城镇污水处理厂污水监测技术研究

摘要：结合笔者相关工作体会，文章主要对城镇污水处理厂检测技术进行了分析，文中首先阐述了城镇污水处理厂监测的目的意义以及监测内容，随后主要探讨了SIMATIC的监控方案对于污水的科学自动化检测。

关键词：污水处理厂；污水检测技术

中图分类号：U664文献标识码： A

一、城镇污水处理厂监测的目的意义

当前，我过由于经济快速发展和农业科技水平的提高，广大农村劳动力富裕，就迫使剩余的劳动力向城镇密集转移，从事商业、第三产业等工作。城镇人口数量的增加，原有的农村分布式的污染，变成了集中到城镇点源式的污染，造成城镇污染负荷加大，污染物总量加大，环境污染加重，环境问题突出。同时，随着我国城镇化发展战略的有力实施，建设一批环境优美、环境质量达标、公共服务设施完善的现代化城镇是广大居民的迫切需要，也是城镇发展的需要和基础。党的十提出了建设生态文明的伟大目标，这就为开展城镇环境基础设施建设提供了良好的政治氛围。因此，建设城镇污水处理厂等城镇基础设施就成为共识。城镇污水处理厂运行效果怎样，是否达到对整个城镇污水进行有效的处理并且达标排放，需要技术数据来支撑。因此，对城镇污水处理厂进行科学、有效的监测，是保证运行效果良好的技术前提。只有通过定期监测，才能掌握每个时段城镇污水处理厂运行质量、运行效果，才能对产生的问题及时采取有效的措施进行处理，保证城镇污水处理厂稳定运转。

二、城镇污水处理厂监测内容

（一）执行标准：监测采用 GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》进行监测。

（二）监测专案：根据 《城镇污水处理厂污染物排放标准

（GB18918-2002）》要求和污染减排需要以及污水的来源及性质，将监测项目分为基本控制项目和选择控制项目两类。基本控制项目主要包括影响水环境和城镇污水处理厂一般处理工艺可以去除的常规污染物，以及部分一类污染物，共 19 项。选择控制项目包括对环境有较长期影响或毒性较大的污染物，共计 43 项。基本控制项目是必须严格进行监测的。选择控制项目可由地方环境保护行政主管部门根据污水处理厂接纳的工业污染物的类别和水环境质量要求选择性进行监测。其中基本控制项目主要有有化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、悬浮物（SS）、动植物油、石油类、阴离子表面活性剂、总氮（以 N 计）、氨氮（以 N 计）、总磷（以 P 计）、色度（稀释倍数）、pH 、粪大肠菌群数（个 /L）等 12 项。一类污染物主要有总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅等 7 项。选择控件目主要有苯并(a)芘、挥发酚、总氰化物、硫化物、甲醛、苯胺类、总硝基化合物、有机磷农药（以 P 计）等 24 项。

三、取样与监测

（一）监测点位：城镇污水处理厂水质取样在污水处理厂处理工艺进口和末端排放口。在排放口应设污水水量自动计量装置、自动比例采样装置，其中 pH 、水温、COD 等主要水质指标的测定应安装在线监测装置。

（二）监测频次：污水处理厂正常运行期间，出水水质必须保证每季度监测 1 次，有条件的每月监测 1 次，形成连续对比。其中冬季可增加监测频次。进口端可每年监测一次。特殊情况下也要进行临时监测。

（三）监测分析方法

本文仅列出基本控制项目和一类污染物共 19 项的监测方法。其中化学需氧量(COD)采用重铬酸盐法；生化需氧量(BOD)采用稀释与接种法；悬浮物(SS)采用重量法；动植物油采用红外亮度法；石油类采用红外亮度法；阴离子表面活性剂采用亚甲蓝分光亮度法；总氮采用碱性过硫酸钾 - 消解紫外分光亮度法；氨氮采用蒸馏和滴定法；总磷采用钼酸铵分光亮度法；色度采用稀释倍数法；pH 值采用玻璃电极法；粪大肠菌群数采用多管发酵法；总汞采用冷原子吸收分光亮度法或者双硫腙分光亮度法；烷基汞采用气相色谱法；总镉采用原子吸收分光亮度法（螯合萃取法）或者双硫腙分光亮度法；总铬采用高锰酸钾氧化－二苯碳酰二肼分光亮度法；六价铬采用二苯碳酰二肼分光亮度法；总砷采用二乙基二硫代氨基甲酸银分光亮度法；总铅采用原子吸收分光亮度法（螯合萃取法）或者双硫腙分光亮度法等。

四、基于SIMATIC的监控方案

根据城镇污水处理厂工艺流程、厂区布置、生产和管理体制等方面的具体要求，污水处理厂自动化系统大致可由现场测量控制层、集中监视操作层、厂部生产管理层和公司生产调度层组成。

（一）现场测量控制层

该层是污水厂计算机自动化系统的基础，直接完成生产过程中的数据采集、调节控制以及实现回馈控制或顺序控制等功能。其过程输入信息是面向传感器的信号，如模拟量、开关量、电能、时间、脉冲等，其输出是驱动执行机构运行或停止工作。

构成现场测量控制层的装置有PLC、过程检测仪表和机电控制设备等。根据厂区平面布置及工艺流程的特点，该层由污水预处理系统/进水泵房、生物处理系统/配电中心、生物处理系统/鼓风机房、污水消毒纤维过滤系统/出水泵房、污泥处理系统/脱水车间等工段PLC工作站组成。

1、污水预处理系统/进水泵房

该PLC工作站设在厂区进水提升泵房控制室，负责监控污水处理厂的预处理工段。其主要控制对象为粗格栅间的粗格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备，此外，还负责进水水质如pH、SS(浊度测量)等参数的在线检测。

2、生物处理系统/配电中心

该PLC工作站设在全厂的配电中心控制室，负责监控污水生物处理工段。其主要控制对象为生物池的水下搅拌器、水下推进器和曝气设备，污泥回流泵房的污泥回流泵、剩余污泥泵，二沉池的刮吸泥机等设备。此外，其还负责生物池DO、ORP、MLSS；污泥泵房pH、MLSS，配电中心的电气参数如：电流、电压、功率等参数的在线检测。

若污水厂生物池采用鼓风曝气时，在系统中还需增设鼓风机房PLC工作站，设在鼓风机房配电间控制室，负责监控鼓风机及其辅助设备的运行及风量的调节。

3、污水消毒纤维过滤系统/出水泵房

该PLC工作站设在出水泵房控制室。其主要控制对象为出水提升泵、切换井电动阀门、加氯消毒、纤维过滤等设备，此外其还负责出水水质如：余氯、COD、流量等参数的在线检测。

4、污泥处理系统/脱水车间

该PLC工作站设在脱水车间配电间控制室，负责监控污泥处理工段。其主要控制对象为储泥池的搅拌器、电动阀门，脱水车间的进泥泵、脱水机、加药系统等设备。

（二）集中监视操作层

该层设在综合楼或配电中心的中心控制室，由两台工业控制计算机和输入/输出设备等组成。在中心控制室设置大屏幕投影仪，以使值班人员更清晰地监视全厂的生产实况。

行通信交换信息。由以上描述可看出污水厂自动化系统其实是有多个网段组成的一个区域性的局域网。

四、监测中需要注意的事项

（一）为节约成本，保证在合理处理支出下的出水水质能达到排放标准，必须严格限制工业废水进入城镇污水处理厂。确实有必要进入污水厂的，进水 COD 值不宜超过 1500m g/L。据国内经验：COD值在 500m g/L 的污水处理厂，进水主要是生活污水；COD 值在500-1000m g/L 的污水处理厂，进水有相当部分是工业废水，COD 值>1000m g/L 的污水处理厂，大部分进水就是工业废水了。

（二）对于使用好氧法工艺处理污水的污水厂，进水中碳、氮、磷之比以 100∶5∶1 为宜。

（三）原则上水质样品采集位置在处理工艺的末端排放口,必须测定项目有 12 项基本控制项目和 7 项一类污染物, 选测项目应根据进厂污水性质及出厂水用途、排放去向选定。为了解进厂污水性质,以及判定处理工艺的处理效率,还应在处理工艺的始端采集水质样品,测定项目根据需要选定。特殊需要时,还应在处理工艺中段采样、测定。

（四）采样、样品输运、实验室培养和测定分析等等环节和程序，必须严格按照环境监测有关要求进行操作，避免出现错误数据。

（五）对数据及时统计分析，保证监测数据的准确性。

结语：城镇水环境的改善，必须通过有效的截污、治污，才能得到控制，因此，必须建设一系列污水治理工程，而城镇污水处理厂是治理污染、削减 污染物的最有效途径。城镇污水处理是一个迫在眉睫的问题，目前越来越多的受到人们的关注，为人们的生存质量带来更多的绿色和清新。

参考文献

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