王芳

摘要：水质在线监测系统对于城镇污水处理而言十分重要，水质在线监测系统在城市污水处理中的合理应用，能够有效提升污水处理质量和水资源的利用率，避免城市生活用水受到污染。基于此，本文围绕水质在线监测系统在城镇污水处理中的应用进行探讨。

关键词：水质；在线监测系统；污水处理；水样收集；数据分析

污水处理是城市建设的基础条件之一，其处理效果和质量直接影响城市居民的健康，但城市发展过程中，污水问题仍然十分严峻，怎样高效且安全地开展污水处理仍然是城市首要解决的问题之一，因此要借助于水质在线监测系统，建立完善的水环境保护体系，解决城市污水问题，推动城市水环境可持续发展。

1    水质在线监测系统构成

水质在线监测系统是一种集水样采集设备、水样预处理、水样信息数据收集、水样处理与储存于一体的综合性控制以及远程遥控为一体的在线全自动监测系统，水质在线监测系统能够利用现代化信息通信技术以及现有的信息通信网络结构，将设备测量结果、系统基础运行状态自动传输至中央控制区域，最终完成远程控制和管理。

1.1 水样收集

系统运转过程中，水样收集包含取水泵设备、管道、电力线路以及电力安装结构等部分共同构成，以此保证系统能够自动且连续地与系统同步，有效向系统提供安全、稳定的水样。

1.2 配水单元

水质在线监测系统的配水单元主要包含水样预处理装置、自动清洗装置以及空气压缩装置等辅助设备，以此保证系统的配水单元可以直接向自动监测设备提供监测所需要的水流，实现去除泥沙以及过滤等核心要求[1]。

1.3 数据分析

数据分析系统在运转过程中，主要由一系列制造自动分析以及测量设备共同构成，所以数据分析是水质在线监测系统的核心环节，数据分析系统通常安装在进水泵房后方位置直接与消毒池连接。

1.4 系统控制

水质在线监测系统控制主要包含系统控制区域以及控制软件，有效在排污口施工现场安装GPS信息数据收集设备，并且通过无线网络结构将数据传输至监控中央区域。由于该控制系统获得水质数据主要依靠有线信息通信，以及卫星信息通信等设备，所以系统支持HTTP、POP3等协议，并且系统自身具有远程病症诊断、系统维护以及服务功能[2]。

1.5 信息管理

该系统内部结构中所包含的信息管理功能具有信息接收、信息汇总以及信息统计等功能，能够经过系统分服务器将各个排水端口所产生的水量以及水质随时随地向各个管理政府汇报和发布。

2    水质在线监测系统特点

2.1 稳定性

水质在线监测系统在運转过程中，系统自身具有自我故障诊断、自我修复以及抗击电磁干扰的能力，以及耐高温、耐低温、防尘等优势。

2.2 安全性

水质在线监测系统在运转过程中具有脱离网络系统运转的核心能力，在网络系统产生故障问题时不会丢失数据和信息，因此在数据传输时应充分利用系统的校验和系统加密等措施。

2.3 拓展性

水质在线监测系统在运转过程中，由于系统控制软件一般使用集中管理模式，因此能够更加灵活和便利，其中系统各个应用功能普遍使用模块方案设计模式，确保各个子系统之间可以有效构成一个整体结构，此种系统配置方式十分灵活，不仅能够预留丰富的连接端口还有利于系统的不断扩展[3]。

水质在线监测系统在运转过程中普遍使用GPRS数据和信息传输模式，所以应用范围相对比较广泛，系统运行经济成本较低，能够将所收集到的信息和数据直接传输至信息服务设备中并储存在系统数据库中，从根本上防止由于数据收集产生故障问题造成遗失，从根本上确保数据和信息运转安全性，让水质监测数据和信息始终保持传输的稳定性以及准确性。

除此之外，系统还能将预警信息以及设备故障数据进行分类处理，从而形成操作日志，通过系统所产生的日志可以更加准确地分析数据，技术人员能够更全面地了解水质在线监测系统运转和设备使用状态，以便于系统的日常管理与系统维护。

3    水质在线监测各系统运行

3.1 监测基站管理系统

监测基站管理系统是水质在线监测系统的核心，系统主要包含系统控制、信息查询、参数设定等基础功能。

3.1.1 系统控制

系统控制模块是监测基站管理系统的功能开发模块，该模块主要包含多种运转方式。

第一，非管理模式。系统运转过程中，非管理模式主要指的是用户进入后，只能查看系统的技术操作，而无法控制系统的运行，不能变更参数设置。

第二，管理模式。用户进入管理模式时，可以通过账户和授权密码对系统进行数据调整、参数设置以及系统控制等技术操作。

第三，紧急监测模式。此种监测模式主要依靠人工手动操作，确保系统可以开展周期性测试。

第四，智能测试。启动该监测方式时，系统要根据已经设定完成的启动时间以及频率自动进入信息监测状态。

3.1.2 信息查询

信息查询功能是保证监测基站管理系统监测效果的重要功能之一，该功能能够将基站系统所有的监测参数全部展现，帮助工作人员更全面地了解监测地区水质情况。

3.1.3 参数设定

对系统运行进行详细设置的功能模块包括：监测参数选择、通信参数设置、参数信息设置、运行参数设置。

3.2 中心管理系统

中心管理系统是水质在线监测系统的上层控制程序，该系统在运转过程中，主要利用信息通信基础以及互联网平台，实现各个远程控制基站能够快速、精准且高效地传递信息，因此该系统是水质在线监测系统的中央指挥区域。

该区域在运行时，主要承担用户使用权限的划分，其中根据水质在线监测系统运转实际情况详细分析，最终将用户分为三个等级，核心控制部门对于监测系统具有全部的功能使用和控制权力，而中层管理对于系统具有控制权力，但是无法随意删除关键信息与数据，而用户则只能查询监测信息和数据。

除此之外，用户管理功能还需要承担以下几个方面的管理内容。

第一，设备故障预警。当监测系统中的远程测试基站在运行时产生故障时，系统要及时发出预警信息，保证系统能够及时作出维护预案。第二，数据维护。该功能主要包含数据收集、信息备份、数据清理以及故障数据恢复等基础功能。第三，数据校准。由于用户管理系统在运行过程中所产生的数据信息总量极大，一旦产生数据失准则会导致水质检测结果错误，此时应发挥系统中数据校准功能，确保失准的数据通过仪器进行修正。

3.3 远程监控系统

远程监控系统在运转过程中主要以污水处理自动化控制系统作为基础条件，通过收集污水处理系统中所产生的信息数据，利用网络传输结合PLC自动控制功能，有效完成污水生产和净化情况的实时监控。

该系统在运行时，主要使用分布式收集模式，不仅弥补传统自我控制系统运行问题，还将原本分散至各个地区的生产信息系统化收集，并且进行分析和储存，此时管理部门仅需要通过互联网平台就可以完成对厂区、站点的远程监控以及信息检索，从根本上解决了各个地区污水处理厂数据流通问题。

除此之外，远程监控系统的合理使用，还能够保证企业生产、控制以及管理阶层之间的数据传输及时、有效、直观、清晰，使企业信息化前进了一大步，为城镇污水处理企业的污水处理信息化以及数据化方向发展奠定了坚实的基础。

4    水质在线监测系统的应用

4.1 应用原则

（1）先进性原则

城镇污水处理厂水质在线监测系统在实施的过程中，由于水质在线监测系统是影响整个系统运转的重要因素，为此在方案设计环节上应始终坚持先进性原则，确保基站系统在设计方案时，满足实时在线监测基础需求，以此作为核心条件提供实时监测数据和信息，所以开展方案设计时，应选择在线分析设备。目前市场中使用水质分析设备以及自动采样管理系统能够有效保证工作结构的稳定性，而使用先进性设备自身具有较短的分析时间和广泛的监测范围，能够有效处理各种复杂水环境的问题。

（2）稳定性原则

水质在线监测系统的稳定性能够为水质监测提供精准数据，确保主要设备以及行政管理部门可以将所收集的数据，作为信息监管和行政执法的基础条件，从根本上提升监管执法管理部门的工作质量。为了充分发挥出城镇污水处理厂水质在线监测系统的基础作用，该系统不仅需要充分利用先进的分析设备，还需要充分保证系统集成管理效果，利用先进技术手段制造系统集成管理零部件。

4.2 硬件应用

（1）预处理单元

在系统硬件方案设计环节上，应选择施工现场水资源样品收集点，保证所选择样品在管道和线路中不会产生明显的物理和化学变化，同时确保所选择的样品收集点监测的水质数据具有一定代表性和真实性。硬件设计方案应按照相关技术标准要求，明确水样收集位置。

除此之外，水样收集单元主要包含取水泵组件、样品收集区域以及隔离栅栏等。所以在实际工作过程中，还需要确保样品收集入口以及水面距离始终处于0.5～1 m范围内，为此硬件设备安装过程中需要将隔离栅栏安装在样品收集区域内，减少水面漂浮物的影响程度，防止取水泵转变温度和溶解氧等基础参数。为了保证水样始终处于流动状态，还应按照专业技术要求配合设备设定取水泵以及管道内径参数，在硬件方案设计环节上，合理配置自吸泵设备的零部件，保证设备停止运转时也不会产生水流流失问题，从根本上维护自吸泵设备的运行状态。

（2）除藻单元

水质在线监测系统的除藻单元主要包含设备计量泵设备以及电动阀门等设备，所以想要优化和改善该单元，需要在取水管道线路以及悬浮物参数管道中建设至少3条支线道路，该道路主要负责除藻工作，并且充分利用PLC控制系统切换电动阀门管道线路。而在除藻过程中，技术人员首先需要在管道内部结构增加专用的杀藻试剂，有效将部分海藻消除，随后将管道排空，充分利用高压气体不断提升管道的干燥性，有效将海藻类彻底消除。

水质在线监测系统管道清洗方式以及除藻工作普遍具有统一性的完成标准，而在除藻之前充分的管道清洗，能够有效缩短除藻的时间周期，从根本上节省系统运行经济成本。

4.3 软件应用

（1）PLC设计

想要城镇污水处理厂正常运转，在系统软件设计上需要结合工艺要求，积极落实信息监测基站PLC检查工作，充分结合上位机监控系统的信号，有效控制整个基站硬件设备。除此之外，PLC设计还涉及污水处理厂所有设备运转数据，通过信息运输和系统操作之后，向上位置监控系统上传监测数据，一旦系统电路产生故障，其数据超过标准数值时，PLC可以控制停止设备，此时监控系统发出预警信号。

（2）上位机设计

水质在线监测系统实际安装过程中，各个基站监测项目和环境参数各不相同，为此系统实际开展方案设计时应合理选择系统参数，以便监测项目产生明显波动，上位机能够及时且有效地解决问题。由于上位机管理系统主要负责施工现场设备以及监测设备的信息通信，并且可以远程交换监控信息，所以上位机在水质在线监测系统信息通信环节发挥了重要作用与现实意义。除此之外，上位机参数设计界面能够有效设定上位机标准参数范围，并且在数据存力中储存设定数值，利用窗口显示数据库中所设定的系统参数[4]。

（3）信息通信设计

信息通信模块在系统内部结构中有着十分重要的作用，由于信息通信模块包含的GPS网络操作技术，能够实时传输监控数据和测量信息，最大程度节省信息传输成本，提高传输效率。为此实际开展程序设定过程中需要定义信息格式，等待服务器接收信息和数据之后，详细判断数据处理格式，如果数据格式与系统不一致，则应利用服务器储存数据，否则会产生数据丢失问题[5]。

5    结语

綜上所述，在污水处理中应用水质在线监测系统，可以及时掌握水质情况，对于水质存在的问题，及时采取行之有效的措施，有效保护水体不受污染。水质在线监测系统的应用目前还处于发展阶段，需要研究人员根据水体的实时变化不断对系统进行优化，以持续提高水质在线监测系统的监测能力，保证城镇污水处理正常运转，有效减少城镇水资源的污染。

参考文献

[1] 雷勇，陈宫，张文成.基于回归预测的在线水质监测系统[J].计算机时代，2022（5）：52-55.

[2] 沈洋洋.海洋水质在线监测系统中硝酸盐测量方法比较[J].环境监控与预警，2022，14（2）：53-57.

[3] 徐浩南，刘小敏.浅析水质污染源在线水平衡监测系统组成及其应用[J].广东化工，2021，48（24）：119-120.

[4] 杨书月，林学敏，林南盛.通过水质监测快速判断城镇污水管网破损位置的案例分析[J].清洗世界，2022，38（2）：140-142，147.

[5] 张俊升，李莉，马方，等.昆明滇池流域W湿地公园2016-2020年水质监测与评价[J].云南化工，2021，48（7）：82-86.