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江苏省污水处理厂废水排放过程(工况)监控技术指南(征求意见稿)

北极星水处理网  来源:北极星水处理网    2019/4/12 15:51:46  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:污水处理厂 废水排放 江苏 

7.2 校准曲线法判定WQMS监测数据的合理性

以参比方法(RM)测定数据为基准,同样由RM与WQMS法同时测定污水样品建立的校准曲线,及WQMS测定标准溶液建立的校准曲线,比较用这两条校准曲线确定同一污水样品中污染物的浓度的误差,判定WQMS测定数据的合理性。校准曲线仅适用于介于建立时最低值和最高值区间的数据。

7.2.1 建立校准曲线

以CODCr的测定为例,在实际污水样品中的三种浓度水平,即低、中和高,CODCr覆盖范围<30mg/L~>100mg/L或范围为小于实际测定污水样品中CODCr的最低值和大于最高值的范围内建立校准曲线。

a.配制系列校准曲线法标准溶液(邻苯二甲酸氢钾溶液);

b.WQMS测定系列CODCr标准溶液;

c.建立WQMS测定系列CODCr标准溶液的校准曲线;

d.利用RM(重铬酸钾法,GB11914或HJ/T70)和WQMS同时测定污水样品中CODCr,至少取9对数据用于相对准确度(RA)计算,可选择RM检测超过9次。但最多可以舍去3次检测结果,只要用于确定RA的数据对大于等于9个,必须报告所有的数据,包括舍去的数据。当RA≤20%时,测定结果可采用(如果与RM数据对差的算术平均值大于置信系数,则应用偏差系数修正WQAM法的数据)。建立RM测定值与WQAM法测定值的校准曲线,相关系数应≥0.95。

7.2.2 判定WQMS测定值的合理性

污水样品中CODCr<30mg/L,绝对误差≤±10mg/L;30mg/L≤CODCr<60mg/L,相对误差≤35%;60mg/L≤CODCr<100mg/L,相对误差≤25%;CODCr≥100mg/L,相对误差≤20%;氨氮、总磷和总氮WQMS测定值的指标为相对误差≤20%。

7.3 数据逻辑关联法

数据逻辑关联法是指:通过抽取污水处理厂正常运行情况下影响出水水质的关键性参数之间的逻

辑关系来衡量数据关系是否正常,由多个逻辑关系结果来判定WQMS监测数据合理性的方法。

7.3.1 正向逻辑关联

指某个参量的值在一定周期内的增大或者减小会导致另一个或多个参量值的增大或者减小。

7.3.2 反向逻辑关联

指某个参量的值在一定周期内的增大或者减小会导致另一个或多个参量值的减小或者增大。

7.3.3 吻合逻辑关联

指多个参量的值在一定周期内的数据为吻合趋势。

7.2.4 范围逻辑关联

指某个或多个参数在某一范围内,会导致另外一个或多个参数在合理范围内.

7.3.5 逻辑权重数值

利用多个逻辑关联关系的结果来整体评价WQMS监测数据合理性。

7.4 模型法

利用PMS和WQMS获得的大量实际测定数据,建立以现场操作数据集为基础,不需要运用污染物形成和破坏过程的理论知识(例如:流体动力学,热动力学或化学反应)的黑箱模型,包括:人工神经网络模型(静态的、动态的、周期性的)和识别模型(线性回归模型,非线性回归模型,回归滑动平均模型)。由模型预测的结果与WQMS在相应时间测定污染物结果比较,相对误差≤25%时,判定WQMS监测数据合理。

7.4.1 建模

7.4.1.1 神经网络法

a.确定影响污染物产生的独立的输入变量和因变量;

b.记录单位时间(如:每分钟)WQMS监测污染物排放浓度与传感器监测对应时间的变量的数据;

c.确定获取现场数据的时间期间(如:3个星期);

d.将样本分割成多个数据集(如:4个);

e.其中一个数据集(如:7000个样本)用于训练模型的适应性,另外的数据集用于模型的验证;

f.建立模型(神经网络模型);

g.模型置于现场,由实际的过程数据在线检验模型,判定模型能否提供所需数量的准确的实时估算;

h.绘制以样本数为横坐标,污染物排放浓度为纵坐标的模型预测结果与污染物实际排放浓度的图形。

i.对照模型的技术条件检验是否合格;

j.经环境保护主管部门批准,用于污染源污染物的排放监测。

7.4.1.2 多元回归法

建立污染物排放浓度与过程多关键参数的线性或非线性回归方程,其余同7.4.1.1中g、h、i、j。

7.4.2 模型的性能及技术指标检测

7.4.2.1 模型的设计

排放预测模型PEMS的设计应符合以下要求:

a.输入参数的数量。PEMS通常使用三个或更多个输入参数(如果使用输入参数少于三个,必须经主管部门逐项批准)。

b.参数工作的范围。认证测试评估PEMS之前,必须给出PEMS使用的输入参数及其范围的最低值和最高值(工作范围),并用图谱和开发PEMS过程中的数据、供应商的信息或工程计算(如适用)来证实参数工作范围的完整性。在认证测试之后,如果操作PEMS在任何时间超出这些范围,在这种情况下产生的数据,用于预测的排放数据是不合理的。如果没有明确定义这些参数工作的范围,没有得到开发时数据的支持,则PEMS的操作被限制在认证测试期间遇到的输入参数范围内,直到PEMS建立一个新的工作范围。

c.源的特定工作条件。识别源的特定工作条件,会影响PEMS的输出。因此,只能在经证明的源的特定工作条件下使用PEMS。

d.环境条件。必须解释环境条件和季节的变化如何影响PEMS;在测试过程中不能控制某些参数,如:环境相对湿度,则必须确定环境条件,如:湿度对污染物浓度的影响;推断这种影响包括今后预期的条件;必须评估季节变化和对PEMS的影响,除非能证明这种影响可忽略不计(适合时)。

e.PEMS的工作原理。如果建立的PEMS是基于已知的物理原理,则必须能识别特定的物理假设或支持其运作的数学运算。如果建立的PEMS是基于线性或非线性回归分析,则必须提供用于建立或培训模型的配对数据(最好以图形表示)。

f.传感器评估系统。PEMS必须设计至少每天进行自动或手动判定传感器是否有缺陷。传感器评估系统可以包括传感器确认子模型,备用传感器的比较,抽查在参考值、操作或排放水平传感器的输入读数,或检测有缺陷或故障传感器的其他程序。当觉察传感器故障时,一些传感器评估系统用于产生替代值(使一致的数据)。使用使一致的数据之前,必须事先获得批准。

j.参数超出范围。PEMS系统必须包括发现并通知操作人员参数超出范围的设计。在传感器范围外采集的排放数据,认为是没有质量保证的数据。

7.4.2.2 性能技术指标

PEMS应满足以下性能技术指标的要求:

a.相对准确度:模型预测值RA应不大于25%。

b.偏差。模型预测值与RM测定值差的算术平均值大于置信系数,则应用偏差系数修正模型数据。

c.模型方差。在95%置信水平,计算的F值应不大于临界值Fα。

d.模型的相关系数。相关系数≥0.75。

e.相对准确度审核。参比方法(RM)和模型预测同时测定3次的平均值,不大于分析仪测定值的±15%。

8 排放过程(工况)监控系统的技术验收

8.1 技术验收条件

8.1.1PMS 应安装完毕,连续稳定运行168h 后,确保PMS 所采集数据与一次仪表测量数据一致;进入调试阶段,调试要求技术指标达到本文件提出的技术要求,用于判定治理设施运行状况和WQMS监测数据合理性的方法试验数据齐全,在PMS 的运行中执行了日常的质量保证和质量控制计划并提供证明实施了计划的原始记录。

8.1.2 数据采集仪等核心部件应经有关部门检测合格。

8.1.3 数据采集和传输以及通信协议均应符合HJ212及本规范的要求,并提供一个月内数据采集和传输自检报告,报告应当对数据传输标准的各项内容做出响应。

8.2 现场检查

主要检查设备安装、运行维护、故障发生及处理、设备运行稳定性、数据一致性、设备功能设置等:

a)检查设备安装是否齐全,满足治理设施过程(工况)监控的需要;安装位置是否符合有关标准

的要求;维护、检修、更换设备是否方便,易于接近;是否安全可靠;

b)检查开展设备日常维护,保证设备正常运行开展的实际活动,如:仪器的漂移检查和校准,关键设备及采样装置的目视检查及记录;

c)检查故障发生及处理,经常发生的故障、原因分析、采取的应急处理措施;是否采取在故障发生前的预防性措施,如:提前更换部件;

d)检查设备运行稳定性,主要是查看设备的各种功能是否正常,判定设备是否能稳定运行;

e)数据一致性,查看PMS 所采集数据偏差是否小于1‰;

f)检查设备功能设置,查看设备的基本功能是否齐全;

g)检查操作手册、仪器说明书等相关技术文件;

h)检查软件功能是否满足5.4 的要求。

8.3 实际测试

当现场检查完毕确认需要通过实际测试校验提供近期的WQMS准确度测试结果时,可进行实际测试。实际测试应委托第三方有检测资质的单位,在商定的时间期间内完成。测试项目的多少可根据具体情况处理,但应能解答对现场检查发现问题的疑虑。

9 排放过程(工况)监控系统日常运行管理

9.1 制订运行管理规程

从事PMS日常运行管理的单位和部门应根据本指南、HJ/T355标准的要求编制PMS的运行管理规程、质量保证和质量管理计划,明确运行操作人员和维护人员的工作职责。

9.2 参数传感器的质量保障和质量控制

监控治理设施的传感器必须按照设计的要求,至少每天用自动或手动的方法判定传感器是否存在缺陷。定期的抽查在参考值、操作或排放水平传感器的输入读数的正确与否(如:用恒流电源检查传感器的电流输入信号,误差应在规定范围内),在传感器出现缺陷或发生故障时及时告警,确保传感器正常的工作,提供有质量保证的电器参数数据。

9.3 日常巡检与维护

应配备相应的人力、物力资源(常用工具、通讯设备、交通工具等),专人负责日常维护环保设备和监控设备。必须在30天内对PMS进行一次巡检。巡检包括系统各种设备的运行状况,查看判定运行状况的主要参数是否在设备正常运行、检测的范围内。

PMS的日常维护主要针对以下几方面:

a.不定时检查维护易损易耗件;

b.设备经长期使用,元件自然老化导致的设备损坏故障维护;

c.在运行过程中,由于电压、电流的不稳定,导致的设备损坏故障;

d.由于线路受损导致的信号传输故障;

e.由于施工质量或未采取防雷措施等造成的施工质量故障等。

附录B

(规范性附录)

污水排放过程(工况)监控系统数据传输规范

B.1 通讯协议数据结构

按HJ212-2017标准要求,污水排放过程(工况)监控数据所有的通讯包都是由ASCII 码(汉字除外,采用UTF-8码,8位,1字节)字符组成。通讯协议数据结构如附图B.1所示。

12.jpg

附图B.1 通讯协议数据结构

B.2 通讯包结构组成

通讯包结构组成见附表B.1。

13.jpg

B.3 数据段结构组成

数据段结构组成见附表B.2,其中“长度”包含:字段名称、‘=’、字段内容三部分内容。

14.jpg

B.4 数据区中工况监控因子的描述

(1)结构定义:

字段与其值用‘=’连接;在数据区中,同一项目的不同分类值间用‘,’来分隔,不同项目之间

用‘;’来分隔。

(2)字段定义:

字段名要区分大小写,单词的首个字符为大写,其他部分为小写,详见HJ212-2017标准6.3.3章节的表4《字段对照表》。

(3)编码规则

数据区中,工况监测因子编码格式采用六位固定长度的字母数字混合格式组成。字母代码采用缩写码,数字代码采由阿拉伯数字表示,采用递增的数字码。

15.jpg

工况监测因子编码分为四层(见附图B.2)。

第一层:编码分类,采用1 位小写字母表示,‘e’表示污水类、‘g’表示烟气类;

第二层:处理工艺分类编码,表示生产设施和治理设施处理工艺类别,采用1 位阿拉伯数字或字母表示,即1-9、a-b,具体编码参见附表B.3《污水排放过程(工况)监控处理工艺表》;

第三层:工况监测因子编码,表示监测因子或一个监测指标在一个工艺类型中代码,采用2位阿拉伯数字表示,即01-99,每一种阿拉伯数字表示一种监测因子或一个监测指标,具体编码参见附表B.4《污水排放过程(工况)监控监测因子编码表》;

第四层:相同工况监测设备编码,采用2位阿拉伯数字表示,即01-99,默认值为01,同一处理工艺中,多个相同监测对象,数字码编码依次递增。

B.5 工况监控因子通讯命令示例

示例1:取污染物(工况)实时数据

上位机(数采仪)使用命令如下:QN=20190301085857223;ST=52;CN=2011;PW=123456;MN=010000A8900016F000169DC0;Flag=5;CP=&&&&

示例说明:示例中QN=20190301085857223表示在2019年3月1日8时58分57秒223毫秒触发一个命令请求,ST=52表示系统类型为污水排放过程监控,CN=2011表示取污染物实时数据,PW=123456表示设备访问密码,MN=010000A8900016F000169DC0表示设备唯一标识。

示例2:上传污染物(工况)实时数据

现场机(DCS系统)使用命令如下:

QN=201903010858572023;ST=52;CN=2011;PW=123456;MN=010000A8900016F000169DC0;Flag=5;CP=&&DataTime=2019030185857;e301xx-Rtd=7.1,e301xx-Flag=N;e310xx-SampleTime=20190301070000,e310xx-Rtd=2.2,e310xx-Flag=N,e310xx-EFlag=A01;…&&

示例说明:示例中QN=20190301085857223表示在2019年3月1日8时58分57秒223毫秒触发一个命令请求,ST=52表示系统类型为污水排放过程监控,CN=2011表示上传污染物实时数据,PW=123456表示设备访问密码,MN=010000A8900016F000169DC0表示设备唯一标识,DataTime=20190301085857表示上传数据为2019年3月1 日8 时58 分57 秒的污染物实时数据(精确到秒),e301xx-Rtd表示污染物g10401(污水提升泵电流)的实时数据;e301xx-Flag表示污染物e301xx的实时数据标记,值为N表示在线监控(监测)仪器仪表工作正常,e310xx-SampleTime表示污染物e310xx(污泥压滤机电流)的实时数据采样时间点,精确到秒(可以没有此项,根据实际情况确定),e310xx-EFlag表示污染物e310xx对应在线监控(监测)仪器仪表的设备标志,取值由具体设备自行定义(可以没有此项,根据实际情况确定)。


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