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摘 要：在我国，水污染问题仍然是工业行业发展的一大难题，因此，有效落实污水处理，具有必要性。近年来，污水处理行业蓬勃发展，为了发展污水治理行业，就必须依靠现代信息化技术建立污水在线监测系统。污水在线监测系统通过综合利用传感、通信、计算机等电气自动化技术实现对污水的在线监控管理。部分发达国家早在十年前就已建立了自己的环境监测系统，我国在这方面的起步较晚，存在较大的发展空间。下面将对污水处理中的在线监测系统进行解析，可供参阅。
关键词：污水;在线监测;设备;电气自动化
1电气自动化技术的概述
电气自动化指在生产过程、设备中，借助电气设备完成自动控制的技术。通过应用该技术，能实现对人力的节省。围绕电气自动化技术，其在20世纪60年代发展十分迅速。在我国，该技术在污水处理中的应用以20世纪90年代作为开端。该技术包括电力、电子等多个方面，涉及内容广泛。在工业生产中，该技术应用已经普遍化，前景广阔。以生产角度出发，该技术具有较高的要求，除专业硬件、软件涉及外，还需要结合相应的地区以及行业，配合相关电子技术。
2污水监测参数
废水成分复杂，处理期间，人们需要关注BOD、pH、COD、溶解氧、电导率、浊度等参数，它们直接决定废水处理是否能达到国家相关排放标准并影响后续处理过程。目前废水处理要关注氮、磷、有机物和重金属含量。另外，人们要考虑表面活性剂、内分泌干扰物、杀虫剂、无机物、其他工业有机物（PAH、芳香胺）、微生物指标（病原体）等新因素。目前，新型污染指标的监测越来越受到关注。
3电气自动化设计
3.1污水在线监测自动化系统组成
围绕污水在线监测系统，其组成部件包括数据采集、传输装置以及信息管理装置、辅助监测装置。借助在线监测装置，污水参数实现了与操作中心的有效连接，并进一步向电脑管理系统中传输，为工作人员监控污水参数提供便利。在相关污水监测装置中，上位机软件管理系统属于控制中心，其主要功能为数据、设备使用以及数据储存情况的查询。结合污水处理，需要涉及大量参数的采集，因此，要求系统采集装置应充分满足不同参数采集需求。
3.2软件传感器在污水处理中的应用
软件传感器在污水处理中也有应用，可用于在线估计无法测量的变量、模型参数或克服测量延迟。软件传感器的开发主要是为了监测生物过程，因为生物反应器的控制系统设计并不简单，原因是模型不确定、缺乏可靠的在线传感器、系统的非线性和时变性或过程的缓慢响应。软件传感器通过数学模型将系统的理论知识与测量系统的实际工作结合起来，如果系统上的输入是已知的（并满足理论条件），该模型是真实系统的充分近似，人们可以利用软件传感器估计系统的整体状态。开发软件传感器有两种方法，一是根据确定性模型估计所需的参数，二是仅根据观测值来估计黑箱法。现有的主要技术有：用一个整体化学反应来表示底物对细胞质量的生物守恒，然后利用化学计量关系计算各种速率，如细胞质量浓度。前一种方法假定完全了解系统，依赖测量质量，严重影响在线估计的准确性，因此应采用一种良好的噪声过滤算法（如卡尔曼滤波或导数）来提高估计值的可靠性。
4污水在线监测系统工作
4.1 污水在线监测工作流程
在污水排放现场，借助水质检测仪，选择污水管网入口处，进行污水取样，完成实时采集，建立在有效分析基础上，实现对水样信息的获取。同时，应用现场传输终端，进行水样传输。针对水样信息，主要以网络传输形式，最终到达污水处理监控中心。结合监测点数据，由上位机软件负责分类处理。以水样污染程度作为参考，实现对不同入口中成本的计算。当出现严重污染水质时，上位机将会起到自动报警功能，确保严重污染水质能够得到合理的处理工艺处理。与此同时，由传感器完成数据收集，上位机软件在读取后，予以整理以及存储工作，使其最终以日表、月表的形式呈现。在相关污水端口检测传感器中。借助上位机软件，监控中心将会发出指令，完成相关参数的设置，进一步实现远程控制。
4.2 PLC控制过程
PLC控制系统控制污水管道和采样管道上的电磁阀打开，并关闭清水管道和排水口上的电磁阀，污水池内的污水在采样泵的抽取下经过污水管道、采样管道进入储存池中。在储存池注满后，关闭污水管道的电磁阀，打开储存池与监测池之间采样管道的电磁阀，由于监测池的容积小于储存池，地势低于储存池，污水经过采样管道缓慢注满监测池，在监测池内形成一个稳定的、类似于污水池内的液体环境，并由安装在监测池内的在线监测设备进行数据采集，最后通过电缆将采集得到的数据传输到PLC控制系统进行整合分析。完成整个工作过程后，打开排水口处的电磁阀，将储存池和监测池内的污水排出。
5在线监测系统注意事项
5.1抽样与现场测量
污水在线监测具体包括两个步骤，结合实际情况，可完成其中一项程序的选择。首先，可借助抽样、实验室分析，按照经典程序，完成相应的处理步骤。包括调理、储存、运输以及预处理等，与此同时，还可以应用现场测量，借助在线测量系统，除选择测试套件外，还可以选择现场便携式设备。考虑到在线监测系统的实用性，这两种方法通常结合使用。这两种程序的测量目的并不相同，如果只采用经典程序，没有在线监测，人们难以做好处理过程的有关控制，这两种程序可被认为是大多数应用程序的补充。
5.2样品保护
应注意做好对样品老化的控制，避免在取样完成后，出现废水成分不稳定的情况。建立在物化、生物转化影响的基础上，在完成采样后，将会处于低温状态，造成样品老化控制难度加剧。当样品老化属于物理化学老化时，在聚集现象以及吸附现象中，表面活性剂具有重要作用。受到低温状态影响，吸附生物将会出现一定的降解作用，在城市原水中，将会出现组成方面的变化，这种变化的出现与废水性质密切相关。在整个取样分析过程中，相关物质将会从开始的溶解态向胶体固相中转变。针对金属化合物，将会增加其出现吸附络合释放的可能性，造成降解，最终形成有机物的副产物，導致现场监测工作难以开展。
5.3在线监测系统应用的问题
近年来，污水在线监测设备在我国城市污水处理厂得到广泛应用，以保证污水监测数据的实时性。但是，这些设备大多没有与上级监管部门联网，以至于监测到的数据不能及时反馈到上级监管部门，不利于生态环境部门实时掌握辖区污水处理企业的污水处理情况。目前，我国污水处理厂安装的污水在线监测系统参差不齐。污水在线监测系统大多安装在工业污水处理企业的末端，参数采集方面以化学需氧量为主，其他参数的采集不够。污水在线监测系统尚属于新型技术，相关规范标准欠缺，需要工作人员在实际工作中摸索出相关使用规范，以推动我国环保产业发展，进而实现绿色发展。
6结语
总之，近年来，以城市污水处理展开研究，污水在线监测设备的应用较为广泛。针对污水处理企业，应高度重视电气自动化技术的应用，通过对相关污水参数的在线监测，可进一步完成相关数据分析，为污水处理奠定基础。但是，污水在线监测设备的自动化应用呈现多学科交叉的特性，人们需要继续开展研究，以实现电气自动化技术在污水处理中的广泛应用。
参考文献：
[1]韦丹.水质在线监测系统在污水处理中的应用[J].中国资源综合利用，2020，38（5）：178-180.
[2]关伟坤.污水在线监测设备中电气自动化的应用[J].中国资源综合利用，2019，37（7）：188-190.
[3]姚丰.浅析机械设备自动化在污水处理工程中的应用[J].科学与信息化，2019（31）：31，36.
（重庆高新区生态环境局，重庆400000）
关键词：污水;在线监测;设备;电气自动化
1电气自动化技术的概述
电气自动化指在生产过程、设备中，借助电气设备完成自动控制的技术。通过应用该技术，能实现对人力的节省。围绕电气自动化技术，其在20世纪60年代发展十分迅速。在我国，该技术在污水处理中的应用以20世纪90年代作为开端。该技术包括电力、电子等多个方面，涉及内容广泛。在工业生产中，该技术应用已经普遍化，前景广阔。以生产角度出发，该技术具有较高的要求，除专业硬件、软件涉及外，还需要结合相应的地区以及行业，配合相关电子技术。
2污水监测参数
废水成分复杂，处理期间，人们需要关注BOD、pH、COD、溶解氧、电导率、浊度等参数，它们直接决定废水处理是否能达到国家相关排放标准并影响后续处理过程。目前废水处理要关注氮、磷、有机物和重金属含量。另外，人们要考虑表面活性剂、内分泌干扰物、杀虫剂、无机物、其他工业有机物（PAH、芳香胺）、微生物指标（病原体）等新因素。目前，新型污染指标的监测越来越受到关注。
3电气自动化设计
3.1污水在线监测自动化系统组成
围绕污水在线监测系统，其组成部件包括数据采集、传输装置以及信息管理装置、辅助监测装置。借助在线监测装置，污水参数实现了与操作中心的有效连接，并进一步向电脑管理系统中传输，为工作人员监控污水参数提供便利。在相关污水监测装置中，上位机软件管理系统属于控制中心，其主要功能为数据、设备使用以及数据储存情况的查询。结合污水处理，需要涉及大量参数的采集，因此，要求系统采集装置应充分满足不同参数采集需求。
3.2软件传感器在污水处理中的应用
软件传感器在污水处理中也有应用，可用于在线估计无法测量的变量、模型参数或克服测量延迟。软件传感器的开发主要是为了监测生物过程，因为生物反应器的控制系统设计并不简单，原因是模型不确定、缺乏可靠的在线传感器、系统的非线性和时变性或过程的缓慢响应。软件传感器通过数学模型将系统的理论知识与测量系统的实际工作结合起来，如果系统上的输入是已知的（并满足理论条件），该模型是真实系统的充分近似，人们可以利用软件传感器估计系统的整体状态。开发软件传感器有两种方法，一是根据确定性模型估计所需的参数，二是仅根据观测值来估计黑箱法。现有的主要技术有：用一个整体化学反应来表示底物对细胞质量的生物守恒，然后利用化学计量关系计算各种速率，如细胞质量浓度。前一种方法假定完全了解系统，依赖测量质量，严重影响在线估计的准确性，因此应采用一种良好的噪声过滤算法（如卡尔曼滤波或导数）来提高估计值的可靠性。
4污水在线监测系统工作
4.1 污水在线监测工作流程
在污水排放现场，借助水质检测仪，选择污水管网入口处，进行污水取样，完成实时采集，建立在有效分析基础上，实现对水样信息的获取。同时，应用现场传输终端，进行水样传输。针对水样信息，主要以网络传输形式，最终到达污水处理监控中心。结合监测点数据，由上位机软件负责分类处理。以水样污染程度作为参考，实现对不同入口中成本的计算。当出现严重污染水质时，上位机将会起到自动报警功能，确保严重污染水质能够得到合理的处理工艺处理。与此同时，由传感器完成数据收集，上位机软件在读取后，予以整理以及存储工作，使其最终以日表、月表的形式呈现。在相关污水端口检测传感器中。借助上位机软件，监控中心将会发出指令，完成相关参数的设置，进一步实现远程控制。
4.2 PLC控制过程
PLC控制系统控制污水管道和采样管道上的电磁阀打开，并关闭清水管道和排水口上的电磁阀，污水池内的污水在采样泵的抽取下经过污水管道、采样管道进入储存池中。在储存池注满后，关闭污水管道的电磁阀，打开储存池与监测池之间采样管道的电磁阀，由于监测池的容积小于储存池，地势低于储存池，污水经过采样管道缓慢注满监测池，在监测池内形成一个稳定的、类似于污水池内的液体环境，并由安装在监测池内的在线监测设备进行数据采集，最后通过电缆将采集得到的数据传输到PLC控制系统进行整合分析。完成整个工作过程后，打开排水口处的电磁阀，将储存池和监测池内的污水排出。
5在线监测系统注意事项
5.1抽样与现场测量
污水在线监测具体包括两个步骤，结合实际情况，可完成其中一项程序的选择。首先，可借助抽样、实验室分析，按照经典程序，完成相应的处理步骤。包括调理、储存、运输以及预处理等，与此同时，还可以应用现场测量，借助在线测量系统，除选择测试套件外，还可以选择现场便携式设备。考虑到在线监测系统的实用性，这两种方法通常结合使用。这两种程序的测量目的并不相同，如果只采用经典程序，没有在线监测，人们难以做好处理过程的有关控制，这两种程序可被认为是大多数应用程序的补充。
5.2样品保护
应注意做好对样品老化的控制，避免在取样完成后，出现废水成分不稳定的情况。建立在物化、生物转化影响的基础上，在完成采样后，将会处于低温状态，造成样品老化控制难度加剧。当样品老化属于物理化学老化时，在聚集现象以及吸附现象中，表面活性剂具有重要作用。受到低温状态影响，吸附生物将会出现一定的降解作用，在城市原水中，将会出现组成方面的变化，这种变化的出现与废水性质密切相关。在整个取样分析过程中，相关物质将会从开始的溶解态向胶体固相中转变。针对金属化合物，将会增加其出现吸附络合释放的可能性，造成降解，最终形成有机物的副产物，導致现场监测工作难以开展。
5.3在线监测系统应用的问题
近年来，污水在线监测设备在我国城市污水处理厂得到广泛应用，以保证污水监测数据的实时性。但是，这些设备大多没有与上级监管部门联网，以至于监测到的数据不能及时反馈到上级监管部门，不利于生态环境部门实时掌握辖区污水处理企业的污水处理情况。目前，我国污水处理厂安装的污水在线监测系统参差不齐。污水在线监测系统大多安装在工业污水处理企业的末端，参数采集方面以化学需氧量为主，其他参数的采集不够。污水在线监测系统尚属于新型技术，相关规范标准欠缺，需要工作人员在实际工作中摸索出相关使用规范，以推动我国环保产业发展，进而实现绿色发展。
6结语
总之，近年来，以城市污水处理展开研究，污水在线监测设备的应用较为广泛。针对污水处理企业，应高度重视电气自动化技术的应用，通过对相关污水参数的在线监测，可进一步完成相关数据分析，为污水处理奠定基础。但是，污水在线监测设备的自动化应用呈现多学科交叉的特性，人们需要继续开展研究，以实现电气自动化技术在污水处理中的广泛应用。
参考文献：
[1]韦丹.水质在线监测系统在污水处理中的应用[J].中国资源综合利用，2020，38（5）：178-180.
[2]关伟坤.污水在线监测设备中电气自动化的应用[J].中国资源综合利用，2019，37（7）：188-190.
[3]姚丰.浅析机械设备自动化在污水处理工程中的应用[J].科学与信息化，2019（31）：31，36.
（重庆高新区生态环境局，重庆400000）