（污染源连续自动监测系统）2010

水污染连续自动检测系统,一、定义（包括区域监测和点源监测）水质污染自动监测系统(WPMS)是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系。WPMS可分为区域水质监测和污染点源水质监测两种，区域水质监测可尽早发现区域水质的异常变化，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染源并监控污染点源自动监测数据，从而为管理决策提供可靠、实时的监测数据服务。,二、意义：环境中污染物质的分布和浓度随时间、空间、气象条件及污染源排放情况等因素的变化而不断改变的，定点、定时人工采样的测定结果难以确切反应污染物的动态变化和预测发展趋势。为及时获取污染物质的变化信息，正确评价污染现状，研究污染物扩散、迁移和转化规律，必须采用连续自动监测技术。,污染源自动监控管理办法（国家环保总局令第28号）第四条自动监控系统经环境保护部门检查合格并正常运行的，其数据作为环境保护部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的依据，并按照有关规定向社会公开。,污染源自动监控管理办法（国家环保总局令第28号）第十条列入污染源自动监控计划的排污单位，应当按照规定的时限建设、安装自动监控设备及其配套设施，配合自动监控系统的联网。第十一条新建、改建、扩建和技术改造项目应当根据经批准的环境影响评价文件的要求建设、安装自动监控设备及其配套设施，作为环境保护设施的组成部分，与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。,二、水污染连续自动监测系统的组成水污染连续自动监测系统由一个中心站，若干个子站和信息传输系统组成。该系统是在严格的质量控制下连续运行的，无人值守。,计算机（容量大）,无线电台（收发传输信息）,打印、绘图、显示等辅助设备,（1）中心站,其主要功能是：向各子站发送各种工作指令，管理子站的工作，定时收集各子站的监测数据，并进行数据处理和统计检验；打印各种报表，绘制污染分布图；将各种监测数据贮存到磁盘或光盘上，建立数据库，以便随时检索或调用；,当发现污染指数超标时，向有关污染源行政管理部门发出警报，以便采取相应的对策。为保证连续自动监测系统的正常运转，获得准确可靠的监测数据，中心站还设有质量保证机构，负责控制、监督、改进和保证整个系统的运行质量。,（2）子站,采水设备,水质污染监测仪器,水文、气象参数测量仪器,微型计算机、无线电台,其功能是：对设定的水质参数进行连续或间断自动监测，并将测得数据作必要处理；接受中心站的指令；将监测数据做短期贮存，并按中心站的指令，通过无线电传递给中心站。,对水污染连续自动监测系统各子站的布设，首先也要调查研究，收集水文、气象、地质和地貌、污染源分布及污染现状、水体功能、重点水源保护区等基础资料，然后经过综合分析，确定各子站的位置，设置代表性的监测断面和监测点。关于监测断面和监测点的设置原则和方法与前面中介绍的原则和方法基本相同。,三、系统功能1.实现监测自动化水质自动监测仪具有最佳现场使用效果，可以对水质进行自动、连续监测，数据远程自动传输，随时查询所设站点的水质数据。其先进性体现在监控中心可以实时显示现场数据，仪器发生故障或数据传输中断时，报警功能可提醒用户并告知故障原因。,2.实现水污染的预警预报水质自动监测一改过去总在事后才能向有关部门提供水质信息的被动局面，实现了水质发生恶化时仪器自动报警或响应，对流域下游发出水质污染的预警预报，防患未然，充分体现了环保部门污染自动监测监控现代化管理的优越性。并可连续进行跟踪、监测，掌握了污染事件的发生、发展、结束过程，对于防止污染事件的进一步发展起到至关重要的作用。对于污染点源的监控，可以预知企业偷开偷排或恶性污染事故的发生，及时进行通知处理，防止进一步造成更大的区域影响。,3.实现水质信息在线查询和共享水质自动监测系统促进环保部门水环境监测系统计算机联网，改革环境质量和污染源报告的编报，加速全省水环境监测技术向统一化、标准化发展，通过自动监测监控信息管理系统实现水质信息的在线查询、分析、计算、图表显示、打印等，随时实现各单位之间水质信息的互访共享，实现全流域水环境综合评价及统计分析污染点源的污染物排放总量及减排情况，可迅速为领导决策提供科学依据。,四、水污染连续自动监测仪器1、COD监测仪检测方法：重铬酸钾消解-光度测量法重铬酸钾消解-氧化还原滴定法重铬酸钾消解-库仑滴定法在线COD测定仪（UV法）UV计（254nm）氢氧基及臭氧（混和氧化剂）氧化-电化学测量法；安装配备标准必配：COD在线自动监测仪、污水流量计、数据采集传输仪。选配：pH在线监测仪、等比例采样器、视频监控设备等对于排放高氯废水（氯离子浓度在100020000mg/L）的水污染源，不宜使用CODCr水质在线自动监测仪。,从原理上讲，方法重铬酸钾消解-氧化还原滴定法；更接近国标方法，重铬酸钾消解-库仑滴定法也是推荐的统一方法。方法（5）和方法（6）虽然不属于国标或推荐方法，但鉴于其所具有的运行可等特点，在实际应用中，只需将其分析结果与国标方法进行比对试验并进行适当的校正后，即可予以认可。UV计（254nm）用于水质COD，虽然在日本已得到较广泛的应用，但欧美各国尚未应用（未得到行政主管部门的认可），在我国尚需开展相关的研究。,从维护的难易程度上讲，由于消解-氧化还原滴定法、消解-光度法所采用的试剂种类较多，泵管系统较复杂，因此在试剂的更换以及泵管的更换维护方面较烦琐，维护周期比采用电化学原理的仪器要短，维护工作量大。从对环境的影响方面讲，重铬酸钾消解-氧化还原滴定法（或光度法、或库仑滴定法）均有铬、汞的二次污染问题，废液需要特别的处理。而UV计法和电化学法（不包括库仑滴定法）则不存在此类问题。,主要仪器设备,数据采集仪,pH仪,流量计,自动采样仪,COD/TOC监测仪,消防设备,CODCr水质在线自动监测仪,CODCr水质在线自动监测仪测定范围：202000mg/L，可扩充。性能要求：实际水样比对试验80%相对误差值应满足下表要求，其它各项性能指标应满足HBC6-2001要求,仪器设备主要技术指标CODCr水质在线自动监测仪,（1）重铬酸钾消解-光度测量法原理在微机的控制下，将水样与重铬酸钾和浓硫酸混合，加入硫酸银作为催化剂，硫酸汞络合溶液中的氯离子。混合液在165下经过一定时间的回流，水样中的还原性物质与氧化剂发生反应。氧化剂中的六价铬被还原成三价铬，这时混合液的颜色发生变化。通过光电比色把三价铬的增加量转变为电压变化量。通过测量变化了的电压量，并通过曲线查找计算得出COD值。量程：10200，10500，101000，102000，103000，105000mgl测量周期：30min,COD分析流程,在线COD比色分析仪使用注意事项：曲线标准仪器在使用前需要对工作曲线工作曲线进行校准，在使用中也需要定期校准。校准前应先配制不同浓度的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，可根据仪器的需要进行一点校准或多点校准。使用中的COD分析仪应定期校准，一般在3个月或半年校准一次，或仪器每日自动标定，并与手工方法进行实际水样对比，保证工作曲线准确。主要参照说明书和现场水质变化情况来定，对水质变化大的地方，应相应缩短校准周期。,仪器维护COD分析仪在使用中应该严格按照需求定期进行维护，保证仪器长期稳定运行。一般仪器COD分析仪需应定期进行如下维护：a定期添加试剂，添加频次根据单词实际用量、分析频次和试剂容器容量来确定。b定期更换泵管，防止泵管老化而损坏仪器；更换频次约每36个月一次，与分析频次有关，主要参照使用说明书。c定期清洗采样头，防止采样头堵塞而采不上水，一般24周清洗一次，主要根据水质情况而定，水质越差清洗周期越短；,2、TOC监测仪对于TOC、UV吸收水质自动在线监测仪，须具有将TOC数据或UV法检测结果自动换算成CODCr，并显示和输出数据的功能。（对于排放水质不稳定的水污染源，不宜使用TOC自动分析仪或UV吸收水质自动在线监测仪。）,燃烧氧化-红外吸收法自动在线TOC监测仪流程图。,TOC测定仪,等比例采样器,3、氨氮监测仪（比色法、气敏电极法、滴定）纳氏比色法稳定性好、重现性好，试剂储存时间长。目前使用纳氏试剂比色法的氨氮分析仪主要有美国HACH、北京、江苏、湖南等公司的在线氨氮分析仪。适用于生活污水、工业污染源、地表水中氨氮含量的测量。,氨气敏电极法仪器的工作原理将水样导入测量池中，加入氢氧化钠使水样中离子态铵转换为游离态氨，游离态氨透过氨气敏电极的憎水膜进入电极内部缓冲液，改变缓冲液的PH值，仪器通过测量PH值变化即可测量水样中的氨浓度。氨气敏电极法结构简单、试剂用量少、测量范围宽，但电极稳定性差，膜电极容易受污染，对环境温度要求较高。目前采用气敏电极法的氨氮分析仪主要有德国WTW、河北等公司的产品。,滴定法氨氮在线监测仪适于测定氨氮含量高的水样，在测定氨氮浓度低的水样时误差较大，水中的挥发性胺类会使测定结果偏高，且由于使用酸、碱试剂，易造成腐蚀，仪器维护工作量较大。,4、UV（紫外）吸收监测仪UV仪基本原理是根据有机物在紫外处对特征波长有选择性吸收的特性进行测量的，通过测量254nm处水样的吸光度从而计算水中有机物含量的多少。5、电导率监测仪6、pH监测仪7、溶解氧监测仪8、浊度监测仪9、高锰酸盐指数监测仪10、微生物传感器BOD监测仪11、水温监测仪,自动监测设备选型监测设备选型是关系到自动监测系统的可靠性和准确性，自动监测设备的选择原则是质量好、售后服务好、运行成本低和采用标准的分析方法，一般地进口产品有较高好的质量保证，但售后服务不及时，国内产品质量上有所不足，但售后服务一般比进口产品好，所以系统建设时应该综合考虑，充分比选。数据传输方式的选择首先要考虑能否长期可靠运行，其次要考虑安装是否方便、运行成本是否低、传输速度是否够快等，目前GPRS、CDMA、ADSL等传输方式已经比较成熟，可以满足上述需求。,监测数据与运转要求在连续排放情况下，化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪、总磷水质自动分析仪、总有机碳（TOC）水质自动分析仪、紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪和氨氮水质自动分析仪等至少每小时获得一个监测值，每天保证有24个测试数据；pH值、温度和流量至少每10分钟获得一个监测值。间隙排放期间，根据厂家的实际排水时间确定应获得的监测值。,五、质量保证与质量控制制度1、水样采集采样方法分为瞬时采样、周期采样和连续采样三种。采样设备为潜水泵。潜水泵通常安装在采样位置一定深度的水面下，经输水管道将水样输送到自动监测室内的配水槽中。潜水泵的安装方式大体可分为两种，一种为固定式，另一种是浮动式。固定式安装方便，但是采水深度会随水位的涨落而改变，因此在水位变化大的水域中使用时，不能保持恒定的采水深度。浮动式是将水泵安装在浮舟上，因浮舟始终漂浮在水面上，无论水位如何变化，采水深度始终保持不变。,2、监测指标选择监测指标的选择一方面要能满足水环境监测规范的要求，使其所选择的监测指标尽可能反映比较多的水质特征，另一方面要根据国内外市场上是否有可靠的产品而定，保证监测指标测定结果的可靠性。目前区域水质自动监测一般选择水质五参数及COD、氨氮、流量等;污染源一般只监测COD、氨氮、流量等，部分特殊行业还有总磷、色度等。,3、数据传输目前根据自动监测站点的地理位置及经济等情况，多采用ADSL拨号和CDMA或GPRS等无线模式。有线传输稳定，但施工和维护较麻烦，无线方式方便且可多路传输，但费用较高。4、质量保证与质量控制水质自动监测系统具有连续运转的特点，其采水和配水管路的清洗程度、仪器运行状况、试剂与标准溶液的稳定性及分析仪器的基线漂移等都是影响数据质量的重要因素，为了保证测量精度，仪器必须带自动清洗、自动校正以及相应的程序控制装置。日常采取的质量控制措施包括定期校准、质控样检查、比对实验验证、试剂有效性检查及数据审核等方法。同时还必须定期地进行人工对比检查与维护。,（1）操作人员按国家相关规定，经培训考核合格，持证上岗。（2）在线监测仪器应通过检定或校验，在有效使用期内。应具备运行过程中定期自动标定和人工标定功能，以保证在线监测系统监测结果的可靠性和准确性。（3）每周用国家认可的质控样（或按规定方法配制的标准溶液）对自动分析仪进行一次标样溶液核查，质控样（或标准溶液）测定的相对误差不大于标准值的10%，若不符合，应重新绘制校准曲线，并记录结果。,（4）样品的测定值应在校准曲线的浓度范围内。（5）按照国家规定的监测分析方法进行实际水样比对试验，比对试验时，实验室质量控制按照有关规定执行，比对试验实验室监测分析方法详见HJ/T355-2007表2，比对试验相对误差值应满足HJ/T355-2007表1中规定的性能指标要求。（6）样品采集和保存严格执行HJ/T91-2002的有关规定，实施全过程质量控制和质量保证。,六、自动监测站的维护（1）自动监测站要求电力供应稳定，自动监测设备应配备后备电源或太阳能电池板，同时还要有良好的接地，配备防雷工程措施。（2）在缺少恒温条件下，应在室内加装暖气和空调，保证自动监测仪的正常运行。同时还应对室外取水管道采取保暖措施，防止取水管冻裂或堵塞。（3）自动监测站并非长时间内不用管。应当每周巡查一次，检查自来水是否正常，积水槽淤泥等是否冲洗干净等。（4）检查