关于河流水质自动站筹建和运行的探讨
  作者:陈略    来源:众智文化论文网     查看:405次 字体:
    摘要:实施河流水质的自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,及时掌握流域重点断面水体的水质状况,预警预报重大或流域性水质污染事故。重点对自动站的选址建设、监测指标、水样采集系统、预处理系统、监测仪器、系统控制及数据采集系统、运行管理及质量控制等进行了分析研究,并提出了站点建设应具备的条件和河流水质自动站的质量保证。
  关键词:河流水质自动站 筹建 运行
  1、河流水质自动监测站的筹建
  及时、准确、有效是水质自动监测的技术特点,近年来,水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用,我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展。同时水质自动监测站为在线连续监测设备,在仪器故障检查维修、日常维护校准时将出现数据缺失现象。水质自动监测站在日常运行中也会经常受到停电、洪水、断流、雷击破坏、通讯中断等意外影响,造成水站暂停运行。在建站初期需综合考虑一下几个重要因素:
  1.1 选址、站房建设及防护措施
  水质自动监测站子站选址需具备土地、交通、通讯、电力、自来水及地质等良好的基础条件,周围环境条件安全、可靠。尽量避免水利工程建设的影响,断面具有较好的水质代表性,有比较稳定的水深和河流宽度,能保证系统长期运行。
  监测站房建设需要充分考汛期洪水的危害,站房应位于百年一遇的洪水标高线以上;建设面积应考虑到现有监测仪器有合理的摆放空间,便于维护和维修,并适当留有扩展余地,便于以后监测项目增加添置仪器。站房内环境温度、相对湿度和大气压等应符合仪器工作条件;有安全合格的配电设备,提供足够的电力负荷;并配备多级防雷设施。有工作台面,便于配置仪器维护和适用的溶液,以及记录工作笔记。站房内应有合格的给、排水设施,便于清洗仪器及有关装置,排水设施应有对仪器工作中排放的含毒、腐蚀性、重金属废液回收系统,避免直排污染水体,引起二次污染。
  河流水质自动监测站江河附近,地理环境比较恶劣,供电大多属农村电网,电力供应不稳,自动监测设备应配备后备电源或太阳能电池板。机房内各种线路屏蔽不良,故应配备防雷工程措施。在缺少恒温条件下,应对仪器加保温层并加装仪器内部空调,保证自动监测仪的正常运行。同时站房必须具备防火防盗、防水满溢措施。
  1.2 监测指标选择
  对于初次建设的监测点,应选择一些有重要指导意义的综合性基础指标,水温、pH、溶解氧(DO)、电导率、浊度、高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)、氨氮、总磷等。然后再逐步根据监测河流的实际污染情况及潜在的污染选择相应的监测因子。
  1.3 水样采集系统
  (1)水样自动采样系统;水样自动采样系统主要有潜水泵和采水浮船或采样栈桥、自吸泵等构成。在水位变化不是特别大,河道宽度较稳定的河岸采用采样栈桥便于维修,安全系数较高;但是于夏季会受到洪水威胁,洪水有可能冲击栈桥和采样设施,需要及时将在超过警戒水位前采取安全措施将采样设施转移到安全的位置;采水浮船能随水位变化而浮动但却有可能被冲毁。超标自动采样器采用美国ISCO6712系列采样器,该采样器和控制系统连接,一旦监测仪器监测到水质超标,便可自动报警并触发采样器采样,以备实验室进一步验证。
  (2)泥沙前处理系统;泥沙含量不仅对COD、TOC、总磷、总氮测定有影响,而县会使氨氮、浊度、电导、pH、溶解氧等参数的测量电极磨损、钝化,降低其测定精度。泥沙对监测数据的影响以及对监测仪器测定的干扰直接影响到监测数据的可靠性。
  前处理系统是自动监测站的重要组成部分,在不改变水样组成及成分的条件下,运用物理手段去除河水中的泥沙,以满足在线仪器对水样含沙量和泥沙粒径的要求,从而使仪器在安全、稳定的情况下运行,测定值更加符合GB-2002标准对水样前处理的要求,进而使实验室标准方法和在线仪器的测定值有较强的可比性。前处理系统主要采用自然沉降(包括缓冲池、斜管沉降和平流沉降)、固液分离器、盘式过滤器三种水沙分离手段,可在不同来沙条件下,通过选择不同的沉淀时间和离心次数,以及不同水沙分离设备的组合,采用单独或任意组合的方式对监测水样中的泥沙进行在线不间断前处理。多级泥沙预处理系统,充分考虑了不同用水目的、不同监测项目、不同分析仪器的需要,在满足国家标准的基本条件下,还可按水利部颁发的《多泥沙河流水环境样品采集及预处理技术规程》的要求,具有对水样进行深度处理的功能。
  1.4 监测仪器
  国外水质自动在线监测仪器已有较长的发展历史,经过多年不断的完善,各类在线监测仪器已经相当成熟,国内的仪器厂商经过近十年的研发也以推出涵盖了多种河流、湖泊主要污染控制水质参数,基本满足了地表水实时监测工作的需要。主要在线监测仪器包括常规五参数、TOC、COD、BOD、氨氮、总磷、生物毒性、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮等。同一种检测参数,根据不同国家,不同水体以及政府环境管理的需要,又有各种不同型号、不同原理的在线监测仪器。仪器选型的时候应考虑监测河段的水质特征,选择合适量程的,受该水质干扰因子影响较小的仪器设备。在国产仪器能满足要求的情况下应尽量选择国产仪器,因为水站仪器故障检查维修频率较高,进口设备维修及配件采购速度较慢,且有可能采购不到备品备件。
  1.5 系统控制及数据采集系统
  系统控制及数据采集系统承担了水处理监控、水质数据自动采集和存储、系统远程控制、数据网络远程传送、各类数据报表生成、系统各类参数设置和管理等任务,远程和现场计算机控制系统以仿真界面的形式直观地、实时地显示出自动监测站整个系统运行的工作状态,利用数据表格、曲线等显示水温、pH、溶解氧、电导、浊度、总有机碳、氨氮等水质参数;用户可以根据不同的来水条件,自由调整水处理系统的控制参数,如沉淀时间和冲洗次数,固液分离器循环时间和循环次数、系统再启动时间等,以满足不同监测工作的需要。还可以根据断面的多年水质状况设定水质参数超标值,当有检测指标超标时,在控制面板上可以显示报智提示和超标值,同时启动水样采集器采集水样。通过设定汛期、非汛期、丰水期、枯水期等监测时段的范围,实现对各个时期的水质状况的自动评价。
     2、水质自动监测站的运行
  2.1 人员是水质自动站正常运行的前提
  管理维护人员要有强烈的责任心,动手能力,同时具备电气、化学分析、自动控制、计算机远程通讯等相应知识
  2.2 配套资金
  水质自动站充裕稳定的日常运行维护费用是水质良好运行的坚强后盾。一可保证仪器配套试剂的供应和损坏老化配件的及时更换,二可提高维护管理人员的工作积极性。对于偏远的水站必须保证交通工具。
  2.3 运行于日常维护

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