水資源是國家最為貧乏的資源之一，且存在南北分布不均的情況，部分地區(qū)嚴(yán)重缺水。國家在建設(shè)經(jīng)濟(jì)的過程中，對水資源造成大量的污染，地下水和江河湖等水資源的污染日益嚴(yán)重，讓國家的可用水進(jìn)一步減少。雖然近年來國家不斷加強(qiáng)對水污染的控制，污水問題也得到了明顯改善，但是污水處理系統(tǒng)還需要得到進(jìn)一步的發(fā)展，從而全面提高國家污水處理的工作效率和安全性。

  1、現(xiàn)階段城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的使用情況

  污水處理能夠最大程度的解決國家用水問題，通過對一些廢棄污染的水源進(jìn)行凈化處理，從而實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。而想要保證提升污水處理后的水源水質(zhì)，就要對污水各環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，通過對各環(huán)節(jié)的處理工藝、參數(shù)的變動等影響處理效率和成功率的因素展開實(shí)時的監(jiān)控。

  現(xiàn)階段國家針對污水處理的工藝流程和工藝特點(diǎn)，已經(jīng)開發(fā)出了各種污水處理工程的軟件。但是傳統(tǒng)上下位機(jī)結(jié)構(gòu)的在線監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測階段和故障實(shí)時分析方面還存在一定的問題，需要進(jìn)行改革創(chuàng)新，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)由此提出。

  2、污水處理系統(tǒng)中的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

  2.1水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成部分

  污水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種在線全自動監(jiān)測系統(tǒng)，和傳統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)不同，作為一種利用現(xiàn)代化信息通信技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)收集分析的系統(tǒng)，能夠?qū)⑾嚓P(guān)結(jié)論和結(jié)果傳遞給監(jiān)測部門，來實(shí)現(xiàn)整體遠(yuǎn)程控制的目的。而水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)中包括了多個環(huán)節(jié)，分別為：水質(zhì)自動分析儀、水樣預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集、控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控。

  其中水樣采集單元主要涉及污水處理廠的水泵、管路以及供電和安裝結(jié)構(gòu)等環(huán)節(jié)，通過水樣采集單元能夠位系統(tǒng)提供出最具有參考價值的可靠有效水樣。而配水單元包括了在線除泥沙和在線過濾技術(shù)，以及手動和自動管道反沖洗裝置，通過這些裝置和技術(shù)，完成對水樣的預(yù)處理工作，以及自動清洗和空氣壓縮等輔助工作。

 
  其次還有分析單元，在這單元內(nèi)包括了對水質(zhì)的自動分析、測量，是整個在線監(jiān)測系統(tǒng)中核心部分，一般被設(shè)置在水流進(jìn)水泵房后的直觀階段或從消毒池中出來的階段。在整個系統(tǒng)不只有上述三個環(huán)節(jié)，還包括了控制單元和檢測中心信息管理系統(tǒng)，這兩個環(huán)節(jié)分別實(shí)現(xiàn)了對整體循環(huán)的控制和數(shù)據(jù)的接收、匯總以及統(tǒng)計(jì)，為相關(guān)部門和政府提供最為準(zhǔn)確有效污水處理數(shù)據(jù)。

2.2水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的具體特點(diǎn)

  由上可知，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)本身由五個環(huán)節(jié)組成，實(shí)現(xiàn)對城鎮(zhèn)污水處理廠的全面監(jiān)督，這種利用通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的全面監(jiān)督方式，能夠最大程度的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性以及可拓展性。

值得一提的是，系統(tǒng)采用了GPRS無線數(shù)據(jù)作為核心傳輸方式，這種傳輸方式的適用范圍較廣，且運(yùn)行成本較低，能夠?qū)⒈O(jiān)測系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)第一時間發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器并且存入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，保證數(shù)據(jù)的安全性，最大程度上避免了數(shù)據(jù)的丟失問題，和傳統(tǒng)在線系統(tǒng)檢測相比，其本身的性價比較高，且性能優(yōu)秀，能夠充分適應(yīng)機(jī)械環(huán)境，穩(wěn)定性較強(qiáng)。

  并且水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)中還包含了相應(yīng)的報警和故障信息的日志保存，通過這些能夠?qū)?shù)據(jù)和污水處理工作進(jìn)行全面的分析，通過日志管理，能夠充分掌握污水處理的實(shí)質(zhì)過程。

  3、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行效果

  3.1案例的具體情況

  本文以錦州市的某城鎮(zhèn)的污水處理廠為例，首先簡單了解該污水處理廠的基本情況，其中污水處理使用的工藝為CAST工藝，一天能夠處理2.0萬噸的污水，主要針對該城鎮(zhèn)內(nèi)部居民的生活污水和部分工業(yè)廢水污水。污水處理過程中，首先經(jīng)過粗格柵到細(xì)格柵繼而進(jìn)入旋流沉砂池，對污水中的雜物進(jìn)行進(jìn)一步的處理，然后，進(jìn)入了生化池內(nèi)，利用CAST工藝，展開工藝處理，最后利用二氧化氯消毒后對經(jīng)過工藝處理的污水進(jìn)行消毒后，排入近海河流。

  隨后該工廠為了提升處理效率，降低處理成本，對傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新，首先就在污水處理系統(tǒng)的進(jìn)出水口加入了COD分析儀，對相關(guān)水的性能進(jìn)行檢測，并且對通過氨氮和pH水質(zhì)分析儀器等展開了在線自動監(jiān)測。該企業(yè)利用兩臺在線COD分析儀、兩臺在線氨氮分析儀以及兩臺在線pH分析儀形成了在線監(jiān)測系統(tǒng)。

  3.2在線COD分析儀

  其中在線COD分析儀主要承擔(dān)著對水中COD濃度的監(jiān)測，利用紫外可見連續(xù)光譜掃描法，將紫外線光速透射進(jìn)入測試的液體中，透射光的強(qiáng)度會因?yàn)樗形镔|(zhì)的吸收而出現(xiàn)減弱的情況，通過對吸收曲線的分析和總結(jié)，對水中成分的變化進(jìn)行具體的分析。

  3.3在線氨氮分析儀

  氨氮分析儀的任務(wù)是判斷水中氨氮濃度，通過氨氣敏電極電位感測原理對測試水樣進(jìn)行分析，利用所得pH值的變化量和氨氣濃度，判斷兩者之間的線性關(guān)系，繼而利用電極感測進(jìn)行計(jì)算得出具體結(jié)果。

  3.4在線PH分析儀

  而在pH分析儀，就是通過玻璃電極法的工作原理，將玻璃電極作為指示電極，根據(jù)電極在水中的電動勢變化情況，測量出具體的pH值。

  3.5實(shí)際水樣比對試驗(yàn)

  在進(jìn)行上面幾個方面的檢測前，還要對整個在線監(jiān)測系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試，只有保證在線監(jiān)測系統(tǒng)符合國家的技術(shù)要求，才能夠進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用。該廠為了形成對比試驗(yàn)，在進(jìn)出水口都設(shè)置了一個監(jiān)測點(diǎn)，通過在該監(jiān)測點(diǎn)收集到的信息，對整體水質(zhì)情況進(jìn)行分析。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，該工廠的取樣頻次為一個小時一次，一共八次的取樣方式，依托國家標(biāo)準(zhǔn)的同時，采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式，進(jìn)行計(jì)算。

  首先是在線COD值的試驗(yàn)，收集在線COD值和實(shí)測COD值進(jìn)行對比，并且形成對比圖，能夠看出該企業(yè)設(shè)置的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸安全快速，設(shè)備整體運(yùn)行情況穩(wěn)定。此外，在氨氮濃度和PH值同理，在線監(jiān)測所得的COD值和具體實(shí)測的COD值實(shí)際誤差始終保持在14%，情況十分穩(wěn)定，而在線pH值的實(shí)測值和監(jiān)測值中誤差也保持在了0.5，完全符合國家對在線監(jiān)測儀器的具體指標(biāo)要求，國家指標(biāo)中明確規(guī)定了“COD值的相對誤差要保持在小于等于15%，而氨氮相對誤差要大于等于正負(fù)10%，pH相對誤差要保持在大于等于正負(fù)0.5內(nèi)。”，因此可知在線監(jiān)測系統(tǒng)所得出來的數(shù)據(jù)可靠性較強(qiáng)[2]。

  4、總結(jié)

  綜上所述，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)合理應(yīng)用在城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中能夠有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)測自動化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水污染的預(yù)警預(yù)報，從根本上降低污染事件發(fā)生的概率[3-4]。相較于國家傳統(tǒng)的檢測方法更具有穩(wěn)定性和安全性，不僅如此，在線監(jiān)測系統(tǒng)還能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供最為準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。因此，水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用不僅創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也創(chuàng)造了良好的社會效益。