管模式，为环境管理提供了技术支持。

污水厂对水质进行在线监测，主要是对水质的温度、pH值、DO、电导率、氧化还原电位ORP、高锰酸钾指数、TOC、COD、NH3-N、TN、BOD5、SS、TP，新增的扩展检测项目有挥发性有机物、生物毒性、叶绿素α、重金属、粪大肠菌群等进行分析[1]。通过水质数据采样、分析、统计以及数据的传输等多个环节，进行在线监测，从而得到水质各指标的情况。然而我国在线水质监测技术起步比较晚，国内生产厂家技术不成熟。目前，各污水处理系统水质监测仪表主要从国外成套引进，由于水质和测量方法的差异以及操作管理的不规范，自动监测仪器检测的数据与实验室分析测得的数据之间存在一定的差异[2]。这直接关系到水质监测数据的准确性，也影响着污水厂对污水处理的情况以及水污染治理情况，所以应当重视污水在线监测数据准确性。本文以西安市经开草滩污水处理厂为例，对在线水质监测系统与实验数据进行对比分析。

污水处理厂位于渭河南岸草滩八路北口，滨河大道中段，渭河护林带内，总占地面积约121.84亩，预计处理规模为20×104m3/d，采用改良A2O+MBR处理工艺，处理后水质达到《城镇污水处理厂排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。项目于2015年10月正式开工建设，2016年6月30日成功通水调试，2016年12月1日转入商业试运行，2018年1月1日转入商业运行。

1 在线水质检测系统的组成

在污水处理厂污水处理厂进、出水口分别设置了在线水质检测系统，位于水质分析小室内，该系统由水样采集系统、仪器分析检测系统、数据传输系统、管理控制系统组成，利用自动采集、自动检测、自动控制、自动传输等技术对该污水处理厂进行连续实时检测与控制，并将所获得的检测数据进行分析、整理收集并传输给中控室，同时上传至环保部门，能及时掌握污水厂运行状态以及排放情况。

1.1 水样采集系统

由水样采样单元、预处理单元、分配单元、自动留样单元、压力流量控制单元、传输管路等组成[3]。水样采集单元设置在污水厂的进出水口处，与水质分析小室的距离不大于50 m。

1.2 仪器检测系统

由水质分析测量仪器、控制设备以及数据采集传输设备构成，是在线检测系统的核心，是影响在线水质监测系统测量数据准确性的关键因素，该污水厂监测的污染指标有CODcr、NH3-N、SS、pH 等。

1.3 数据传输系统

将在线监测仪器的数据结果自动采集，并进行处理、记录、显示，然后通过网络将数据发送到监控中心，是在线监测仪器与监控中心（计算机）连接的桥梁。

1.4 管理控制系统

位于该污水处理厂的监控中，对在线监测设备的进行监控，对整个污水厂的运行进行监控，同时也便于环保部门对污水厂的排放情况进行监控。

2 在线监测系统的运行评价

参照《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)的技术以及性能指标要求来对在线监测系统的运行进行评价。在进水口（细格栅及曝气沉砂池）与出水口（接触消毒池）各建一个在线水质检测小室，对2017年11月每日的进、出水水质进行在线水质监测与实际水样进行跟踪监测比对， 监测项目为CODcr、NH3-N、pH。每次进行实际比对实验前，按照《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)[4]的技术要求，对在线检测系统进行重现性、零点漂移、量程漂移，平均无故障连续运行时间等技术参数进行测试[4]，且测试结果完全符合规范要求。测定主要仪器参数或分析方法、性能指标要求见表1。

表1 测定仪器和方法

2.1 NH3-N浓度对比

NH3-N浓度对比情况见图1～图4.

图1 进水NH3-N浓度对比

图2 进水NH3-N浓度对比的相对误差

图3 出水NH3-N浓度对比

图4 出水NH3-N浓度对比的相对误差

由图1可看出，当来水中NH3-N浓度较高时，在线监测系统与实测NH3-N浓度差别较大，且浓度变化趋势不一；表2中，进水NH3-N浓度相对误差符合规范要求15%的范围内一个月当中只有15天，相对误差值最大已达39%，有12天相对误差超过20%。图3中、图4中，当出水中NH3-N浓度较低时，在线监测系统与实测NH3-N浓度变化趋势基本一致，一个月当中仅有2天相对误差超过超过15%，且相对误差最大仅为17.50%，基本符合《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)规定的15%的性能指标要求。

2.2 pH值对比

进水、出水pH值在线监测与实测变化趋势均不一，如图5、图7中所示；图6、图8中pH值绝对误差均在±0.5的范围内，完全符合《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)在线监测与实测pH值绝对误差≤±0.5pH的性能指标要求。

图5 进水pH浓度对比

图6 进水pH浓度对比的绝对误差

图7 出水pH浓度对比

图8 出水pH浓度对比的相对误差

2.3 COD值浓度对比

当进水COD高浓度、与出水COD低浓度时，在线监测系统与实测COD浓度变化趋势基本一致，如图9、图11中所示。图10中，COD浓度较高，均超过200 mg/L，其中有6天的在线监测与实测浓度的相对误差超过规范要求的15%的范围；当COD浓度均小于20 mg/L时，仅有4天的COD的相对误差超过10%的范围，且相对误差最大仅为12.22%，基本符合《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)在线监测与实测COD值相对误差≤10%的性能指标要求。

图9 进水COD浓度对比

图10 进水COD浓度对比的相对误差

图11 出水COD浓度对比

图12 出水COD浓度对比的相对误差

3 结论

通过对西安市经开草滩污水处理厂实际运行效果为期1个月的进、出水水质进行在线水质监测与实际水样进行跟踪监测比对，结果表明：

（1）在线监测系统与实测NH3-N浓度差别较大，当浓度NH3-N浓度较高时，30天当中有15天的在线监测结果与实测结果的相对误差大于15%；当浓度NH3-N浓度较低时，在线监测与实测浓度的相对误差基本符合《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)在线监测与实测NH3-N相对对误差≤15%的性能指标要求，可以真实反应该水厂的实际NH3-N浓度。

（2）在线监测与实测pH值绝对误差均在±0.5的范围内，完全符合《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)在线监测与实测pH值绝对误差≤0.5pH的性能指标要求，可以真实反应该水厂的实际pH值。

（3）当COD浓度较高，均超过200 mg/L，30天当中有6天的在线监测与实测浓度的相对误差超过规范要求的15%的范围，可见，该水厂的进水口的在线监测的COD浓度不能真实反应该水厂的实际COD浓度。当COD浓度较低时，在线监测与实测浓度的相对误差基本符合《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》（HJ/T356-2007)在线监测与实测COD相对对误差≤10%的性能指标要求，可以真实反应该水厂的实际COD浓度。