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在线水质监测系统的应用研究

2021-11-07祖文华

科技信息·学术版 2021年22期
关键词:在线监测

摘要:随着生活饮用水水质标准的提升,给水生产中传统的人工检测方法已不能满足水质监测的需求,建立具有自动在线监测、快速统计分析、及时报警、科学预测等优势的水质在线监测体系是新形势下水质监测系统的必然选择。

关键词:在线 水质分析 监测

生活饮用水标准不断修订提升,从GB5749-1985的35项,到GB5749-2006的106项,检测项目及限值更加科学严谨,为保证出水水质符合标准,制水厂工艺不断改进,检测过程点随之增加:从单一检测出厂水,增加到出厂水+原水+过程水(常规)检测。目前,净水厂深度处理工艺逐步推广,检测点过程水除常规工艺,增加深度处理检测、排放水检测,监测覆盖水处理全过程。伴随监测点不断增加,水质分析检测方式也从单一人工检测为主、逐渐到在线水质检测为辅(浊度、余氯、pH),发展至目前在线水质检测+人工检测相结合方式。

一、在线水质仪表管理目标

随着自动化技术在水厂运行管理中的大量应用,在线水质分析仪表作为自动化技术的感知层,它的作用也变得越来越重要。结合原水水质特点和制水生产工艺,在线仪表从布局配置、安装验收、运行管理、人才梯队建设等多方面考虑,建立一整套规章制度及管理流程,将水质在线仪表有效应用到从制水生产到城市管网的每个环节,起到提高水质风险预警能力、提高水质数据统计分析应用能力、代替人工检测提高监测效率等效果,对提高供水水质、保障水质安全方面起到积极的作用。同时,对于优化制水厂处理工艺、提升处理效率、节能降耗提供高效水质参数支持,为建设智慧水务打下坚实基础。

二、在线水质仪表特性

在线水质分析仪表通过实时、现场操作,实现从水样采集到数据输出的快速分析;具有自动诊断、自动校准、自动清洗、故障报警等功能,在保证分析结果准确度的同时,实现无人值守自动运行,检测更加快速、连续、实时、准确、稳定。在线水质分析仪表输出数据作为水质考核依据、指导高效生产。

传感器及芯片技术的发展,在线仪表的精密度在提高,安装环境的要求也在提高,调试工作随着在线仪表功能的增强而变得复杂化,所以当进行在线仪表选型时及安装调试时,需进行全方位的思考,既要满足测量目的的要求,又要合理的进行成本控制,在精度、稳定性、运维成本以及建设成本中寻找平衡点,从而保证水厂可以即安全又经济的生产运行。

三、在线水质仪表在饮用水中的应用

1、原水监测

原水监测以水源污染防控为主。以中部某城市供水现状为例,水源地为两个中型水库,按照两个不同水源地特性,依托原水水质污染数据积累,来应对湖库型水源富营养化,搭建“大参数预防、小参数预警”实时响应的运行模式。在原水泵站、进厂原水安装水质在线仪表,对浑浊度、pH、COD、溶解氧、电导率等11项指标进行监测,所有监测结果均接入制水厂中控系统,实现声光超限报警。在线检测系统的应用,对于季节性或原水突发状况,实时预警,可有效指导制水工艺调整。

2、过程水监测

为了有效监测各工艺段水质,水质在线仪表在制水厂沉淀池出口、滤后水、清水库等监测点安装使用,实时对各工艺段水质进行监测,监测指标以浊度、余氯为主。实时监测数据均接入制水厂中控系统,水厂根据实时监测结果对工艺运行参数进行调整,以保证制水生产系统安全可靠运行,同时优化工艺流程,精确控制净水剂的投加量,降低人工检测频次,达到经济运行的目的。

3、出厂水监测

按照《城镇供水水质在线监测技术规范》要求,大型供水公司基本完成出厂水水质在线仪表配置。不同地区供水单位结合自身需求和实际,在水厂出水监测点安装浊度、pH、余氯、锰在水质在线分析仪表,实时监测和数据输出。水质管控部门可导出监测数据,并按照本单位水质管控制度、水质分级标准对监测结果进行统计、分析和考核;对超标数据进行分级报警,并以短信形式推送报警信息至相关管理人员。出厂水在线仪表的配置对水质情况掌控和水质风险预测起到积极地作用,有效保障出厂水水质安全。

4、管网水监测

管网在线监测体系以保障用户水质安全为主。一般选择在不同水厂供水交汇处、加压泵站进水、出水管线、管网末梢、重点用户、集中居民区等设置线监测点,建立管网在线水质监测网络。供水管网监测点在线水质分析项目主要为浊度、余氯和pH,在线仪表监测频率至少24次/小时。大量管网水质数据积累,构造管网水质评价及预测体系。在应对可能存在的水质问题时,管网水质报警分级推送,实时触发,可高效指导供水公司水质安全工作,降低水质安全发生风险。

四、在线水质仪表精细化管理

为保障水质在线仪表的有效稳定运行,提供科学准确、实时完整的数据,需要做好水质在线仪表的合理应用,提高精细化的管理水平。

1、仪表管理人才梯队建设

仪表运行管理人才配置是保障监测设备有效运行的决定性因素,关系到供水公司对水质管控工作的把控。随着现代水务技术的飞速发展与自动检测技术的日新月异,某供水公司采用“1+n”的仪表管理人才配置,“1”即一个科室,成立专门的仪表设备科,引进优秀人才,主抓在线监测系统的运用与管理以及在线监测技术的提升,做好管理与技术服务,包括仪表管理制度体系的建立、有效管理措施的制定和落实、在线监测技术的研究等;“n”就是仪表现场管理人员,主要负责在线监测系统的使用和运维管理,具备扎实的理论功底与过硬的专业技能,保障仪表有效连续运行,并降低备品备件损耗、延长仪表使用寿命,从而提高自动监测的稳定性,降低生产成本。

2、建立并完善管理制度和技术规范

根据国家及行业标准、规范要求,结合实际,制定符合本单位实际的水質在线仪表管理办法,并编制水质在线仪表操作规程,以规范仪表布局配置、采购、安装验收、运行维护、新增、报废与更新等工作的开展,为在线仪表设备的精细化管理提供制度保障。同时,应制定水质在线仪表安装及性能指标验收规范,对新装仪表安装、验收流程、相关性能指标验证、验收记录及存档工作等提出标准和要求,强化仪表安装验收管理工作,保障仪表有效运行。

3、水质数据信息化管理

积极推进仪表信息化管理进程,推动供水调度系统中水质管理板块的建设,所有仪表数据可接入厂部中控或供水公司调度系统,实现出厂水、管网水质报警、信息推送等功能,以便及时发现、预警和处置,将水质异常的影响减少到最低。在线仪表信息化管控,可实现数据统计查询、报表生成等功能提升工作效率,提高科学化管理水平。

4、優化在线仪表布局

供水公司可按照水质在线仪表管理要求,结合各水厂工艺设计和实际情况配置出厂水仪表安装数量,执行“一用一备”和“一厂一策”原则,规范管理。日常运行时主仪表与备用仪表进行数据比对,以保证在线数据准确性。水质考核时,一些水司是采用主仪表监测数据,当主仪表故障时立即启用备用仪表,以保证出厂水在线监测的全面性和连续性,强化水质分级管控,实现水质安全全面提升。在线监测点优化,从出厂水管道走向、管径大小、用户类型、供水区域划分等方向,与人工监测点相结合,实现大范围、全覆盖、抓重点的目的,优化管网在线监测布局,保障管网水质安全;

5、加强水质在线仪表日常运行管理

根据水质在线仪表管理办法对水质在线仪表进行管理。编制在线分析仪表台账,以实现仪表状态标识化管理。建立仪表日常巡检、比对校准、清洗维护等工作流程标准化指导手册,监督维保单位对仪表运行维护工作;对在线仪表数据进行统计分析;定期对出厂水、管网水在线仪表进行校验,对监测数据进行分级考核;编制在线水质监控运行报告,通过对数据的分析寻找水质管控中的薄弱环节,不断提高管理水平。

6、提升水质在线仪表运维技术水平

规范水质在线仪表的使用、维护与管理,应培养专业的仪表维护技能人才,定期举办水质在线分析仪表运维相关技术交流会,搭建知识技能信息交流平台,促进解决在线仪表使用、维护及管理中发现问题的时效性,从而提高在线仪表管理水平。运维管理人员从被动的解决仪表故障转化为主动预防故障发生,有效的发挥在线仪表提前预判水质、实时监控水质的作用。

引进专业的在线仪表维保队伍,通过其对仪表运行及通讯传输出现的问题更加准确的判断分析、充足的备品备件以及与仪表管理部门的更加及时的沟通反馈,提高管网水水质在线仪表运维工作的效率及品质,保证管网水水质在线仪表的有效运行,完好率更上一个台阶。

五、结束语

随着生活饮用水水质标准的提升,供水公司对水质安全加大管控,提出水质分级考核,以提升水质质量,促进水厂现场管理水平。给水生产中传统的人工检测方法已不能满足水质监测的需求,建立具有自动在线监测、快速统计分析、及时报警、科学预测等优势的水质在线监测体系是新形势下水质监测系统的必然选择。在线水质仪表在饮用水中的被大量应用,其实时准确监测输出水质参数、为保障水质安全建立一道坚实屏障。

参考文献:

[1]《城镇供水水质在线检测技术标准》CJJ/T271-2017

[2]孙丽华,李佳佳.浅析水质监测数据的应用及发展[J].净水技术,2018,(z1).31-33.doi:10 15890/j.cnki.jsjs.2018.s1.007

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[4]郑毅,廖静,周尊隆,南方某市供水管网水质在线监测管理系统的建立,中国给水排水2007(07),44-47

[5]于习文,胡刚雨,王军等.水质在线监测系统研究,信息技术与信息化,2021(01).107-110,doi:10.3969/j.issn.1672-9528. 2021.01.031

作者简介:祖文华 :女,1972.11出生,汉族,山东郯城人,大学本科,给排水工程师,主要从事给水水质监测、水质安全管控研究。

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