城市污水监测与污水运营治理分析.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 24 城市污水监测与污水运营治理分析 熊凤烽 广州市水务科学研究院有限公司，广东 广州 510000 摘要：摘要：我国城市化进程随市场经济的发展，也为我国城市范围内生态环境质量的有效性控制，提供了更为完善的基础引导与帮助。为了更好地顺应新时代社会的基本发展趋势，加强对城市污水处理工作的有效管控，也能减少制约性因素出现的可能性。本文也是在城市污水检测与污水运营治理工作的推进下，为城市生态环境质量的提升发提供了保障。关键词：关键词：城市污水；监测运营；治理 中图分类号：中图分类号：X832 0 引言 近些年，各种工业项目在城市落户，工业项目在发展中严重破坏了水源，同时工业部门应用的废水治理技术不够创新，引发了城市建设和环境污染之间的矛盾，不但破坏了生态环境，也威胁了人类的健康，对城市的可持续发展产生不利影响。下文立足城市污水监测和治理存在的问题，提出几点建议，仅供借鉴。1 我国城市污水监测和治理存在的问题（1）污水监测力度不足，污水处理厂能力不足 一直以来，我国都存在非常严峻的水环境污染问题，细菌和微生物会不断腐蚀污水，产生难闻的气味，对周边生态环境造成污染。同时因污水监测力度不够，也会让污水滋生大肠杆菌等物质，威胁周边居民的生活与健康。据调查：我国监管部门在监测污水上存在时间短，范围小等弊端，导致部分城市污水直接向江河排入，同时污水会通过灌溉水污染土壤，影响农作物和植物的生长，监管部门未能制定严格的制度，对污水监测情况加以规范。与此同时，城市污水处理厂能力不足，对周边环境造成了污染。城市污水处理厂每日处理的废水较多，这些废水对外散发刺鼻味道，甚至部分城市废水未能达到排放的标准就排放，严重污染了水质和土壤1。（2）监测理念陈旧，监测机制有待完善 据调查，管理部门树立的监测理念落后陈旧，在执行监督工作时只会定期巡查重点地区。持久，节能，绿色是城市污水检测秉持的理念。管理部门应树立创新的监测理念，加强环境问题的监督和管理力度，综合监测水环境，同时也要构筑完善的水环境管理体系，针对性的保护水生态系统。我国建立的与污水监测相关的管理机制不够健全，各个污水处理厂引进的设施和设备陈旧，无法保障污水治理效果，而一些小城镇还未结合当地的水环境构筑污水集中处理系统，无法利用先进的配套设施，有效的分流处理自然雨水和生活污水，部分污水直接流入水体，影响了居民饮用水的安全。2 城市污水监测和污水治理技术（1）城市污水监测技术 第一，自动化监测技术，随着经济的不断发展，自动化监测技术应运而生，此技术能自动并实时监控环境，了解污水有关信息，保障污水处理和污水监测可以合理的进行。自动化监测技术投入的成本较多，引进的设备和仪器需要定期维护，所以需引进专业的技术人才来辅助各部门进行污水监测2。第二，试验标准化。相关人员分析城市生态环境的需求，进一步地加强对污水检测技术的掌握，可有很好地减少污水带来的不利影响。由于数据信息资料更新缓慢，实验人员也应该加强对数据信息资料的而有效且全面掌握。但此种方法也存在操作流程复杂，操作时间较长等弊端。第三，替代试验。在中小城镇污水处理中会应用替代试验的方法。投资少，应用范围广泛是替代试验法的特点。（2）城市污水治理技术 第一，污泥处理技术。通常情况下会通过过滤的方法来处理污泥，常见的污泥处理技术即活性污泥工艺。废水和活性污泥在曝气池中回流并混合，直接接中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 25 触空气，含氧量有所提升，进而发生代谢，溶液经充分搅拌会变做悬浮状态，氧气与有机物能直接接触微生物，进入沉淀槽，悬浮物质在沉淀槽中沉淀并分离，并经沉淀槽的处理生成纯净水。针对沉淀池淤渣对其进行回流处理，保障微生物和悬浮固体达到特定的浓度。微生物在曝气池中会进行繁殖，所以要排放大量的微生物来保障系统的稳定。活性污泥处理工艺是针对污水做出化学和物理的处理。第二，智能把控技术。此种技术属于一种先进创新的控制系统，在污水处理和监测等领域应用范围广泛3。人工智能，控制理论和信息数据理论是智能控制系统包含的理论内容，此系统结合了多项技术，来监督和管理污水的排放情况。第三，污水回收技术。很多工业废水含有的稀有金属和重金属含量较多，通过污水回收技术可以有效的处理污水回收再利用，从而达到节约能源的目的。一般在农业，工业领域会应用此种技术。第四，稳定塘技术。该技术结合了天然和人造的池塘，促进藻类产生化学反应。作为一种以太阳能为主要组成部分的能源，可以在不同的水资源管理环境当中，通过太阳辐射的方式，进一步地实现塘内食物链物质的转化、迁移。这种稳定塘技术的合理运用，也能够通过食物链物质能量分解转化污水中的有机物。第五，AO 法和 AOO 法。此技术属于一种崭新的生物脱氮技术，能对污水中的 COD 和 BOD 加以改善，这两种技术要针对污水进行曝气，以此对含氮的有机物进行充分的消化。对比常规的活性污泥工艺来说，AO工艺的回流污泥量，曝气量以及污泥容量要提高一倍以上，同时需要的污泥负载较小。AOO 技术要增设厌氧池，所以能耗和投资成本较高。第六，SPR 高浊度污水处理技术。此技术是利用化学手段在真溶液中沉淀并溶解杂质的一种方式。主要就是在固相间形成一种相对细小的悬浮粒子，可以在吸附剂分离污水的合理使用下，对其中的色度和有机污染物进行系统的管理，进而构筑致密絮体，应用 SPR高浓度废水净化器，保障水和气体的快速分离，清水受到高密度悬浮泥层的作用，会在罐体内部过滤，从而实现出水再利用。在浓缩室中，污泥被高度浓缩，借助压力对外排放，所以污泥中具备较低的水分含量，脱水效果较佳。第七，生物膜技术。生物膜技术主要就是在其固定的原理运用下，对城市范围内的污水治理进行有效的管控。生物膜的形成主要就是在滤料上附着微生物，当生物膜与污水进行直接接触之后，可以直接地吸收、转化其内部的有机物。生物滤池，作为生物膜技术当中生物流化床氧化的主要来源，可以在生物处理设备的有效运用下，将有机物在厌氧微生物的影响和作用下被厌氧分解，形成甲烷。3 城市污水排放监测系统设计（1）系统总体方案设计 在城市污水监测系统设计中应用了无线传感网技术，发挥无线传感网技术的优势和作用，在互联网平台汇入污水监测和排放的数据和信息，供相关人员监控。监测监控部分和后台数据监控中心是组成污水监测系统的两部分，无线传感网络区域范围内，水质传感器、终端节点、网关节点、汇聚节点作为主要的组成部分，可以很好地发挥采集各种水质参数的作用。参数采集节点作为其中比较重要的组成部分，主要就是在电路的转换与接受过程中，进行能力的精准与有效转化。在各种水质信息掌控后台监测系统的融合下，可以进一步地发挥出自身的作用。也可以布设多个监测节点来实现监控的大范围覆盖，网关节点到监控中心的距离不近，为提高系统设计的经济性，可以应用GPRS 传输效率高且成本较低廉的网络来促进远程数据的传输。同时要引进先进的激光红外摄像技术，全方位的监控水质视频监控视频采集部分，布置 RS485 接口，负责对控制平台的命令信息进行接收，同时也可以引进数字压缩技术，应用嵌入式硬盘，从而实时存储和远距离传输图像4。（2）系统关键技术 第一，设定水质监测的指标参数，当水体中进入了污染物，且污染物的含量超出了水体本身的自净能力，就会让水质组成结构和生物性质发生变化，影响水质的应用价值，对人类生存和健康也会产生不利影响。在城市污水治理工作当中，不同的废水类型对于生态环境质量都有着不同程度的影响。通常情况下，如果想要进一步地掌握水质被破坏的程度，工作技术人员就需要在水质指标的好坏标准下，将水质测定进行不同类别的划分。浑浊度可见固体是比较常见的一种类型，其透明度、水温等物理性质变化都是比较明显的。另外，pH 值也是系统关键技术中的重要组成部中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 26 分5。第二，色度智能和污水浊度分析技术。传统的技术和手段是人工污水治理工作当中比较常见的一种检测方式，可以在离线测试手段的而帮助下，对其监测效率进行更为详细的管控。系统关键技术主要就是在新型技术的运用下，添加了视频图像的色度智能污水浊度分析技术。当水体当中进入了一定程度的污染物，水体本身就会呈现出比较明显的被污染现象。只有利用视频图像技术，才能够及时掌握不同的光谱变化状态。在具体的技术手段应用中，可见光波段反射率相对较低的前提条件下，见红外波段上的反射率也会随之增高。视频图像技术手段的精准与有效运用，主要就是在物理技术特点的帮助下，从以下几个步骤进行论述的。第一步，预处理数字图像，采用抑制噪声和增强图像等手段，得到信噪比更高的图像。第二步，实施模式识别，图像分析和边缘检测等方法来对数字图像进行后期处理。为了提高污水监测和管理的效率，系统应用的关键技术依赖人工智能和信息手段，借助 CCD 图像传感器对水样进行在线测量，构筑了智能的水质参数视频，分析系统多种技术的应用，无需人为干预就能定位，识别，跟踪，处理污水中的色度，浊度指标变化情况，将得到的信息向监控中心传输。第三，水质参数采集装置。城市范围内污水治理工作的有效推进，在一定的层面上也需要加强对新型技术手段的合理运用。无线传感网作为污水监测中主要的组成部分，可以自行组织的方式进行连接，并构成自组织无线网络。水质参数采集装置的合理性使用，也能够将城市污水治理中功耗小、寿命长、成本低的原则展现出来，尽可能应用成本低廉且功耗较低的成熟芯片，为满足污水监测较大范围的需求，在软件部分布置上要支持多跳路由协议。此系统在设计上基于嵌入式系统构筑的污水监测数据采集系统，可以在不同的标准接口运用下，为多种类型传感器互相连接提供基础支撑，进而实现了采集水质数据和信息的及时性。传感器节点硬件主要就是在传感器模块和控制单元的运用下，提高传输的安全可靠性。由于监控中心和网关节点距离较远，所以也可以不附加传感器模块，以此提高处理器对数据的处理能力，包含的硬件如下：控制单元，电源管理模块以及 GPRS 模块。只有严格的按照工业标准设计水质参数采集装置的外机壳，才能够进一步地落实防雷防水效能。固定式和浮筒式作为装置设计中最主要的组成部分，通过固定式装置的合理运用，可以在污水中展现出其自身的价值，浮筒会在水面漂浮，要以锚固的方式将其置于水底，上设通讯天线杆，专门的污水测量管可以很好地把水质传感器固定在浮筒式体侧面。并将传感器的探头放置在特定的水深位置。第四，水质数据传输技术。在本系统设计中，远距离数据传输技术，能够在新型技术手段的帮助下，在城市范围内对城市污水排放监测点进行分散安置，增强其影响范围。对于各部门来说，最应解决的问题是如何将大量的污水监测和水质参数向监控中心传输。电缆，无线方式，卫星，微波都是系统传输数据的方法和技术，在系统设计中，考虑到了技术成本和传输效率的实际变化情况，也应该加强对互联网无线传输数段的合理运用。通过对固定域排放点布置的精准设计与管理，也能够为多个水质传感采集工作优势体现提供帮助。更进一步地将各个采集器节点连接并构筑无线传感网，可以很好地实现信息采集和信息处理的覆盖。第五，构筑水质模型。这种模型的有效性构建，可以营造出更加良好的水资源环境。专业的技术管理人员通过无线传感网构筑方式进行后续的工作，也可以将水环境类型划分为多个不同的数据库。这样也就能够从更为深层次的角度上提高污水监测效率和环境决策和管理能力，也就随之形成了更加良好的数据库构筑污水监测专家系统，以此对各污水信息作出多维，集中的管理。4 结论 综上所述，保障城市居民正常生活的基础是良好的生态环境，我国城市受到工业，农业，生活污水的影响，发展环境受到威胁，也影响了生态平衡，对城市经济的可持续发展产生了不利影响。本课题分析出我国城市污水监测和治理存在的问题，即污水监测力度不够，监测理念陈旧，构筑的监测机制有待完善，并分析出城市污水监测和治理的各项技术，如污泥处理技术，智能把控技术和生物膜技术等等，最后为保障污水监测和排放的效率，融合了人工智能和信息技术，设计出城市污水排放监测系统，布置专用的水质参数装置，引进关键的监测技术，以此为各部门提供中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 27 参考，促进城市污染的循环应用和城市的可持续发展。参考文献 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