摘要：在原水输送的重要环节，建立水质在线监测系统，以及通过人工水质化验，及时掌握原水水质的变化情况。鉴于此，本文对原水输送过程中水质在线监测分析和预警系统的应用进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：原水输送；水质在线监测；预警系统
一、基本架构
水质在线监测系统主要由分析设备、取水采样设备、配水设备、控制设备、防雷设备几部分构成。其中，进行水质监测的主体是仪表分析设备。这一部分主要有进行酸碱度分析的PH分析仪、进行电导率测定的电导分析仪、COD分析仪以及进行水体中微量元素分析的总磷分析仪等组成。而取水采样设备则是将水样进行采集然后分配给各个分析仪器进行分析、在该系统中，系统所有的泵的阀门以及一些辅助性的设备全部由PLC进行总体控制，在各个分析仪器的接口处还会设置一些数据采集装置，实现对水体监测数据的采集和处理。
二、水质在线监测仪器分析
仪器是水质自动监测的关键，在监测中需要全面对仪器的方法、量程以及品牌进行综合考虑，按照相应的国家标准选择质量较好，监测结果误差小的设备仪器。如果水质情况比较复杂，受到污染比较严重的水质，在进行水质监测时最好是利用不同的仪器对水质进行加标回收试验，从中分析哪一种仪器受到外界的干扰小，根据水体的具体情况选择合适的水质监测仪器。
1、溶解氧
溶解氧仪主要用于确保原水输送过程中是否有充足的溶解氧，以维持微生物的活性。采用HACH公司的Polymetron9582溶解氧分析仪。溶解氧仪基于克拉克（Clark）电池原理。探头的透氧膜将水样（原水）与电极隔离开，因此不需要对水样进行调节。其它还原性或氧化性离子，由于不能穿过透气膜，因此不会对测量产生干扰。在两个电极上，施加恒定电压，保持每个电极的电位恒定。金质工作电极（阴极）会将水样中的溶解氧还原成氢氧根离子：，氧化反应发生在大的银电极（阳极）表面：。以上氧化还原反应后，会产生扩散电流，电流大小与溶氧浓度成正比。通过测得的电流大小转化为水样中的溶解氧浓度，从而在屏幕上显示出来溶解氧浓度的数值。
2、多参数水质在线自动监测系统
该系统能同时测量溶解氧、水温、浊度、氨氮、电导、pH、高锰酸盐指数、总磷、总氮，共九个水质指标。各通道之间相互独立，无切换开关，互不干扰。采用光电检测系统进行信号采集，具有精度高、稳定性好、具备空气清洗、使用寿命长等特点。在软件操作上可以设有自动设置量程标定、模拟输出、历史数据存储等功能，操作简便、实用、易掌握。多参数水质在线自动监测系统位于临江泵站的某取水口，对水源的原水水质情况进行实时监测，客观记录水质状况，进行水质数据的保存，分析水质的长期变化情况，及时发现水质异常变化，以从源头保障水质安全、应对突发性污染事件，自然灾害、恐怖事件对水质安全带来的危害，为水源临江取水口的随时启用提供水质数据的决策依据。
3、氨氮分析仪
氨氮分析仪采用E+H公司的StamolysCA71AM一体式光度分析系统，用于连续监控原水输送过程介质中的氨氮含量。其测量原理：采样泵将部分经预处理后的水样（原水）滤液传送至混合容器中，试剂泵中加入特定比例的反应试剂，试剂同水样发生反应后，试剂显示出某种特性颜色。反应变色后的水样会吸收特定波长的发射光，吸光度大小和水样的氨氮浓度成比例关系。水样对发射光的吸光度大小由光度计来测量。同时，还外加一束参比光，得到不同于测量信号的参比信号，以修正、补偿由浊度、污染和LED光源老化而产生的误差，可以有效保证测量结果的准确性。
有机氮化合物经化学分解后，可生成氨盐。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆原水的PH值升高后，氨盐转变成有毒的氨气，打破系统的化学平衡。正常情况下，原水中不含氨气。原水中的氨含量增高，表示其已经被废水或垃圾污染。因此，氨水和氨盐是水质监测领域中的一个重要项目。
4、浊度仪
浊度仪的核心部件是浊度传感器（选用型号CUS31）。其工作原理是90度角散射光原理来测量原水水样的浊度值，测量频率在近红外光范围以内（880nm），符合ISO7027/EN27027，确保浊度测量在标准化的，可比较的条件下进行。红外光变送器的励磁辐射以一定的发射角发射至介质（原水水样），介质中的微粒产生散射并以一定的发射角发射至散射光接收器。介质中的测量值随着参考接收器的值而不断调整。同时，数字过滤功能具有干扰信号抑制和传感器自监测功能，确保测量稳定性。此浊度传感器除了测量浊度外，还可检测（原水）温度。
三、预处理采样系统的应用
1、悬浮物较多的样品清洗
对于含有悬浮物较多的样品，一般要进行一定时间的沉淀处理。因此要设置专门的沉淀装置。现阶段采用较多的是沉沙过滤装置。这种装置具有体积小、效果好的优点。同时对于沉淀下去的悬浮物还可以自动排出，极大的降低了人工投入。此外，在沉沙装置的底部进水，水流方向是自下而上的，因此具有一定的离心作用，可以有效的提高水中泥沙的下沉速度，提高悬浮物的清洗效果。
2、配水系统的清洗
针对多种参数的测量以及沉淀池等水体预处理装置的设置，在新型预处理采样系统中可以对气、水自动清洗功能进行设置。通过PLC控制系统来实现清洗效果的提高。
四、人工化验与在线监测的对比分析
浊度、氨氮和高锰酸盐指数三项指标是水质监测中最常规的水质指标，为进一步检验在线水质仪器所测量的数据的准确性，除了常规的清洗和仪器维护外，还需人工化验来校验仪器测量数据的准确性。除了在线仪器的水质监测外，化验室需要人工对原水19项常规项目的水质化验，其项目是浑浊度、色度、pH、氯化物、亚硝酸盐氮、铁、锰、总碱度、导电率、总硬度、暂时硬度、永久硬度、氨氮、细菌总数、总大肠菌群、溶解氧、污染指数、嗅和味、肉眼可见物。同时具备其它重要指标的化验，如铁、锰、粪大肠菌群。其他指标如：BOD5、NH3-N、总磷、总氮、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群、硫酸盐、铁、锰等，由专业部门水质中心的实验室定期进行化验。以上化验获得的水质数据录入进水质报表系统，通过数据的积累，可以分析一段时间内某项水质项目的变化情况。此外，着重对有毒有害物质的监测，加强生物预警，做好对生态鱼缸每半小时一次的观察，除了根据公司的检测要求对氰化物和砷等有毒有害项目每天一次例行检测外，如发现生态鱼缸出现异常立刻进行氰化物和砷的化验。
五、建立水质突发事件预警
依托WebAccess软件平台建立水质数据异常的报警功能，当某项数据超出设定的范围时，会发出报警警报，运行人员需要确认后，报警方可解除。当水质在线监测分析与预警系统监测到原水水样的监测值超出正常范围时，系统发出报警，提醒水质发生异样，启动水质突发事件预警机制。水质主管立即指派化验人员前往取样点取得原水水样，利用水质化验中心的强大监测分析能力，将受污染的水样送到实验室做进一步的监测分析，通过专业的水样监测仪器最终确认污染物的种类、化学式、污染程度，以及毒性大小等，在确认水质的具体情况后，汇报上级主管部门。
结束语
通过人工化验与在线监测的对比分析，水质监测分析和预警系统能够及时准确地反映当前原水的水质情况，监测数据真实可靠，系统运行稳定。24小时不间断连续监测，一旦发生原水水质恶化或遭遇污染，监测系统将在第一时间报警，为运行人员和水质管理人员采取措施提供有效依据。同时，结合对各项水质指标的实验室人工化验，可以在发生水污染时及时掌控原水水质状况，做到及时发现异常、有效防范、及时解决突发水污染事故。
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论文作者:王军
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/25
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