市政排水管网水质监测仪优化:按节点功能调指标与频率,提升数据精准度-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-09-29 | 18 次浏览 | 分享到:
市政排水管网不同节点(雨水、污水、合流制)因功能差异水质特征悬殊,统一监测模式易致数据失真。需按节点功能分类优化:雨水管网节点聚焦 “晴天异常污染” 与 “雨天初期污染”,以 COD、SS、浊度为核心指标,晴天每 2-4 小时采样 1 次,雨天加密至 10-30 分钟 1 次,工业区周边可加测重金属;污水管网节点关注 “污染物波动” 与 “工业废水混入”,监测 COD、氨氮、SS 及行业特征指标(如工业园区加测重金属),用水高峰每 1 小时 1 次、低谷每 3-4 小时 1 次;合流制节点评估 “雨污混合比” 与 “截流效率”,联动 COD、SS、流量指标,晴天按污水节点频率,雨天动态加密至 10-20 分钟 1 次。同时,设备选型需适配工况(雨水节点抗高浊度、污水节点抗腐蚀),通过定期校准、异常数据处理保障数据精准。某城市实践显示,优化后监测数据有效率从 82% 升至 98%,成功识别 15 处污染点,河道 COD 下降 25%,为管网运维与污染治理提供可靠支撑。

市政排水管网覆盖 “雨水收集 - 污水输送 - 雨污合流” 全流程,不同节点(如雨水口、污水泵站、合流制截流井)因功能定位不同,水质特征差异显著 —— 雨水管网节点晴天水质洁净、雨天携带泥沙,污水管网节点水质污染物浓度高且随用水负荷波动,合流制节点则因降雨呈现 “雨污混合” 的复杂特征。若水质监测仪采用 “统一指标、固定频率” 的监测模式,易导致数据无法反映真实工况(如雨水节点漏测初期污染峰值、污水节点错过负荷高峰异常)。因此,需根据节点功能定位,针对性调整监测指标与采样频率,让监测数据精准匹配各段排水实际状况,为管网运维、污染溯源、达标排放提供可靠依据。


一、按节点功能分类:明确水质监测的核心目标

市政排水管网可按功能划分为 “雨水管网节点、污水管网节点、合流制管网节点” 三大类,不同节点的水质监测目标与关注重点差异显著,这是调整监测指标与频率的核心依据。


(一)雨水管网节点:聚焦 “晴天异常污染” 与 “雨天初期污染”

雨水管网的核心功能是收集排放雨水,正常工况下水质呈现 “晴天洁净、雨天初期浑浊、后期稳定” 的特征,监测目标是捕捉 “污水混入” 与 “初期雨水污染”:

典型节点:住宅小区雨水出口、道路雨水篦子、雨水干管交汇处、河道排放口;

水质特征:晴天 COD≤50mg/L、SS≤30mg/L、氨氮≤5mg/L,雨天初期(降雨前 15 分钟)SS 骤升(可达 200mg/L 以上),后期随雨水稀释逐渐下降;若存在污水混入,晴天也会出现 COD、氨氮异常升高。


(二)污水管网节点:聚焦 “污染物浓度稳定性” 与 “工业废水混入”

污水管网承担生活与工业废水输送功能,水质特征稳定且污染物浓度高,监测目标是跟踪 “负荷波动” 与 “非法排污”:

典型节点:污水提升泵站进水口、住宅小区污水出户管、工业企业排污口下游、污水处理厂进水口;

水质特征:生活污水 COD 200-400mg/L、氨氮 30-50mg/L、SS 100-200mg/L,工业废水则含特征污染物(如化工废水的重金属、印染废水的高色度),水质随居民用水(早 7-9 点、晚 18-20 点高峰)与企业生产节奏波动。


(三)合流制管网节点:聚焦 “雨污混合比例” 与 “截流效率”

合流制管网在晴天输送污水、雨天输送雨污混合水,水质随降雨量剧烈变化,监测目标是评估 “截流效果” 与 “溢流污染”:

典型节点:合流制截流井(进水口、截流口、溢流口)、合流干管关键断面;

水质特征:晴天与污水管网类似,雨天降雨量增加时,COD、氨氮因雨水稀释下降,SS 因地表冲刷升高;若截流能力不足,溢流口会排出高浓度混合水,需重点监测。


二、监测指标调整:按节点功能匹配 “核心指标 + 辅助指标”

不同节点的水质风险点不同,需围绕核心监测目标,筛选 “必测核心指标” 与 “按需增设辅助指标”,避免指标冗余或遗漏关键污染信号。


(一)雨水管网节点:以 “基础污染指标 + 异常识别指标” 为主

核心目标是快速识别污水混入与初期雨水污染,监测指标需兼顾 “灵敏度” 与 “经济性”:


必测核心指标:

COD(化学需氧量):反映有机污染程度,晴天 COD 异常升高(>80mg/L)是污水混入的直接信号;

SS(悬浮物):捕捉雨天初期雨水的泥沙污染,SS 骤升(>150mg/L)需关注管网淤积风险;

浊度:辅助判断水体浑浊度,与 SS 呈正相关,可快速反映雨水清洁度(浊度<10NTU 为洁净雨水)。


按需增设辅助指标:

若节点位于工业区周边,增设 “氨氮”(工业废水常含高氨氮)与 “特定重金属(如铬、镍)”,排查工业废水偷排;

若节点靠近餐饮密集区,增设 “动植物油” 指标,识别餐饮污水混入(动植物油>10mg/L 需警惕)。

例如,某城市道路雨水篦子处的水质监测仪,以 COD、SS、浊度为核心指标,雨天时 SS 最高达 280mg/L,系统自动判定为初期雨水污染;晴天时 COD 突然升至 120mg/L,后续排查发现是周边餐馆私接污水管至雨水井。


(二)污水管网节点:以 “常规污染指标 + 特征污染物指标” 为主

核心目标是跟踪污染物浓度波动与工业废水混入,指标需覆盖 “综合污染 + 行业特征”:


必测核心指标:

COD + 氨氮 + SS:反映生活污水综合污染水平,三者浓度同步下降可能是雨水混入,同步升高则需排查高污染废水来源;

pH:判断污水酸碱性质,pH<5 或>12 可能是工业废水(如电镀废水酸性、印染废水碱性)混入,避免腐蚀管网。


按需增设辅助指标:

工业园区污水管网节点:增设 “重金属(总铬、镍、镉)” 与 “苯胺类”,匹配化工、电镀行业特征污染;

食品加工区污水节点:增设 “BOD(生化需氧量)” 与 “总磷”,BOD/COD 比值>0.4 说明污水可生化性好,便于污水处理厂工艺调整。

例如,某工业园区污水泵站进水口监测仪,除常规 COD、氨氮、SS 外,增设总铬与苯胺类指标,曾监测到总铬浓度达 8mg/L(远超标准 0.5mg/L),追溯发现是某电镀企业偷排未处理废水。


(三)合流制管网节点:以 “混合污染指标 + 截流效率指标” 为主

核心目标是评估雨污混合程度与截流效果,指标需兼顾 “污水与雨水的双重特征”:


必测核心指标:

COD+SS + 氨氮:COD、氨氮反映污水比例,SS 反映雨水冲刷的泥沙,三者联动可判断混合水性质(如 COD 高 + SS 低为污水主导,COD 低 + SS 高为雨水主导);

流量:虽非水质指标,但需同步监测,通过 “截流口流量 / 进水口流量” 计算截流倍数(截流倍数<2 说明截流能力不足)。


按需增设辅助指标:

溢流口节点:增设 “溶解氧(DO)”,DO<2mg/L 说明混合水厌氧程度高,溢流后易导致河道黑臭;

截流井出口节点:增设 “总磷”,总磷超标(>8mg/L)需排查生活污水中洗涤剂或工业废水来源。

例如,某合流制截流井监测仪,通过 COD、SS、流量联动分析,发现雨天进水口流量 1000m³/h,截流口流量仅 400m³/h(截流倍数 0.6),判定截流能力不足,后续通过增设调蓄池提升至 3.0 倍。


三、采样频率优化:按节点工况与风险等级动态调整

采样频率需平衡 “数据时效性” 与 “运维成本”,根据节点水质波动规律、污染风险等级,采用 “固定频率 + 动态加密” 的模式,确保捕捉关键污染事件。


(一)雨水管网节点:“晴天低频率 + 雨天高频率”

雨水管网水质波动集中在降雨时段,需根据天气状况调整频率:

晴天(无降雨):水质稳定,采样频率设定为 “每 2 小时 1 次”,重点监测是否有污水混入;若连续 7 天水质无异常,可降至 “每 4 小时 1 次”,降低运维成本;

降雨前 1 小时:启动 “预警模式”,频率加密至 “每 15 分钟 1 次”,提前捕捉初期雨水污染峰值;

降雨期间:按降雨量分级调整 —— 小雨(<10mm/h)每 30 分钟 1 次,中雨(10-25mm/h)每 20 分钟 1 次,大雨(>25mm/h)每 10 分钟 1 次,确保记录 SS、COD 的动态变化;

降雨后 2 小时:频率逐渐回落(每 30 分钟→每 1 小时→每 2 小时),跟踪水质恢复至晴天水平的过程。

例如,某城市住宅小区雨水出口监测仪,晴天每 2 小时采样 1 次,某次中雨期间加密至每 20 分钟 1 次,成功记录到 SS 从 30mg/L(晴天)骤升至 220mg/L(降雨 10 分钟),再降至 50mg/L(降雨结束 1 小时)的完整过程。


(二)污水管网节点:“按负荷波动分时段调整”

污水管网水质随居民用水与企业生产波动,需结合 “时间规律 + 风险等级” 调整:


生活污水主导节点(如住宅小区下游):

用水高峰时段(早 7-9 点、晚 18-20 点):水质波动大,采样频率 “每 1 小时 1 次”,捕捉 COD、氨氮的峰值(如早高峰 COD 可达 400mg/L);

用水低谷时段(晚 22 点 - 次日 6 点):水质稳定,频率降至 “每 3 小时 1 次”,避免无效数据采集;


工业污水主导节点(如工业园区下游):

企业生产时段(早 8 点 - 晚 8 点):频率 “每 1 小时 1 次”,重点监测特征污染物(如重金属)是否超标;

企业停产时段(节假日、夜间):频率 “每 4 小时 1 次”,若发现水质异常(如 COD 骤升),立即加密至 “每 30 分钟 1 次”,排查偷排行为。

例如,某工业园区污水管网监测仪,工作日生产时段每 1 小时采样 1 次,曾在午休时段监测到总铬浓度从 0.3mg/L 升至 5.8mg/L,立即加密频率并通知执法人员,现场查获企业趁午休偷排废水。


(三)合流制管网节点:“晴天常规频率 + 雨天动态加密”

合流制节点水质受降雨与截流工况双重影响,频率需兼顾 “常规监测” 与 “应急响应”:


晴天:类似污水管网,按 “高峰 1 小时 / 次、低谷 3 小时 / 次” 采样,监测污水基础浓度;

降雨预警后:提前 1 小时启动 “加密模式”,每 20 分钟 1 次,跟踪进水口、截流口、溢流口的水质差异;

截流异常时:若监测到截流口流量骤降(<设计值 50%)或溢流口 COD>150mg/L,频率加密至 “每 10 分钟 1 次”,直至异常解除。

例如,某合流制截流井监测仪,雨天时发现溢流口 COD 达 280mg/L(远超允许值 100mg/L),立即加密至每 10 分钟 1 次,同时联动泵站增大抽排,2 小时后溢流口 COD 降至 90mg/L。


四、工况适配与数据保障:确保监测仪稳定运行与数据精准

市政排水管网节点工况复杂(如雨水口高浊度、污水泵站高腐蚀),需针对性优化监测仪安装与运维,避免设备故障导致数据失真。


(一)设备选型适配节点工况

雨水管网节点:选择 “抗高浊度” 机型,传感器探头需带防堵塞设计(如多孔过滤罩),避免泥沙堵塞;例如超声波 COD 检测仪,可在浊度>500NTU 的雨水中稳定运行;

污水管网节点:选择 “抗腐蚀” 机型,外壳采用 316L 不锈钢或 PVDF 材质,传感器表面喷涂聚四氟乙烯涂层,抵御污水中硫化氢、氯离子的腐蚀;

合流制节点:选择 “宽量程” 机型,适应雨天与晴天的水质浓度差异(如 COD 量程 0-1000mg/L,覆盖混合水的浓度范围)。


(二)数据质量控制措施

定期校准:每月用标准溶液校准核心指标(如 COD 标准溶液 200mg/L),误差超 10% 时重新标定;每季度进行现场比对试验(与实验室检测结果对比),确保数据一致性;

异常数据处理:通过算法剔除设备故障导致的 “跳变值”(如 COD 从 100mg/L 骤升至 1000mg/L),用相邻时段数据插值补全缺失值;

数据联动验证:若同一节点的 COD 与氨氮变化趋势矛盾(如 COD 升高而氨氮下降),系统自动标记为 “可疑数据”,提醒运维人员排查设备或采样问题。


五、实践案例:某城市管网监测仪优化后的成效

某城市对主城区 120 个管网节点的水质监测仪进行 “指标 + 频率” 优化:


雨水节点(40 个):以 COD、SS、浊度为核心指标,晴天每 2 小时 1 次,雨天加密至 10-30 分钟 1 次,成功识别 12 处污水混入点,其中 8 处为餐饮企业私接;

污水节点(50 个):常规指标 + 行业特征指标(工业园区加测重金属),高峰 1 小时 1 次,低谷 3 小时 1 次,查获 3 起工业废水偷排,污水处理厂进水负荷波动从 ±30% 降至 ±15%;

合流制节点(30 个):COD+SS + 流量联动,雨天动态加密,截流倍数达标率从 65% 提升至 92%,溢流口污染物排放量减少 40%。

优化后,监测数据有效率从 82% 提升至 98%,为管网清淤、污染溯源提供了精准数据支撑,河道水质 COD 平均下降 25%。


六、总结与展望

市政排水管网水质监测仪的指标与频率调整,核心是 “贴合节点功能、聚焦风险目标”—— 雨水节点抓 “异常污染”,污水节点抓 “负荷波动与工业污染”,合流制节点抓 “混合比例与截流效率”。通过针对性优化,既能避免 “指标冗余增加成本”,又能防止 “关键信号遗漏导致误判”,让监测数据真正成为管网运维的 “眼睛”。


未来,随着智慧水务技术的发展,监测仪将实现 “自适应调整”:通过 AI 算法学习不同节点的水质变化规律,自动优化指标组合与采样频率(如雨天自动增设 SS 监测频次);结合数字孪生技术,将监测数据与管网模型联动,预判水质变化趋势,为管网精准治理提供更前瞻的依据。