水質在線監測系統在城鎮污水處理中的應用

王芳

摘要：水質在線監測系統對于城鎮污水處理而言十分重要，水質在線監測系統在城市污水處理中的合理應用，能夠有效提升污水處理質量和水資源的利用率，避免城市生活用水受到污染?；诖?，本文圍繞水質在線監測系統在城鎮污水處理中的應用進行探討。

關鍵詞：水質；在線監測系統；污水處理；水樣收集；數據分析

污水處理是城市建設的基礎條件之一，其處理效果和質量直接影響城市居民的健康，但城市發展過程中，污水問題仍然十分嚴峻，怎樣高效且安全地開展污水處理仍然是城市首要解決的問題之一，因此要借助于水質在線監測系統，建立完善的水環境保護體系，解決城市污水問題，推動城市水環境可持續發展。

1? ? 水質在線監測系統構成

水質在線監測系統是一種集水樣采集設備、水樣預處理、水樣信息數據收集、水樣處理與儲存于一體的綜合性控制以及遠程遙控為一體的在線全自動監測系統，水質在線監測系統能夠利用現代化信息通信技術以及現有的信息通信網絡結構，將設備測量結果、系統基礎運行狀態自動傳輸至中央控制區域，最終完成遠程控制和管理。

1.1 水樣收集

系統運轉過程中，水樣收集包含取水泵設備、管道、電力線路以及電力安裝結構等部分共同構成，以此保證系統能夠自動且連續地與系統同步，有效向系統提供安全、穩定的水樣。

1.2 配水單元

水質在線監測系統的配水單元主要包含水樣預處理裝置、自動清洗裝置以及空氣壓縮裝置等輔助設備，以此保證系統的配水單元可以直接向自動監測設備提供監測所需要的水流，實現去除泥沙以及過濾等核心要求[1]。

1.3 數據分析

數據分析系統在運轉過程中，主要由一系列制造自動分析以及測量設備共同構成，所以數據分析是水質在線監測系統的核心環節，數據分析系統通常安裝在進水泵房后方位置直接與消毒池連接。

1.4 系統控制

水質在線監測系統控制主要包含系統控制區域以及控制軟件，有效在排污口施工現場安裝GPS信息數據收集設備，并且通過無線網絡結構將數據傳輸至監控中央區域。由于該控制系統獲得水質數據主要依靠有線信息通信，以及衛星信息通信等設備，所以系統支持HTTP、POP3等協議，并且系統自身具有遠程病癥診斷、系統維護以及服務功能[2]。

1.5 信息管理

該系統內部結構中所包含的信息管理功能具有信息接收、信息匯總以及信息統計等功能，能夠經過系統分服務器將各個排水端口所產生的水量以及水質隨時隨地向各個管理政府匯報和發布。

2? ? 水質在線監測系統特點

2.1 穩定性

水質在線監測系統在運轉過程中，系統自身具有自我故障診斷、自我修復以及抗擊電磁干擾的能力，以及耐高溫、耐低溫、防塵等優勢。

2.2 安全性

水質在線監測系統在運轉過程中具有脫離網絡系統運轉的核心能力，在網絡系統產生故障問題時不會丟失數據和信息，因此在數據傳輸時應充分利用系統的校驗和系統加密等措施。

2.3 拓展性

水質在線監測系統在運轉過程中，由于系統控制軟件一般使用集中管理模式，因此能夠更加靈活和便利，其中系統各個應用功能普遍使用模塊方案設計模式，確保各個子系統之間可以有效構成一個整體結構，此種系統配置方式十分靈活，不僅能夠預留豐富的連接端口還有利于系統的不斷擴展[3]。

水質在線監測系統在運轉過程中普遍使用GPRS數據和信息傳輸模式，所以應用范圍相對比較廣泛，系統運行經濟成本較低，能夠將所收集到的信息和數據直接傳輸至信息服務設備中并儲存在系統數據庫中，從根本上防止由于數據收集產生故障問題造成遺失，從根本上確保數據和信息運轉安全性，讓水質監測數據和信息始終保持傳輸的穩定性以及準確性。

除此之外，系統還能將預警信息以及設備故障數據進行分類處理，從而形成操作日志，通過系統所產生的日志可以更加準確地分析數據，技術人員能夠更全面地了解水質在線監測系統運轉和設備使用狀態，以便于系統的日常管理與系統維護。

3? ? 水質在線監測各系統運行

3.1 監測基站管理系統

監測基站管理系統是水質在線監測系統的核心，系統主要包含系統控制、信息查詢、參數設定等基礎功能。

3.1.1 系統控制

系統控制模塊是監測基站管理系統的功能開發模塊，該模塊主要包含多種運轉方式。

第一，非管理模式。系統運轉過程中，非管理模式主要指的是用戶進入后，只能查看系統的技術操作，而無法控制系統的運行，不能變更參數設置。

第二，管理模式。用戶進入管理模式時，可以通過賬戶和授權密碼對系統進行數據調整、參數設置以及系統控制等技術操作。

第三，緊急監測模式。此種監測模式主要依靠人工手動操作，確保系統可以開展周期性測試。

第四，智能測試。啟動該監測方式時，系統要根據已經設定完成的啟動時間以及頻率自動進入信息監測狀態。

3.1.2 信息查詢

信息查詢功能是保證監測基站管理系統監測效果的重要功能之一，該功能能夠將基站系統所有的監測參數全部展現，幫助工作人員更全面地了解監測地區水質情況。

3.1.3 參數設定

對系統運行進行詳細設置的功能模塊包括：監測參數選擇、通信參數設置、參數信息設置、運行參數設置。

3.2 中心管理系統

中心管理系統是水質在線監測系統的上層控制程序，該系統在運轉過程中，主要利用信息通信基礎以及互聯網平臺，實現各個遠程控制基站能夠快速、精準且高效地傳遞信息，因此該系統是水質在線監測系統的中央指揮區域。

該區域在運行時，主要承擔用戶使用權限的劃分，其中根據水質在線監測系統運轉實際情況詳細分析，最終將用戶分為三個等級，核心控制部門對于監測系統具有全部的功能使用和控制權力，而中層管理對于系統具有控制權力，但是無法隨意刪除關鍵信息與數據，而用戶則只能查詢監測信息和數據。

除此之外，用戶管理功能還需要承擔以下幾個方面的管理內容。

第一，設備故障預警。當監測系統中的遠程測試基站在運行時產生故障時，系統要及時發出預警信息，保證系統能夠及時作出維護預案。第二，數據維護。該功能主要包含數據收集、信息備份、數據清理以及故障數據恢復等基礎功能。第三，數據校準。由于用戶管理系統在運行過程中所產生的數據信息總量極大，一旦產生數據失準則會導致水質檢測結果錯誤，此時應發揮系統中數據校準功能，確保失準的數據通過儀器進行修正。

3.3 遠程監控系統

遠程監控系統在運轉過程中主要以污水處理自動化控制系統作為基礎條件，通過收集污水處理系統中所產生的信息數據，利用網絡傳輸結合PLC自動控制功能，有效完成污水生產和凈化情況的實時監控。

該系統在運行時，主要使用分布式收集模式，不僅彌補傳統自我控制系統運行問題，還將原本分散至各個地區的生產信息系統化收集，并且進行分析和儲存，此時管理部門僅需要通過互聯網平臺就可以完成對廠區、站點的遠程監控以及信息檢索，從根本上解決了各個地區污水處理廠數據流通問題。

除此之外，遠程監控系統的合理使用，還能夠保證企業生產、控制以及管理階層之間的數據傳輸及時、有效、直觀、清晰，使企業信息化前進了一大步，為城鎮污水處理企業的污水處理信息化以及數據化方向發展奠定了堅實的基礎。

4? ? 水質在線監測系統的應用

4.1 應用原則

（1）先進性原則

城鎮污水處理廠水質在線監測系統在實施的過程中，由于水質在線監測系統是影響整個系統運轉的重要因素，為此在方案設計環節上應始終堅持先進性原則，確?；鞠到y在設計方案時，滿足實時在線監測基礎需求，以此作為核心條件提供實時監測數據和信息，所以開展方案設計時，應選擇在線分析設備。目前市場中使用水質分析設備以及自動采樣管理系統能夠有效保證工作結構的穩定性，而使用先進性設備自身具有較短的分析時間和廣泛的監測范圍，能夠有效處理各種復雜水環境的問題。

（2）穩定性原則

水質在線監測系統的穩定性能夠為水質監測提供精準數據，確保主要設備以及行政管理部門可以將所收集的數據，作為信息監管和行政執法的基礎條件，從根本上提升監管執法管理部門的工作質量。為了充分發揮出城鎮污水處理廠水質在線監測系統的基礎作用，該系統不僅需要充分利用先進的分析設備，還需要充分保證系統集成管理效果，利用先進技術手段制造系統集成管理零部件。

4.2 硬件應用

（1）預處理單元

在系統硬件方案設計環節上，應選擇施工現場水資源樣品收集點，保證所選擇樣品在管道和線路中不會產生明顯的物理和化學變化，同時確保所選擇的樣品收集點監測的水質數據具有一定代表性和真實性。硬件設計方案應按照相關技術標準要求，明確水樣收集位置。

除此之外，水樣收集單元主要包含取水泵組件、樣品收集區域以及隔離柵欄等。所以在實際工作過程中，還需要確保樣品收集入口以及水面距離始終處于0.5～1 m范圍內，為此硬件設備安裝過程中需要將隔離柵欄安裝在樣品收集區域內，減少水面漂浮物的影響程度，防止取水泵轉變溫度和溶解氧等基礎參數。為了保證水樣始終處于流動狀態，還應按照專業技術要求配合設備設定取水泵以及管道內徑參數，在硬件方案設計環節上，合理配置自吸泵設備的零部件，保證設備停止運轉時也不會產生水流流失問題，從根本上維護自吸泵設備的運行狀態。

（2）除藻單元

水質在線監測系統的除藻單元主要包含設備計量泵設備以及電動閥門等設備，所以想要優化和改善該單元，需要在取水管道線路以及懸浮物參數管道中建設至少3條支線道路，該道路主要負責除藻工作，并且充分利用PLC控制系統切換電動閥門管道線路。而在除藻過程中，技術人員首先需要在管道內部結構增加專用的殺藻試劑，有效將部分海藻消除，隨后將管道排空，充分利用高壓氣體不斷提升管道的干燥性，有效將海藻類徹底消除。

水質在線監測系統管道清洗方式以及除藻工作普遍具有統一性的完成標準，而在除藻之前充分的管道清洗，能夠有效縮短除藻的時間周期，從根本上節省系統運行經濟成本。

4.3 軟件應用

（1）PLC設計

想要城鎮污水處理廠正常運轉，在系統軟件設計上需要結合工藝要求，積極落實信息監測基站PLC檢查工作，充分結合上位機監控系統的信號，有效控制整個基站硬件設備。除此之外，PLC設計還涉及污水處理廠所有設備運轉數據，通過信息運輸和系統操作之后，向上位置監控系統上傳監測數據，一旦系統電路產生故障，其數據超過標準數值時，PLC可以控制停止設備，此時監控系統發出預警信號。

（2）上位機設計

水質在線監測系統實際安裝過程中，各個基站監測項目和環境參數各不相同，為此系統實際開展方案設計時應合理選擇系統參數，以便監測項目產生明顯波動，上位機能夠及時且有效地解決問題。由于上位機管理系統主要負責施工現場設備以及監測設備的信息通信，并且可以遠程交換監控信息，所以上位機在水質在線監測系統信息通信環節發揮了重要作用與現實意義。除此之外，上位機參數設計界面能夠有效設定上位機標準參數范圍，并且在數據存力中儲存設定數值，利用窗口顯示數據庫中所設定的系統參數[4]。

（3）信息通信設計

信息通信模塊在系統內部結構中有著十分重要的作用，由于信息通信模塊包含的GPS網絡操作技術，能夠實時傳輸監控數據和測量信息，最大程度節省信息傳輸成本，提高傳輸效率。為此實際開展程序設定過程中需要定義信息格式，等待服務器接收信息和數據之后，詳細判斷數據處理格式，如果數據格式與系統不一致，則應利用服務器儲存數據，否則會產生數據丟失問題[5]。

5? ? 結語

綜上所述，在污水處理中應用水質在線監測系統，可以及時掌握水質情況，對于水質存在的問題，及時采取行之有效的措施，有效保護水體不受污染。水質在線監測系統的應用目前還處于發展階段，需要研究人員根據水體的實時變化不斷對系統進行優化，以持續提高水質在線監測系統的監測能力，保證城鎮污水處理正常運轉，有效減少城鎮水資源的污染。

參考文獻

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[2] 沈洋洋.海洋水質在線監測系統中硝酸鹽測量方法比較[J].環境監控與預警，2022，14（2）：53-57.

[3] 徐浩南，劉小敏.淺析水質污染源在線水平衡監測系統組成及其應用[J].廣東化工，2021，48（24）：119-120.

[4] 楊書月，林學敏，林南盛.通過水質監測快速判斷城鎮污水管網破損位置的案例分析[J].清洗世界，2022，38（2）：140-142，147.

[5] 張俊升，李莉，馬方，等.昆明滇池流域W濕地公園2016-2020年水質監測與評價[J].云南化工，2021，48（7）：82-86.