在市政排水水质在线监测体系中，采样方式是决定监测数据准确性、代表性的 “第一道关口”。市政排水场景涵盖管网输送、污水处理厂工艺段、雨污合流溢流口等多样环境，不同场景的水质特征（如悬浮物浓度、水流速度、污染物波动强度）差异显著，若采样方式选择不当，易导致 “数据失真” 或 “设备故障”，直接影响污染监控与工艺调控效果。本文围绕市政排水核心场景，系统分析主流采样方式的特性的适配性，提出针对性选择策略，为在线监测系统高效运行提供支撑。

一、市政排水场景主流采样方式的核心特性解析

当前市政排水水质在线监测仪常用的采样方式主要分为三类：管道插入式采样、旁路循环式采样、混合采样式，三类方式在结构设计、运行原理、适用条件上存在本质差异，需先明确其核心特性，才能实现场景适配。

（一）管道插入式采样：直采直测的 “便捷型” 选择

管道插入式采样通过将监测仪的传感器或采样探头直接插入市政排水管道内部，实时接触水流完成采样与检测，典型应用于 COD、pH、溶解氧等指标的在线监测。其核心优势在于 “无中间环节”—— 水样无需转移，可直接反映管道内水质的瞬时状态，响应速度快（通常＜30 秒），且设备结构简单，安装成本较低（仅需在管道上开孔安装探头）。例如，在污水处理厂进水渠中，插入式 COD 在线仪可实时捕捉工业偷排导致的 COD 骤升，为工艺应急调整争取时间。

但该方式的局限性也十分突出：对水质清洁度要求较高，若排水中悬浮物（SS）浓度超过 200mg/L（如雨季管网水、建筑废水混入场景），探头表面易附着污染物，导致检测精度下降；同时，水流速度对采样效果影响大，当管道内水流速度＜0.3m/s 时，探头周边易形成 “死水区域”，采样水样无法代表管道内整体水质；此外，插入式采样对管道口径有要求，通常适用于 DN300 以上管道，小口径管道（如 DN100 以下小区支管）难以安装。

（二）旁路循环式采样：稳定可控的 “精准型” 选择

旁路循环式采样通过在主管道上引出一条旁路管道，将部分排水引入监测仪的预处理单元（如过滤、沉淀、恒温装置），经处理后再进入检测模块，检测完成的水样回流至主管道或排放。该方式的核心优势是 “水样预处理可控”—— 可通过滤网（通常 50-100μm）去除大颗粒悬浮物，通过恒温装置稳定水温（如控制在 25℃±1℃），避免水质波动对检测结果的干扰，适用于 SS 浓度高、水质复杂的场景（如工业接入管网、合流制溢流口）。

从运行特性看，旁路循环式采样的检测稳定性远高于插入式，以 SS 在线监测为例，当主管道 SS 浓度波动在 100-800mg/L 时，经旁路过滤后，进入检测单元的 SS 浓度波动可控制在 ±5% 以内，确保监测数据的连贯性；同时，该方式可适配多种检测技术（如重铬酸钾法 COD 检测、纳氏试剂法氨氮检测），适用指标范围广。但其劣势在于系统复杂 —— 需配套旁路管道、预处理装置、循环泵，安装成本是插入式的 2-3 倍，且运维工作量大（如每周需清洗滤网、每月检查循环泵运行状态），若预处理单元故障（如滤网堵塞），会导致采样中断。

（三）混合采样式：兼顾代表性与稳定性的 “综合型” 选择

混合采样式结合了插入式与旁路式的优势，通过在主管道内设置 “混合采样器”（如多点采样探头 + 搅拌装置），先采集管道内不同点位的水样并混合，再通过小型旁路输送至检测单元。该方式的核心设计思路是解决 “管道内水质不均” 问题 —— 在大型管道（如 DN1000 以上管网干管）中，水流易出现 “分层” 或 “偏流”，上层水样 SS 浓度低、下层水样 SS 浓度高，单一插入式采样易导致数据偏差，而混合采样器可通过 3-5 个采样点采集不同深度、不同位置的水样，经搅拌混合后，能更真实反映管道内平均水质。

此外，混合采样式保留了旁路预处理的优势，可对混合后的水样进行过滤、除气处理，适用于大型管网干管、污水处理厂曝气池等 “水质空间差异大” 的场景。但其缺点是设备体积大，需占用较大安装空间（如管网井内需预留 1.5m×1m 的操作空间），且混合与输送过程会导致 1-2 分钟的检测延迟，不适用于需瞬时响应的应急监测场景。

二、基于市政排水细分场景的采样方式适配逻辑

市政排水场景的水质特征与监测需求差异显著，需结合 “水质复杂度、监测目标、管道条件” 三大核心因素，针对性选择采样方式，避免 “一刀切” 导致的监测失效。

（一）市政管网场景：按水质波动与管道特性分类选择

市政管网是排水输送的核心环节，按功能可分为小区支管、管网干管、工业接入管，不同管段的采样方式选择需差异化：

小区支管（DN100-DN300）：水质以生活污水为主，SS 浓度较低（晴天通常 50-150mg/L），水质波动小（主要受居民用水时段影响），监测目标为 “常规指标达标监控”（如 COD、氨氮）。此类场景优先选择管道插入式采样—— 小区支管空间狭窄（如地下管网井直径通常＜1m），插入式设备体积小、安装便捷，且生活污水水质清洁，探头污染风险低。例如，某城市居民小区支管安装的插入式氨氮在线仪，运行 1 年期间，仅需每月清洗 1 次探头，数据有效率达 95% 以上，远高于旁路式设备的运维效率。

管网干管（DN800 以上）：承接多个小区与商业体排水，水质存在 “空间不均” 问题（如管道中心水流快、边缘水流慢，悬浮物分布不均），监测目标为 “区域污染溯源”（如定位 COD 异常升高的上游管段）。此类场景需选择混合采样式—— 通过多点采样混合，避免单一点位采样导致的 “局部数据代表整体” 误差。例如，某城市管网干管安装的混合采样式 COD 在线仪，通过对比管道左、中、右三点水样的 COD 浓度，发现边缘水样 COD 比中心水样高 20%-30%（因边缘水流慢，有机物沉积），若采用单一插入式采样，会低估整体污染程度。

工业接入管（DN300-DN600）：接纳工业废水（如食品加工、机械制造废水），水质复杂（SS 浓度 200-500mg/L，可能含油脂、金属碎屑），监测目标为 “工业偷排预警”（如重金属、高浓度 COD）。此类场景必须选择旁路循环式采样—— 工业废水悬浮物与杂质易堵塞插入式探头，且部分工业废水（如电镀废水）需预处理去除干扰物质（如氰化物）才能准确检测，旁路式的预处理单元可有效解决这一问题。例如，某工业园区接入管安装的旁路式重金属在线仪，通过滤网去除金属碎屑、通过化学预处理消除氰化物干扰，监测数据与实验室检测数据的误差控制在 8% 以内，而同期试用的插入式设备因探头堵塞，数据有效率仅 60%。

（二）污水处理厂场景：按工艺段需求选择

污水处理厂的进水、生化池、出水口等工艺段水质差异极大，采样方式需匹配工艺调控需求：

进水口：水质波动剧烈（如工业偷排导致 COD 从 500mg/L 骤升至 2000mg/L），SS 浓度高（150-300mg/L），监测目标为 “工艺应急调控”（如调整曝气强度、污泥回流比）。此类场景需选择旁路循环式采样—— 进水口水质波动大，旁路式的预处理单元可稳定水样条件，避免瞬时高浓度污染物损坏检测模块；同时，旁路式可实现 “大流量采样”（通常每小时采样 5-10L），数据代表性更强。例如，某污水处理厂进水口的旁路式 COD 在线仪，在一次工业偷排事件中，准确监测到 COD 从 600mg/L 升至 1800mg/L，并通过数据联动触发曝气系统应急提升，避免了生化池污泥膨胀。

生化池中段：水质相对稳定（COD 200-400mg/L，SS 100-200mg/L），监测目标为 “工艺过程优化”（如通过溶解氧、MLSS 数据调整运行参数）。此类场景可选择管道插入式采样—— 生化池水流均匀，无明显杂质，插入式设备响应快，可实时反馈工艺段水质变化，指导操作人员调整曝气阀门开度。

出水口：水质清洁（COD＜50mg/L，SS＜10mg/L），监测目标为 “排放合规性验证”（如满足 GB 18918-2002 排放标准），对数据精度要求极高。此类场景建议选择旁路循环式采样 + 双重预处理（如精细过滤 + 恒温控制）—— 出水口水质虽清洁，但排放标准严格（如 COD 限值 50mg/L），微小的检测误差可能导致 “达标误判”，旁路式的双重预处理可进一步降低干扰，确保数据精度。例如，某污水处理厂出水口的旁路式 COD 在线仪，经 0.45μm 滤膜过滤与 25℃恒温处理后，检测数据与实验室国标法数据的误差＜5%，连续 3 年未出现排放数据争议。

（三）雨污合流溢流口场景：按季节与降雨特性选择

合流制溢流口是雨季污染防控的重点，雨季与旱季水质差异巨大（雨季 SS 300-800mg/L，旱季 SS 100-200mg/L），采样方式需 “动态调整”：

雨季（降雨期间）：溢流污水含大量地表冲刷物（如泥沙、落叶、垃圾），SS 浓度高、杂质多，监测目标为 “溢流污染强度监控”（如 COD、SS 峰值）。此类场景必须选择旁路循环式采样 + 自动反冲洗滤网—— 雨季杂质易堵塞采样系统，自动反冲洗滤网（通常每 30 分钟冲洗 1 次）可避免滤网堵塞导致的采样中断，同时旁路式预处理可去除大颗粒杂质，保护检测模块。例如，某城市合流制溢流口安装的旁路式 SS 在线仪，在雨季通过自动反冲洗功能，数据有效率达 90% 以上，而未安装反冲洗功能的设备，平均每 2 小时需人工清理滤网，数据中断率达 40%。

旱季（无降雨期间）：溢流口仅排放少量合流污水，水质接近普通管网水，监测目标为 “常态污染监控”。此类场景可切换为管道插入式采样—— 旱季水质清洁，插入式设备运维成本低、响应快，可满足常态监测需求，同时降低旁路式设备的运维工作量。

三、采样方式选择的关键原则与优化建议

在市政排水场景中选择水质在线监测仪采样方式，需遵循 “场景适配、成本可控、运维便捷” 三大原则，同时结合技术发展趋势持续优化，提升监测系统的稳定性与经济性。

（一）三大核心选择原则

水质优先原则：优先根据水质复杂度（如 SS 浓度、杂质类型、污染物波动）选择采样方式 ——SS＞200mg/L、含大量杂质的场景，必须选择旁路式；水质清洁、波动小的场景，可选择插入式，避免 “过度设计” 导致的成本浪费。

目标匹配原则：根据监测目标选择采样方式 —— 需瞬时响应（如应急预警）的场景，优先选择插入式；需高精度数据（如排放合规）的场景，选择旁路式；需反映平均水质（如管网干管）的场景，选择混合式。

全生命周期成本原则：不仅考虑初始安装成本，还需计算运维成本（如试剂更换、滤网清洗、设备维修）—— 插入式初始成本低，但在高污染场景中运维成本高（如频繁清洗探头）；旁路式初始成本高，但在高污染场景中运维成本更低，需综合权衡。例如，某工业园区接入管若选择插入式设备，初始成本 10 万元，但年运维成本（含探头更换、人工清洗）达 5 万元；选择旁路式设备，初始成本 20 万元，但年运维成本仅 2 万元，5 年全生命周期成本更低。

（二）优化建议

推广 “模块化采样系统”：针对水质波动大的场景（如合流溢流口、工业接入管），开发模块化采样系统 —— 可根据水质变化，灵活切换插入式与旁路式采样模式，例如旱季切换为插入式，雨季切换为旁路式，兼顾监测需求与成本控制。

加强预处理技术创新：针对高 SS、高杂质场景，研发更高效的预处理技术（如超高压反冲洗滤网、超声波除垢技术），减少旁路式设备的运维工作量，例如超声波除垢技术可有效去除探头表面的污染物，将清洗周期从每月 1 次延长至每季度 1 次。

建立 “采样方式评估体系”：结合市政排水场景的水质监测数据，建立采样方式评估模型，通过 SS 浓度、污染物波动频率、监测精度要求等参数，自动推荐最优采样方式，为不同场景的采样方式选择提供标准化工具，避免 “经验主义” 导致的选择失误。

总之，市政排水场景中水质在线监测仪采样方式的选择，不是 “单一技术选择”，而是 “场景与技术的精准匹配”。需充分认识不同采样方式的特性与局限，结合管网、污水厂、溢流口等细分场景的水质特征与监测需求，遵循科学原则选择，同时通过技术创新与管理优化，提升采样系统的稳定性与经济性，为市政排水污染防控提供可靠的数据支撑。