《水处理运行与管理》 课件 7任务四 在线监控系统运行与管理

项目七水处理厂（站）电气仪表及自动控制系统运行与管理任务四在线监控系统运行与管理知识点1给水水质监控系统运行与管理主要内容

给水在线监控对象

给水在线监控仪表：溶解氧检测仪、浊度仪、pH计、COD在线检测仪、氨氮分析仪、余氯分析仪给水水质监控系统运行与管理（1）有机物综合指标：包括化学需氧量（COD）、生物化学需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）。（2）固体浓度：悬浮固体浓度（SS）（3）氮和磷：总氮TN、氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐氮、总凯氏氮（TKN）、总磷（4）溶解氧(DO)（5）其他常用指标：主要包括pH、碱度、氧化还原电位、流量、压力以及温度等。一、在线监控对象给水水质监控系统运行与管理1、一般要求：1）有连续检测、运算、校正、温度补偿、现场数字显示、故障诊断等功能。2）仪表外观完整、附件齐全，型号、规格及材质均符合设计规定。3）工作环境温度为-10~+50℃，相对环境湿度≤90%。4）传感器与变送器之间的连接电缆由生产厂商配套供应。5）外壳有永久的标记，正确清楚地刻上或模压上该仪表的编号、型号、名称、主要性能等印记。二、在线监控仪表给水水质监控系统运行与管理2、基本配置：

根据检查对象的不同，在线仪表可分为过程仪表和水质仪表两类。水厂各生产站对在线仪表的需求不同，一般情况下的配置见下表：

生产站配置的仪表1原水泵站原水流量仪、浊度仪、PH仪、温度仪、氨氮仪、溶解氧仪、化学需氧量仪等2加药站SCD仪、药量流量仪、液位仪等3沉淀池液位仪、浊度仪等4滤池气、水流量仪，每格配液位仪或水头损失仪，每组或每格配浊度仪等5清水池、吸水井液位仪等6出水泵站压力仪、流量仪、浊度仪、余氯仪、PH仪、COD仪、氨氮仪等7污泥处理站液位仪、污泥浓度仪等8配电站电压、电流、电能、功率因素仪等水厂可根据各自工艺的特殊情况，增加或减少需要配置的在线仪表。给水水质监控系统运行与管理3、给水处理常用在线仪表简介：1）溶解氧检测仪

测量溶解氧的方法主要有电极法和光学检测法。电极法：溶解氧不断地透过膜渗入腔体，在阴极上还原而产生电流，此电流大约在“nA”级。由于此电流和溶解氧浓度直接成比例的，因此可通过测量这个电流来反应溶氧的含量。给水水质监控系统运行与管理溶解氧电极测定仪安装实例溶解氧电极测定仪给水水质监控系统运行与管理电光学检测法：采用光学检测法的溶解氧在线分析仪由控制器和溶解氧测量探头两部分组成。测量探头最前端的传感器罩上有一层荧光物质，LED光源发出的蓝光照射到荧光物质上，荧光物质被激发，并发出红光；用光电池检测从红光发射到荧光物质回到稳态所需要的时间，这个时间只和蓝光的发射时间以及氧气的多少有关。探头另有一个LED光源，在蓝光发射的同时发射红光，作为蓝光发射时间的参考。传感器周围的氧气越多，荧光物质发射红光的时间就越短。因此，通过测量这个时间，就可以计算出氧的浓度。给水水质监控系统运行与管理光学检测法溶解氧在线分析仪工作原理给水水质监控系统运行与管理2）浊度仪主要的连续测定方法有：透过光测定法、散射光测定法、透过-散射光比较测定法、表面散射测定法等四种。浊度仪表盘浊度仪安装实例给水水质监控系统运行与管理3）pH计主要有指示剂法、氢电极法、氢醌电极法、锑电极法以及玻璃电极法。玻璃电极法是目前应用最为广泛。用于生产过程的常采用表盘式、安全防爆式（石油化工厂测定排水pH值时使用）、防滴式等类型。另外还有与电极夹和显示仪表组合成一体的检测仪器。玻璃电极法：如果有一个玻璃薄膜介于两个具有不同pH的溶液之间，那么横跨这个玻璃薄膜就产生一个电势差，而且此电势差与两个溶液的pH之差成正比。玻璃电极法就是基于这个原理做成的。

给水水质监控系统运行与管理pH计pH计安装实例给水水质监控系统运行与管理4）COD在线检测仪主要利用电化学分析法。COD在线检测仪由试样采集器、试样计量器、氧化剂溶液计量器、氧化反应器、反应终点测定装置、数据显示仪、试验溶液排出装置、清洗装置以及程序控制装置等各部分组成。其核心是氧化反应器和反应终点测点装置两部分。测定原理：在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐作催化剂，经沸腾回流后，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。即根据硫酸亚铁铵溶液用量计算出水样中化学需氧量的量。给水水质监控系统运行与管理5B-5型COD在线检测仪常用的COD在线检测仪：HACHCODmax在线分析仪给水水质监控系统运行与管理5）氨氮分析仪氨氮分析仪主要包括两类，一类是比色法测量包括后发展而来的分光光度法；另一类是电极法测量。HACHAMTAXinter2氨氮在线分析仪的工作原理：在催化剂作用下，铵根离子在PH为12.6的碱性介质中，与次氯酸根离子和水杨酸盐离子反应，生成靛酚化合物，并呈现绿色。在仪器测量范围内，其颜色改变程度和样品中的铵根离子浓度成正比，因此，通过测量颜色变化的程度，可以计算出样品中铵根离子的浓度。给水水质监控系统运行与管理HACHAMTAXinter2氨氮在线分析仪HACHAMTAXinter2氨氮在线分析仪安装实图给水水质监控系统运行与管理6）余氯分析仪

余氯检测仪简单的说就是用于快速检测余氯的仪器，仪器相当于一台小型的分光光度计，水样经与专门的试剂反应后，通过分光光度方法计算出其余氯/总氯值。HACHCL17余氯分析仪：用于测量连续的水样中氯含量的仪表。可以是余氯也可以是总氯，所测的范围为0~5mg/L。缓冲溶液和指示溶液不同选择用于测定游离氯还是总氯。仪表采用DPD比色方法来测量，指示溶液和缓冲溶液导入水样中，根据氯的含量，变成相应的红色，并将测量的值显示在控制面板上。给水水质监控系统运行与管理

分析仪设计成每2.5min间隔就获得分析仪水样，水样引入测量池，测量得出一个空白吸收。水样的空白吸收使得对于浊度和水样的自然颜色进行一个补偿，并提供一个自动的零参考点。这时加入试剂，并逐渐呈现紫红色，随即仪表会对其进行测量并与零参考点进行比较。HACHCL17余氯分析仪给水水质监控系统运行与管理1、监测系统分析曲线的标定：使用前，应对各监测仪器的工作曲线进行标定，在使用中需要进行定期校准。标定的方法：在量程内，用监测仪器测量已知浓度的标准物质，然后将标准物质浓度和电信号作为数据对存储下来，通过测量不同浓度的标准物质，可以得到不同的数据对，这些数据对就可以拟合为一条工作曲线。具体操作方法参照监测仪器使用说明书。三、仪器仪表的使用与维护仪表给水水质监控系统运行与管理2、仪器仪表的使用与维护应注意如下问题：1）使用前必须了解工作原理和技术性能。保持部件完整，清洁。2）贵重精密仪器的电源应安装稳压器。严禁与其他强电设备共地和电源零线相接。接地线电阻应小于4Ω，保证接地可靠。3）接通电源前，先将各种程序设定好。4）水管端头的过滤器应经常清洗，以免堵塞流路。5）被夹紧阀夹紧的胶管应定期检查并加以更换。6）定期检查蓄电池电压是否过低，电解液有无渗出。给水水质监控系统运行与管理3、pH计的使用与维护：1）pH计标定时宜采用与被测溶液pH值接近的标准缓冲溶液去校准。2）玻璃电极使用前宜在蒸馏水中浸泡24h以上，以使其稳定；3）电极的插头切勿受潮和用手触摸，以免降低绝缘性能；4）插入电极前应用干滤纸擦拭；5）球泡内不得有气泡，长期使用后若反应迟滞，指示偏低，系电极衰老，予以更换；6）甘汞电极内应注满饱和氯化钾溶液。给水水质监控系统运行与管理4、浊度仪的使用与维护：1）

建议每周至少清洗一次，视水质情况增加清洗次数。2）

使用棉花或适当加柔和的清洁剂去除绝大多数的沉淀物和污物，不要使用含有磨料的清洗剂。3）定期清洗本体或捕集器。4）每次进行校正之前必须进行浊度仪排液和清洗。5）在重大维护修理后或正常运行中至少每三个月进行复校。6）在初次使用前和每次校正前，浊度仪本体和气泡捕集器必须彻底清洗和冲洗，或使用配套的校正量筒。给水水质监控系统运行与管理自动测定仪常见故障及排除方法故障现象可能原因排除方法指示值不稳空白测定不正常进样管路、稀释水管路有气泡试剂加入量不准，重新加入清洗电极，补充比较电极内部溶液排除气泡、清洗管路指示值负向漂移空白校准未进行草酸钠、高锰酸钾浓度不对进样、试剂量不对电极污染重新进行空白校准重新配制重新进样和称量试剂，并排除管路污染及气泡清洗或更换零点指示异常，负向漂移洗涤水供、排异常进样系统有故障氧化温度不对零点和刻度校准不能进行检查水流路系统检查、排除重新调整加热温度，检查草酸钠、高锰酸钾浓度指示正向漂移各管污染稀释水COD含量高清洗并排除更换低含量的并检查各溶液浓度指示值异常高同“指示值正向漂移”项同“指示值正向漂移”项，并将一起量程改用高档5、COD测定仪（电位滴定法）的使用与维护给水水质监控系统运行与管理自动测定仪的维护系

统项目内容进样系统进水、排水管道试料存储器稀释水、洗涤水容器各计量器各管道有无堵塞、漏水、流量是否正常内部有无污染、漏水水位是否正常，有否污染动作是否正常，内部有否污染试剂系统试剂存储容器试剂计量器试剂流通管道溶液，浓度是否符合要求动作是否正常，有无污染是否堵塞、污染、有无气泡反应系统反应器搅拌器电极排出装置加热槽温度控制加热器有无破裂，污染动作是否正常有无污染，损伤；比较电极内盐桥溶液是否充足动作是否正常内面有无污垢是否控制在设定位置供电电压是否正常，加热丝是否断线测定系统程序控制器滴定器零点校准是否按设定程序工作滴定动作是否正常，设定电压是否正确是否稳定，正确记录系统记录仪走纸是否正常，记录墨水是否流畅，机械部分是否润滑给水水质监控系统运行与管理6、余氯分析仪的使用与维护由于仪器厂家较多，本次以HACHCL17余氯分析仪为例：仪表校准：余氯小于0.5mg/L时，需配制：（1）零余氯水或用原厂配制的硫酸亚铁4mL加入到2L的样水中。（2）3~5mg/L余氯的标准水。将（1）和（2）溶液分别通入仪器中稳定10min，分别输入亮点在CALZERO和CALSTD中；当余氯大于0.5mg/L时，可通过化验室取样分析测出水样的余氯值，再直接在CALSTD菜单中输出化验值即可。注意：因仪表内置默认曲线校正，一般无需零余氯校正；出厂水余氯仪如有偏差，可通过偏移校正进行，滤后水余氯仪不建议校正。给水水质监控系统运行与管理余氯分析仪常见故障及排除方法症状可能的原因排除方法显示器未变亮和泵的马达未运行无运行动力检查电源开关位置、保险和电源线连接显示器未变亮和泵的马达运行供电出现问题更换主要的线路板零读数工作电压不正常确认线路电压在规格要求之内线路电压选择器开关设置不正确检查线路电压选择器开关位置马达电缆未与线路板连接检查马达电缆连接马达有问题替换马达样品从色度计中溢出未加搅拌棒将搅拌棒放入色度计样品未流入仪器检查样品调节和其他样品供给线路样品从色度计中溢出超过一个搅拌棒取走多余的搅拌棒低度数管道阻塞替换管道给水水质监控系统运行与管理小结

学习给水厂需要检测的水质指标，常见在线监控仪表的类型及监测原理。

给水水质监控系统运行与管理谢谢！给水水质监控系统运行与管理

项目七水处理厂（站）电气仪表及自动控制系统运行与管理任务四在线监控系统运行与管理知识点2排水水质监控系统运行与管理主要内容

排水在线监控对象

排水在线监控仪表：氧化还原电位检测、呼吸速率测定、COD自动检测仪、pH计、余氯分析仪、氨氮分析仪、BOD在线检测仪、TOC在线检测仪、污泥界面监测仪排水水质监控系统运行与管理（1）有机物综合指标：包括化学需氧量（COD）、生物化学需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）。（2）固体浓度与沉降性指标：悬浮固体浓度（SS）、污泥浓度（MLSS）、挥发性污泥浓度（MLVSS）、污泥沉降比（SV）、污泥体积指数（SVI）（3）氮和磷：总氮TN、氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐氮、总凯氏氮（TKN）、可溶性正磷酸盐、总磷一、排水在线监测的指标排水水质监控系统运行与管理（4）溶解氧(DO)与呼吸速率(OUR)

（5）其他常用指标：主要包括pH、碱度、氧化还原电位、有机酸、流量、压力以及温度等1、氧化还原电位检测：氧化还原电位是监测与控制废水处理工艺的厌氧和缺氧状态的重要参数。在被检测溶液中放入铂等贵重金属电极和参比电极，测定两电极间的直流电势差，即可测得溶液的氧化还原电势。检测仪器大体上与pH计相同。二、排水在线监测仪器大致可分为两大类：·过程仪表（如检测温度、压力、液位、流量等）；·水质仪表（如检测污泥浓度、pH、溶氧含量、COD、BOD、TOC、TN、TP等）。排水水质监控系统运行与管理2、呼吸速率测定：呼吸速率测量方法按照生物反应器是否密封，可以分为密闭式和开放式。按照被测污泥是否连续流动，可以分为连续式和间歇式。密闭式（左）和开放式（右）呼吸速率测量方法示意图排水水质监控系统运行与管理

国外对呼吸速率测量仪器的研究较早，应用也比较广泛，主要有：RA-1000呼吸速率测量仪、RODTOX呼吸速率测量仪、MSL呼吸速率测量仪、ArthurBench呼吸速率测量仪、Strathkelvin呼吸速率测量仪、MAGTRAK呼吸速率测量仪等等。排水水质监控系统运行与管理3、COD自动检测仪、pH计、余氯分析仪、氨氮分析仪（见本项目任务四给水部分）排水水质监控系统运行与管理4、BOD在线检测仪1)GB法测定BOD:是按照标准稀释法调配试样，使5日后的溶解氧耗量限定在40%~70%以内，然后取出该稀释试样并求得BOD的方法。2)BOD自动测定法:是用电解供氧、曝气的方法。BOD的测定范围广，库仑计的测定范围到1000ppm。检压式库仑计的精度为0.5%，灵敏度为0.2ppm。检压式库仑计：用液体压力计测定耗氧量，由恒定电流电解法供给；根据此时电解所耗的氧量，即可求得BOD。排水水质监控系统运行与管理检压式库仑计的BOD法测定原理排水水质监控系统运行与管理5、TOC在线检测仪总有机碳（TOC）为水中有机物所含碳的总量。测定方法一般有两种：1)

测定出水样中TC和IC后进行差减（TOC=TC-IC）的方法；适用于测定IC比TOC低的水样2)

采用前处理方法出去水样中的IC后测定TC，即为TOC的直接测定法。适用于测定IC含量高的水样.TOC在线检测仪排水水质监控系统运行与管理6、污泥界面的在线测定

测量污泥界面，可以优化排泥控制，减少水的回流，防止泥位过高随水排放以致出水恶化，避免污泥脱氮或分解，提高处理效率。主要介绍以下两种常用的检测仪：排水水质监控系统运行与管理1)HACH牌OptiQuantSLM污泥界面在线检测仪：此检测仪是为污水处理工艺工程中污泥界面的连续检测而设计的在线分析仪。仪器采用超声波测量原理，可以连续不断地测量沉淀池中污泥界面的变化情况。其工作原理见下图OptiQuanSLM污泥界面在线检测仪排水水质监控系统运行与管理OptiQuanSLM污泥界面在线检测仪工作原理图排水水质监控系统运行与管理1)德国Dr.StaigerMohilo公司7210MTS型污泥浓度/界面仪：7210MTS型污泥界面仪是用于测量污泥深度和悬浮固体浓度的理想仪器。该仪器采用了完全一体化的系统：主机、步进电机、控制器、传感器、提升器以及7510SAM-T-S沉入固体浓度传感器一体化。可同时测量污泥界面和固体浓度。7210MTS型污泥界面仪排水水质监控系统运行与管理1、TOC测定仪的使用与维护：1）TOC测定仪的构成：1-真空泵；2-空气过滤器；3-调压阀；4-高温炉；5-低温炉；6-燃烧管；7-净化管；8-吸附筒；9-参比室；10-测量室；11-流量计；12-过滤器；13-切换阀；14-脱水器；15-检测器三、仪器仪表的使用与维护排水水质监控系统运行与管理2）注意事项：①校准仪器时，宜先作TC测定，后作IC测定。样品须摇匀。②进行微量分析时，摇动样品会使空气中CO2溶解进去，故应小心，记录曲线的拖尾现象就是由此所致。在处理数据时，要减去