浅谈水质在线监测的运营管理与维护 - 毕业论文设计

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毕业论文（设计）报告

题目：浅谈水质在线监测的运营管理与维护

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? 缺少典型工程案例及分析，最好能结合顶岗情况引入。 ? 直接复制、粘贴内容不少，建议仔细阅读、润色，修改明显错误。

学 生： 指导教师：

专 业：环境监测与治理 2012年 12月 12日

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目 录

绪论 .......................................................... 4 第一章 氨氮在线监测仪运营管理 ................................... 6

1.1 氨氮的概述： ............................................ 6 1.2 氨氮在线监测仪工作原理和工艺流程 ........................ 6

1.2.1 氨氮在线监测仪工作原理 ............................ 6 1.2.2 氨氮在线监测仪工作流程 ............................ 7 1.2.3 氨氮在线监测仪系统流程 ............................ 7 1.3 日常维护 ................................................ 7

1.3.1 更换试剂及仪器校零 ................................ 7 1.3.2 仪器清洗 .......................................... 8 1.4 NH3 － N 在线监测仪的检查与常见故障处理 ................. 8

1.4.1 在线监测仪的检查 .................................. 8 1.4.2 故障分析和处理 .................................... 9 1.5 结论与建议 ............................................. 10 第二章 COD在线监测仪运营管理问题与对策 ........................ 11

2.1 化学需氧量 ............................................. 11 2.2 COD在线监测的基本原理 ................................. 11 2.3 污水COD 在线监测仪的特点 .............................. 11 2.4 在线自动监测分析方法 ................................... 12 2.5 存在问题 ............................................... 12

2.5.1 当前COD 在线监测技术 ............................ 12 2.5.2 COD 在线监测仪的功能无法正常发挥 ................. 12 2.5.3 废液的二次污染问题 ............................... 13 2.5.4 排污单位运行的积极性不高 ......................... 13 2.6 原因分析 ............................................... 13

2.6.1 在线监测方法与标准分析方法不匹配 ................. 13 2.6.2 实现比对的一致性较为困难 ......................... 13 2.7 对策与措施 ............................................. 14

第三章 TOC在线监测仪的运营与维护 .............................. 16

3.1 TOC的概念 ............................................. 16 3.2 TOC—4100型自动在线监测仪测定污水中总有机碳的基本工作原理 ............................................................. 16

3.3 TOC一4100型测试仪可采用以下两种TOC测定方式： ........ 16

3.3.1 差减法 ........................................... 16 3.3.2 加和法 ........................................... 17 3.4 TOC-4100型测试仪的性能特点 ............................ 17

3.4.1 结构紧凑，维护简单。 ............................. 17 3.4.2 自动化程度高，可靠性和可重复性强。 ............... 18 3.4.3 人机交互功能强。 ................................. 18 3.4.4 测定范围广。 ..................................... 18 3.4.5 具备多种测定模式。 ............................... 18 3.4.6 使用寿命长。 ..................................... 18 3.5 运营维护与管理 ......................................... 19

3.5.1 含酸、碱或盐类的试样的处理 ....................... 19 3.5.2 关于卤素洗涤器的维护保养 ......................... 20 3.6 TOC一4100型测试仪在水质监测中的应用 .................. 20 3.7 结论 ................................................... 21 致 谢 ......................................................... 22 参 考 文 献 .................................................... 23

浅谈水质在线监测的运营管理与维护

摘 要

目前，全国重点污染源已实现在线监测，大部分废水监测也在逐步走向在线监测，因为它可以自动、连续地监测，做到及时掌握水质变化情况，为污染物总量控制、节能减排以及水环境管理提供技术支持，同时节省劳力、物力，监测方便、简单、有效，氨氮、COD、TOC等的测定是废水在线监测中的基本检测因子。但是，在线监测中也存在一些问题，本文从在线监测仪的检测原理、仪器性能、技术指标、管理维护等因素分析了废水在线运行中存在的问题, 就今后在线监测系统运行与管理提出对策与建议。

关键词：在线监测、氨氮、COD、TOC、运营管理与维护

绪论

近年来，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展。根据《2008年全国环境统计公报》，全国地表水质监测断面数9635个，近岸海域监测点位1203个，开展饮用水源地水质监测的城市数1021个。根据2007-2009年《中国环境状况公报》统计显示，全国主要河流、湖泊、重点水利工程地表水国控监控断面，2007年为569个，2008年为571个，2009年为633个。水利部门近年来也开始重视水质监测工作，逐步建立起覆盖全国的水质监测网络体系。水利系统的水质监测工作主要与水文站相结合，对定点流域的水量、水文、水质情况同时进行监控。

根据中国工控网的预计，2010年，地表水质监测仪器的市场规模为5.72亿元。2010 年地表水质在线监测系统的细分市场容量如下：

表一 2010 年地表水质在线监测系统的细分市场容量

目标市场 环保部门 水利部门 自来水厂（水源监测） 市政管网监测 其它生产过程 其它行业 合计 在线监测参数 市场容量（亿元） 1.8 0.6 2.5 0.2 0.5 0.12 5.72 高锰酸钾指数、氨氮、五参数、总磷、总氮、TOC COD，氨氮，TOC、五参数 五参数、氨氮、COD、和叶绿素（便携式） 在线浊度、余氯和压力 浊度、余氯、pH、水位 水温、水位、盐度、波浪等 整体而言，地表水质的在线监测市场仍处于初步启动的阶段，受环保部监测站数量增加和水利部门进一步推动水质监测工作的影响，该市场将快速增长，预计该细分市场会是环境水质在线监测市场增长的亮点。预计2010-2013年间，地表水质在线监测仪器市场的年均增长率约为22.90%，2010-2013年地表水质在线监仪器细分市场容量预计增长如下：

表二 2010-2013年地表水质在线监仪器细分市场容量预计增长

年份 市场容量 2010 57,200 2011 69,814 2012 87,000 2013 106,185 单位：万元

综合污染源及地表水在线监测市场的数据来看，2010年废水污染源在线监测系统细分行业的市场规模为10.68亿元，地表水质在线监测系统细分行业的市场规模为5.72亿元，环境水质在线监测系统行业的总体市场规模达16.40亿元。预计到2013年，废水污染源在线监测系统细分行业的市场规模为22.34亿元，地表水质在线监测系统细分行业的市场规模为10.62亿元，环境水质在线监测系统行业的总体市场规模达32.96亿元。2010年至2013年，环境水质在线监测行业平均增长率为26.19%。

“十二五” 期间，随着环保执法力度的继续增大和配套环境水质在线监测法律法规的相继出台，环境水质在线监测系统的需求将趋于旺盛，中国环境水质在线监测市场将实现快速发展，市场潜力巨大。

第一章 氨氮在线监测仪运营管理

1.1 氨氮的概述：

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。 动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氨。

自然地表水体和地下水体中主要以硝酸盐氮(NO3)为主，以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。

受污染水体的氨氮 叫水合氨，也称非离子氨。

非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相对基本无毒。 国家标准Ⅲ类地面水， 非离子氨的浓度≤0.02毫克升。

氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。

氨氮主要来源于人和动物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5～4.5公斤。

雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。

另外，氨氮还来自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水中。

1.2 氨氮在线监测仪工作原理和工艺流程

1.2.1 氨氮在线监测仪工作原理

TB － A － 2003. 1 型氨氮在线监测仪采用蒸馏滴定法。其原理是，水样经采样泵进入设备缓冲池后，由精密蠕动泵将缓冲池中水样抽取到恒温加热器，再由精密蠕动泵抽取定量的NaOH 碱溶液和蒸馏水输送到恒温器中，然后与水样一起加热到135℃，蒸馏出水样中的氨气，氨气经过冷却后，通过定量硼酸溶液吸收，以甲基红－ 亚甲蓝为指示剂，用H2SO4标准溶液滴定蒸馏出的氨，然后由定波长分光光度计监测滴定终点，经工控机转换，得出水样中NH3 － N 的含量。反应式:NH4+ + OH － = NH3↑ + H2ONH3 + H + = NH4

2NH4+ + SO42 － = ( NH4)2SO4 1.2.2 氨氮在线监测仪工作流程

图1 氨氮在线监测仪工艺流程图

1.2.3 氨氮在线监测仪系统流程

图2 氨氮在线监测仪系统流程图

1.3 日常维护

1.3.1 更换试剂及仪器校零

每两周定期对仪器所用的蒸馏剂、吸收液、滴定剂和蒸馏水等试剂进行添加、更换。由于更换试剂时零点不同，每当更换一批新配的试剂后要进行空白调零，

点击系统调零模式即可实现，用于消除因试剂变换而引起的测量误差。仪器测试样品时，将扣除该空白值，以确保仪器数据的准确性。根据监测频率和各种试剂的消耗量，计算出各种试剂的周耗量见表3。

表3 每周各种试剂的消耗量

消耗品 蒸馏剂1 吸收液1 蒸馏水1 滴定剂1

监测频率 次4小时 次4小时 次4小时 次4小时

消耗量 210mL7d 210mL7d 750mL7d

根据氨氮含量滴定

1.3.2 仪器清洗

每周定期对仪器机箱外壳及试剂瓶位置进行清洗: 用洁净布擦拭仪器机箱外表及药品瓶位置表面，以除去灰尘及污物，使之保持仪器表面清洁、干燥。缓冲池的体积为80mL，因每次采样的量有限，不能完全取完缓冲池里的水样，剩余的水样不能马上排出，可致使缓冲池内结垢，影响采取水样的代表性，故需定期对缓冲池进行清洗。清洗缓冲池时先将池内的水从溢流管放出，把缓冲池取下，用尼龙刷刷洗缓冲池的池内壁后再用自来水冲洗，除去沉积的淤泥、污垢等杂质，清洗结束后再将缓冲池安装复位，最后检查试漏。

1.4 NH3 － N 在线监测仪的检查与常见故障处理

为了确保在线监测仪的正常运行，尽快发现仪器的故障及隐患，维护单位要定期对仪器进行系统和常规检查。发现仪器异常时应及时的排查出故障并进行修复。确保在线监测数据具有准确性和代表性。维护人员采用表单的形式对在线监测仪进行常规检查、系统检查及故障处理。

1.4.1 在线监测仪的检查 1.4.1.1 常规检查

表4 常规检查表

常规检查内容

正常现象 检查频率

试剂是否充足 管路是否有泄漏 室内温度、湿度是否达标 打印纸是否需要更换 数据是否有漏测 试剂充足 无滴漏、无腐蚀现象 温度、湿度在规定范围 打印正常，足够接替下次检查用 规定监测时间数据具备 每天次 每天次 每天次 每天次 每天次 1.4.1.2 系统检查

表5 系统检查表

系统检查内容 采样设备是否存在隐患 蠕动泵是否存在隐患 流量计，超声波感应器是否有污浊、堵塞 消解杯器品是否正常 消解杯无裂痕、固定松紧适度;加热温度正常 其它器件有无损坏 正常 每月次 每月次 正常现象 采样泵运行正常。取样口清洁、无堵塞 运转正常，无停滞现象 清洁不带水珠，无杂物阻挡 检查频率 每月次 每月次 每月次 1.4.2 故障分析和处理 1.4.2.1 开机后无显示

这种情况一般是电源未接通。首先应检查电源连接是否正常，再检查仪器的电源保险管是否完好即可。

1.4.2.2 电磁阀故障

1) 当打开电磁阀时，电磁阀不运行，则是电磁阀损坏，排除方法为更换电磁阀。

2) 当打开电磁阀时，电磁阀运行，相对应的试剂没有被抽起，则是管路堵塞，排除方法为疏通管路。

1.4.2.3 光度计不能调零、测试

1) 检查光度计与工控机连接的RS232 线是否有短路、断路，接头是否插接好。

2) 检查屏幕是否损坏，若已损坏。则更换屏幕。

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