饮用水水质全流程在线水质监测方案

饮用水水质全流程在线水质监测方案

施正纯

（美国HACH 公司，北京，100004）

摘要：饮用水水质安全是一个从供水水源地，到水厂，再到输配管网，直至用户水龙头的系统工程。对各个环节的水质参数进行快速、精确、连续的全流程在线监测，是提高工艺运行管理水平，应对应急突发事故，节能降耗，最终为饮用水水质安全提供保障的不可或缺的手段。介绍了饮用水从水源地到管网水质全流程中各个环节的水质在线分析的目的、意义、功能，及仪表的配置建议。

关键词：饮用水水质安全 全流程水质分析 在线水质监测 配置方案

1前言

饮用水安全是现代化城市可持续发展的重要基础条件，优质、安全的饮用水的可靠

供给是建设健康社会并促使经济发展的基础。 饮用水的水质问题已经成为制约经济进

一步发展和影响社会稳定的一个重要因素。

短期内无法彻底改善的原水水质污染，层出不穷的饮水安全突发事件，传统工艺及

老化的设施，薄弱的饮用水水质监测能力，日益严格的供水水质要求和标准，使中国供水行业面临前所未有的挑战。水厂净水工艺及管网的改造和水质监测能力的建设已经成

为中国饮用水行业刻不容缓的任务和方向。

2全流程在线水质分析

饮用水水质安全是一个从供水水源地，到自来水厂，再到输配管网，直至用户水龙头的系统工程，每一个环节都是环环相接，相互影响的。对各个环节的水质参数进行监测，是提高工艺运行管理水平，应对应急突发事故，节能降耗，最终为饮用水水质安全

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提供保障的不可或缺的手段。而在线分析以其对相应水质参数进行快速、精确、连续分析的能力及特点，越来越得到广泛的重视和应用。

（1）全流程在线水质分析的目的及意义

水源地监测：

及时了解原水水质变化情况，并以此调整水厂工艺运行参数，在有突发事件时提供预警，以启动突发事件应急反应机制；

水厂工艺过程监测：

通过对各工艺关键水质参数的连续监控，控制调整工艺参数，在保证处理效果的同

时，节能降耗，以达到最佳的运行管理水平。并可以依靠积累的数据，为发现工艺中存

在的问题或隐患提供分析基础；

管网监测：

为安全供水提供最终的监测屏障，并可以提供突发事件预警。同时还可以以积累的

数据为基础，分析管网中水的安全稳定性状况。

2.1 水源地及进厂水监测

为了维护水厂的运行，提高和保证供水水质，城市供水厂的地表饮用水水源必须符

合现行的国家标准《生活饮用水水质标准》和《地表水环境质量标准》中关于水源水的规定。应结合各地区的水源水质特点，进行水质监测。

城镇供水企业应根据国家环保部颁布的《水质自动分析仪技术要求》规定，以及现

在中国饮用水水源的水质特点，应该对常规五参数pH 、电导率、浊度、溶解氧、温度及铁/锰、氨氮、总磷、总氮、CODMn 或TOC 等参数进行在线监测。如水源地有盐潮影响的可能，需配置海水浓度分析仪（氯离子）；如水源地为湖泊、水库等有藻类污染风险的，需配置蓝绿藻/叶绿素分析仪。

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2.2 预处理工艺监测

对于常规水处理工艺难以去除的污染物：氨氮、藻类、溶解性微量有机污染物、消毒副产物的前体物，需要在常规工艺前，增加预处理工艺。预处理的目的主要是去除常规处理所难以去除的污染物，或者是改变这些污染物的性质，使其能够通过后续处理得到有效的去处。

对预处理工艺的在线水质监测重点是：

（1）对氨氮及CODMn 或TOC 、 UV254进行监测，监测生物预处理工艺对氨氮及有机污染物的去处效果；

（2） 对有曝气工艺的生物预处理工艺，应进行溶解氧监测，监控生物处理工况，精

确控制曝气量。在此应用中，建议采用荧光法溶解氧分析仪，以避免由于膜头

污染造成的测量数据的衰减；

（3） 对化学氧化预处理进行化学药品投加的剂量监测，精确控制化学品投加量。

建议配置的在线仪表：

氨氮及CODMn 或TOC 、 UV254分析仪； 溶解氧分析仪； pH 计；温度计； 浊度仪； 余氯/总氯，二氧化氯或臭氧分析仪，考虑到仪表响应速度的要求，建议采用电极法的

分析仪。

2.3 混凝沉淀工艺监测

混凝沉淀工艺包括：投药、混合、絮凝及沉淀四个过程。功能是通过投加混凝剂和助凝剂，使水中的污染物胶体颗粒失去稳定性，然后脱稳的胶体颗粒在絮凝池中因相互碰撞而结合，最后生成有一定大小、密度和强度的絮凝体（俗称“矾花”），可以在沉淀和后续过滤工艺段中去除。

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混凝沉淀工艺段在线监测的重点及最主要目的是：

（1）通过对混合池进水浊度，pH 及流量作为混凝剂投加的前馈控制参数，沉淀池前水中悬浮颗粒或絮凝体形态作为混凝剂投加的中间控制参数，沉淀池出水的浊度作为反

馈控制参数，对混凝剂及助凝剂的投加量进行控制，并监控混凝沉淀运行效果；

（2） 通过对水中影响混凝沉淀效果的重要指标pH 及碱度的在线监测，调节pH 或碱度值，以达到最佳混凝效果的目的；

（3） 通过污泥浓度/泥水界面的监测，控制优化排泥周期，保证沉淀池/澄清池稳定的运行效果。

建议配置的在线仪表：

浊度仪，由于在此工艺过程中水中悬浮颗粒较多，建议采用探头浸入式的浊度仪；

流动电流（SCD ）；絮凝体成像仪； pH 计；碱度计； 污泥浓度/泥水界面仪。

2.4 污泥处理工艺监测

自来水厂的污水和污泥主要来源于沉淀池的氢氧化物沉淀、石灰软化和除铁除锰工

艺中的沉淀污泥，以及滤池冲洗水，主要是无机污泥，其悬浮物浓度已经大大超过国家标准，若直接排入自然水体，将对环境造成一定程度的污染。

随着国家一系列水资源保护法律法规的颁布实行，水厂排出的生产废水对环境所造

成的污染日益引起社会的关注，越来越多的水厂已经将废水进行回用或在排放前加以适当的处理。

污泥处理工艺段在线监测的主要目的是：

通过对液位、污泥浓度、泥水界面及悬浮固体的测量，控制排泥池、污泥浓缩池及污泥调节池的自动排泥、上清液排放等工艺过程。

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