污水处理厂水质在线监测数据的可靠性与应用研究 3页

污水处理厂水质在线监测数据的可靠性与应用研究何丽(银川市城市用水管理处，宁夏银川750001)摘要：近些年来水质在线监测这个系统被人们广泛的应用在了污水处理厂中，而污水处理厂通过应用此项系统可以得到可靠的在线监测数据。本论文把我市某污水厂的水质在线监测系统当成重点研究对象，应用实验对比的方法和数据统计原理重点对实验结果进行了重点分析，同时对监测数据所具有的可靠性进行了探究。通过实验对比以及对结果的分析．发现可以利用水质监测数据的可靠性来监督和指导污水厂的运行。关键词：污水处理厂；水质在线监测；可靠性；应用研究水质在线监测这个系统就是结合了众多分析指标的仪器，由数据采样、数据分析、数据统计和数据传输等众多部分所构成的系统，进而使在线监测得以实现。其中数据是否准确关系着水质监测能不能实现实时监测，所以，笔者对某一污水厂中应用的监测系统进行了研究，对监测数据的可靠性进行了重点分析，具体如下。1采样和研究的方法笔者将实验对比作为重点的研究方法，也就是针对同一水样分别应用在线监测与手工监测这两种方法进行相应测试，并对数据统计原理进行有效应用，以此来分析试验结果“，。对比实验包括CON、NH，～N两项监测，实验步骤包括对仪器性能的监测与对比实际水样的实验。本文针对我市某污水厂所使用的监测系统实施了实验对比，其中所应用的水样为污水厂的进水水样和出水水样。收集和处理水样的方法：在线监测仪器和手工实验采用相同的水样，该实验主要应用安恒公司AH～YC一01型采样器进行采样。样品的测定以及采样的频率：所有的监测项目都应用瞬时采样，要对进水和出水的水样每天采集一次，将其用作于分析实验对比。在此过程中需要收集到30天的监测数据，即30对进水与出水的数据。2测试仪器的性能2．1仪器性能的监测原理以及计算方法的介绍2．1．I简述零点漂移对零空白的溶液进行应用，一直测定24小时，并计算出测定值当中前3个值的平均值，将其当作初期的零值，在以后计算当中当作单个测定值。而零点漂移就是初期零值与测定值差的最大值再除以量程所得到的。2．1．2简述量程漂移在将要进行零点漂移之前和零点漂移之后，应用80％浓度的标准溶液分别进行三次测量。对这几次测定结果的平均值进行计算，记作X，然后与标准溶液的具体浓度做差，得出结果再与量程和零点位移的乘积做差，最后计算他们的绝对值，用绝对值去除以量程，所得到的结果就是量程漂移12，。2．1．3简述重现性应用和实际水样浓度相类似的溶液进行6次测定，计算其平均值，再减去溶液浓度，最后应用结果的绝对值来除以溶液浓度，这样获得的结果就是应用重现性测量所产生的误差。2．1．4简述直线性对与实际水样有着类似浓度的溶液进行测定6次测定，计算出这些数值的平均值与溶液浓度间的差，然后应用此差的绝对值与仪器的实际测量量程做商，此商就是应用直线性测量所产生的误差”1。2．2在线仪器测试的结果污水厂的进出水口COD、NH，～N在线仪器性能测试，其结．果具体如表l和表2。表1对污水厂中进水口处的在线仪器性能监测％项目零点漂移溯量量程漂移测量重现性测量直线性测量合格的检测的合格检测的合格的检测的合格的检测的的标标准结果标准结果标准结果准COD≤5O．42≤52．35≤52．50≤100．80NH，一≤100．25≤102．O≤IO0．O≤100．ON表2对此污水厂中出水口处的性能测试％项目零点漂移溯量量程漂移测量重现性溯量直线性测量合格的检测的合格的检测的合格的检测的合格的检测的标准结果标准结果标准结果标准结果COD≤2O．50≤2O．38≤50．30≤20．20NH、一≤100．10≤100．24≤102．00≤10O．50N如表1和表2所示，污水处理厂在进出H处的COD、NH，～N在线监测仪器指标性能良好，与实验测试的要求完全符合㈣。2．3监测项目、方法和使用仪器。表3监测项目l监测方法CODNH，一NI实验室监测方法重铬酸钾法纳氏试剂比色法210I似_l虿醒2016年3月\nTU一1900型紫外分光光仪器重铬酸钾法度计北京普析通用公司在线监测方法重铬酸钾法纳氏试剂比色法化学需氧量分析仪氯氮分析仪仪表AmtaxTMCompactAmtaxTMCompact(美国(美国哈希)哈希)3实验结果3．1对实验结果的介绍在线监测和实验室监测的结果如图1一图4。J●oE＼，一o、一Q图1两种方法对进水COD监测结果图2两种方法对出水COD监测结果日期图3两种方法对进水NHa～N监测结果图4两种方法对出水NH3一N监测结果3．2对结果进行分析3．2．1具体的分析方法其一，相对误差分析：RE(％)=二L!x100％‘。巧在上式中髫．为在线仪器所测定的值；z，为实验室测定的值。其二，对显著性检验和相关性进行分析：在检测两组有关数据时有很多的监测方法，譬如：总体均值检验方法、方差分析方法、正态监测方法与回归分析方法等，对样品所具有的特性进行分析，然后选择与其相适应的方法。其中也有很多监测成对数据的方法，本论文应用的方法较为常见，即一元线性回归以及总体均值差监测来分析实验结果。3．2．2比较试验结果实验结果的比较如表3。表3分析实验的对比结果监潮的有关项目进口COD出口COD进口NIII—N出口NIIl—N产生的误差(％)0．852．584．482．79显著性表现的差异无差异有关系数0．98870．97140．95280．9731有关性有关性较高4结语对以上实验所得出的结果进行分析，得出此污水处理厂当中的水质在线监测系统监测出来的有关数据有着非常高的可靠性，完全可以将其作为污水厂监督和指导运行的数据来使用。参考文献：[1】赵立杰，袁德成，柴天佑等．基于多分类概率极限学习机的污水处理过程操作工况识别叨．化工学报，2012，63(10)：3173-3182．【2】黄道平，邱禹，刘乙奇等．面向污水处理的数据驱动故障(下转第213页)2016年3月化J彳磅I211一IlJ．oE一、一z。。工z一^一一．_1．oE一＼一zl，工z—c1\n烟气排放流量的测量：对于大管径气体流量的连续测量，一直以来就是测量的难点，特别是火电厂烟气的排放，在经过烟气脱硫以后的烟道直管段长度很难满足流量计的安装要求。CEMS集成商推荐的测量方法有：皮托管法、热平衡法、超声波法等。前两者测量的是烟道内的一点或数点的烟气流速，后者测量的是烟道内斜截面某一线的烟气平均流速。由于烟气截面各点流速并不稳定，所以如果以以上的测量方法测得的流速乘上烟道截面得出的流量值，则流量误差很大，必须用速度场系数修正。速度场系数需要由参比方法测定断面烟气平均流速和同时间区间流速连续测量系统测定断面某一固定点或测温线上的烟气平均流速按固定的公式计算得出，其系数的精确性直接影响测量结果的精确。2．4数据采集子系统(DAS)数据采集子系统(以下简称DAS系统)负责收集CEMS各监测量的实时数据，并对数据作存储、计算、分析、显示、报警、统计、报表、通讯等处理。因此，DAS系统是CEMS的核心组成部分之一。DAS系统包括的软、硬件有：工控机、打印机、数据采集模块、通讯接口模块、UPS电源、组态软件等。现场的各种传感器和分析仪表测得的数据送到DAS系统后，将进行数据的转换处理，然后存储在数据库中。报表系统根据数据库中的数据形成烟气排放情况的日报表、月报表和年报表和曲线图表。通讯接口模块可以将CEMS系统与网络相连，需要监视该监测点的实时排放值和CEMS的运行情况的单位可以通过授权得到监测数据。3配置CEMS的要点CEMS系统作为精密的烟气分析系统，不但价格昂贵，投入正常运行后维护保养费用也很大。如果系统得不到很好的维护，那系统将很难正常运行甚至会瘫痪。因此，配置CEMS应遵循以下一些原则：3．1符合国家环保规范对于CEMS配制要求的标准。所配置的系统必须是通过国家环保局鉴定的产品，否则安装后很难通过环保部门验收。3．2子系统按工程实际需要配置，留有扩展余地。CEMS分为多个模块化的子系统，应该按照工程实际需求配置。如DAS系统，作为环保监测用的CEMS就必须配备，以完成数据报表、联网等功能；而如果作为脱硫系统效率监测用的CEMS，则不需要配置DAS系统，所有信号进入脱硫控制系统即可。但是为适应发展需要，系统必须留有足够的扩展余地，特别在烟道上，应预留将来可能要增Dni9I,I点的接ISl。3．2结合工程特点选择合适的测量方法。对于CEMS来说，并不是越贵的产品就越好，应该根据每个工程特点，特别是排放烟气的温度、压力、湿度、浊度等以及烟道的安装条件来选择合适的测量方法。3．4分析小屋应能保持一定的温、湿度且有良好的接地系统，以保证分析系统的正常运行。分析小屋与测点的距离越近越好，一可以减少取样管线的长度，二可以减少系统反应时间。特别是FGD进出口的CEMS，有条件的话，分析小屋可以由系统厂家一起设计和供货。参考文献：[1】《火电厂烟气排放连续监测技术规范》(HJ厂I'75—2007)．【21《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ厂I'76—2007)．作者简介：钱学森(1978-)．男，汉族．安徽枞阳人．大专学历，工程师．研究方向为烟气排放连续监测系统的应用．(上接第211页)诊断及预测方法综述【J]．华南理工大学学报(自然科学版)，2015103～108．(3)：111～120，129．[4】杨小丽，洪凯，张雷等．活性炭海绵动态膜生物反应器用[3】许玉格，曹涛，罗飞等．基于相关向量机的污水处理出水于污水处理提标改造中试研究【J】．土木建筑与环境工程，2014，36水质预测模型[J】．华南理工大学学报(自然科学版)，2014，42(5)：(2)：89-93．2016年3月托J彳珲I213