一种水污染物排放总量的智能化测量方法技术

本发明专利技术公开了一种水污染物排放总量的智能化测量方法，在５分钟至３０分钟的采样周期Δｔ内，按流量Ｑ↓［ｉ］对污水连续、定时自动取样并混合均匀，以２４小时（或４８小时）为分析周期ΔＴ，以污染物在线测量仪表检测污染物浓度如式（Ⅲ），则可计算出该分析周期内污染物排放总量如式（Ⅰ），其中如式（Ⅱ）。本发明专利技术方法能提高采样的实时性和监测结果的科学与准确性；另一方而能减少相关指标的检测次数，有效地降低监测成本。使用本发明专利技术对现有的污染物总量监测系统进行改进，可以解决目前一些企业存在的超标偷排、过量排放以及对企业污染物排污总量计算不科学等问题，有效提高环保监控与执法水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水污染物的测量方法，尤其是特别涉及一种水污染物排放总量的智能 化测量方法。
技术介绍
实施污染排放总量控制是我国环境管理制度的重大转变，是保证实现"九五"期间和 2010年国家跨世纪绿色工程计划目标的需要。污染物排放总量控制以污染物源监测性监测 的结果为依托。随着总量控制工作的实施，污染源监测将由以往的浓度监测向总量监测转 变，这就给监测工作提出了新的要求。污水污染物总量监测为污染物总量控制提供了科学依据，为总量控制目标的分解提供支 持，为总量控制目标的考核、执法工作提供保障。目前我国对于污水污染物总量己采用在 线自动监测的方法，监测系统的组成结构如图1所示。环境监测系统由以下几部分组成 环境监测信息化平台(设置在各级环保部门)、环境信息化监测与管理终端、(排污)现场 数据采集仪以及污染物在线测量仪表等；监测的基本步骤包括现场数据采集仪采集所在排 污点在线测量仪表测得污水排放流量、COD (化学需氧量)、NH3-N (氨氮)等参数，通过无 线或者有线的方式，将数据发送到环境监测信息化平台，计算得到有关污染物总量数据， 再由各个环境信息化监测与管理终端根据相应权限通过信息化平台获取相关数据。鉴于水污染主要物的COD (化学需氧量)、NH3-N (氨氮)在线采集、测量一次通常需要 几分钟到二三十分钟，且需消耗一定的重铬酸钾、硫酸亚铁或酸性高锰酸钾、草酸等氧化、 还原剂及电能(按国标GB 11914-89做一次COD测量，氧化、还原剂及电能直接成本目前 约需人民币7 8元)；因此，目前我国环保行业对企业污水污染物排污总量在线监测普遍 以4 6小时间隔采集排污口污水瞬时样本，由在线COD (化学需氧量)、NH3-N (氨氮)和 pH (酸碱性)等仪器进行测量(4 6小时一次)，再依据这些测量值乘以(该排污口)这段 间隔时间内(由流量仪测得)的污水排放累积流量，计算得到这段间隔时间的C0D、 NH3-N 和pH等参量的排放总量；或者用一个月内采集的全部COD、 NH3-N数据(通常在120 180 个左右)的算术平均值乘以这个月的累积污水流量得出该排污口的COD、 NH3-N月排放总量。因此，目前我国环保行业普遍采用的监测污水COD、 NH3-N等污染物排放总量的方法存 在如下不足1、排污总量的计算方式不科学目前采用的计量方法是由在线COD、 NH3-N等测试仪进行测量(4 6小时一次)，再依据 这些测量值乘以排污口这段间隔时间的污水排放累积流量，计算得到这段时间间隔COD、 NH3-N等参量的排放总量。对于目前的采样方式，污水累积流量与污染物在线测量互相独立， 且采样时间间隔较大(4 6小时)，4 6小时中仅用一次污染物瞬时测量数据代表整个时 间段的平均值参与排污总量计算，若污染物浓度变化较频繁，这种测量方法显然不科学。2、排污企业很容易超标偷排、过量排放而逃避监测由于目前水污染物的COD、 NH3-N在线采集测量耗时长，成本高，每次测量间隔为4 6 小时，排污企业很容易掌握监测采样的规律，这样排污企业利用一次在线测量后的一段时 间进行高污染度污水的排放，环保数据采集仪则不能够监测到。尽管可以在上述系统中采用实时或准实时在线测量仪表，以克服现有监测方法及设备 的缺陷，但是困难不仅是实时或准实时在线测量仪表成本高，而且采用该类仪表，在技术 上必须对现有系统进行更新改造。有鉴于此，本专利技术的目的在于在现有的监测系统的基础 上，提出一种对排污企业的污染物排放及总量的科学有效的测量方法。
技术实现思路
本专利技术能克服现有污染物总量监测方法及装置存在的采样间隔时间长、难以科学准确 地测量污染物排放总量，因而无法有效监测与监管排污企业超排、偷排行为的缺陷，通过 采用科学的采样方法和縮短采样时间间隔， 一方面污水样品能准确反映污水污染物排放的 真实状况，提高采样的实时性和监测结果的科学与准确性；另一方面在保证排污总量监测 准确的前提下，能减少相关指标的检测次数，有效地降低监测成本。使用本专利技术对现有的 污染物总量监测系统进行改进，可以有效提高环保监控与执法水平。本专利技术采用如下技术方案，包括以下步骤1、 通过流量计测量所排污水瞬时流量^f)和累积流量0;2、 连续、定时地对待测污水自动采样，在每一个采样周期A/内，根据累积流量0按比例取得污水样本为A0，其中取样系数^为一常数；所取得的样本在污水存储罐中汇集；3、 以N个采样周期"为一个分析周期Ar, Ar=NA"其中N为48 576的自然数， 经过一个分析周期Ar后，将污水存储罐的污水样本混合均匀，并由污染物在线测量仪表测 定污水样本的平均污染物浓度^，则在该分析周期内，污染物排放总量^-Q*^，其4、排空污水存储罐中的污水样本，重复步骤1至步骤3。本专利技术中，所述的采样周期Af可以设置为5分钟至30分钟范围内的任意时间间隔，比 如5、 10、 15、 20、 25或30分钟。取样系数^可以根据污水流量、污水存储罐体积及数值N选择,其条件是在一个分析周期内，污水存储罐体积大于f; 即可，比如k值为O. 0001、/=i0.0005、 0.001、 0.005、 0. 01或0. 05等。以A7^NA/为分析周期，可以有效地减少污染物 浓度的测定次数，比如分析周期Ar可选择为24小时 48小时等。所述的由污染物在线测量仪表至少应当包括COD测试仪和氨氮测试仪等，以在线测定污 水的平均COD浓度、氨氮浓度等(，)，并据以计算COD及氨氮污染物排放总量^。排污总量的科学计算，理论上应等于所排污水瞬时流量^0乘以被测污染物瞬时浓度c(z)，然后对时间区间(可以为日、月、年等)积分，获得积分时间区间被测污染物排污总量丄"即~ = p(r)，c(0^ 。由于流量计实时性好，而污染物浓度测量仪表实时性相对差，若能减小采样时间间隔，这样得到的排污总量越接近真实值，由于测量时间与测量成本的 限制，污染物浓度测量仪不能频繁地对污水进行测量。本专利技术采用污水存储罐将采样的污水水样存储起来，若设置比例取样系数为^，经过一 段时间后，排污总量为^，罐中的水样总量g:/U^,罐中污水污染物浓度即是该时间段里的企业排出污水的平均污染物浓度^，则污染物排放总量^. =2*^， 一般24小时(或48小时)只需要对污水水样做一次测试即可，与现有的测试方法相比，很大程度上节约了 测试成本。可见本专利技术对排污总量的近似计箅方式科学、合理、误差小，且完全可行，特 别适用于企业污水排污总量的计算。本专利技术所述的方法可以在现有污染物总量监测系统上实现，除环境监测信息化平台和环 境信息化监测与管理终端外，智能化污染物总量监测系统现场监测终端包括环保数据采集 仪、智能化比例取样控制器、流量计、污水样本电控取样器、集成化污水存储罐、GPRS通 信模块、C0D测试仪、氨氮测试仪等，其结构如图2所示。流量计能够对排污管道的流量进 行检测，智能化比例取样控制器控制污水样本电控取样器进行污水的取样，实现对污水按5污水流量大小比例和连续定时(定时间隔时间允许从5分钟至30分钟任意设置)自动取样， 当经过24小时(或48小时)取样后，智能化比例控制器使搅拌电机启动，为保证水样的 特性，搅拌时间不宜过长(约l分钟)，污水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水污染物排放总量的智能化测量方法，包括以下步骤：　　　　１）通过流量计测量所排污水瞬时流量ｑ（ｔ）和累积流量Ｑ↓［ｉ］；　　　　２）连续、定时地对待测污水自动采样，在每一个采样周期Δｔ内，根据累积流量Ｑ↓［ｉ］按比例取得污水样本为ｋＱ↓［ｉ］，其中取样系数ｋ为一常数；所取得的样本在污水存储罐中汇集；　　　　３）以Ｎ个采样周期Δｔ为一个分析周期ΔＴ，ΔＴ＝ＮΔｔ，其中Ｎ为４８～５７６的自然数，经过一个分析周期ΔＴ后，将污水存储罐的污水样本混合均匀，并由污染物在线测量仪表测定污水样本的平均污染物浓度＊，则在该分析周期内，污染物排放总量Ｌ↓［ｊ］＝Ｑ.＊，其中Ｑ＝＊Ｑ↓［ｉ］；　　　　４）排空污水存储罐中的污水样本，重复步骤１至步骤３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕锡武，周杏鹏，孙建荣，孔祥伟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]