上海城镇污水处理厂在线监测技术规程设备和安装-上海排水管理处.doc

上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 设备和安装（试行）Technical guidelines of the on-line monitoring equipments and installation for Shanghai municipal wastewater treatment plant（发布稿）2007-4-20发布 2007-4-20试行发布上海市环境保护局 上海市水务局 I目 次前 言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 检测项目和设备主要技术指标25 安装技术要求9前 言为了加强对上海市城镇污水处理厂废水排放的监督管理，实施污染物排放总量控制的许可证制度，规范上海市城镇污水处理厂在线监测设备和安装，特制订本规程。本规程规定了上海市城镇污水处理厂在线监测系统的检测项目、设备主要技术指标、设备安装条件和技术要求。安装在上海市城镇污水处理厂进水口或排放口的在线监测系统的技术性能须达到或高于本规程要求。所有设备须技术先进，稳定可靠，具有相应的产品认可证书，保证监测数据准确可靠。本规程为首次发布。本规程由上海市环境保护局和上海市水务局提出并归口。本规程由上海市环境监测中心负责起草。本规程由上海市环境保护局负责解释。本规程为首次发布，自2007年 4月 20 日起实施（试行）。当本规程与国家新颁布的相关标准或规范有冲突时，以国家颁布的标准或规范为准。上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 设备和安装(试行)1 范围1.1 本技术规程规定了上海市城镇污水处理厂在线监测系统的检测项目、设备主要技术指标和安装技术要求。1.2 本技术规程适用于上海市城镇污水处理厂在线监测系统中的化学需氧量（CODCr）、总有机碳（TOC）、pH值、氨氮、温度、流量等的在线监测。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。GB 50057-94 建筑物防雷设计规范GB 50093-2002 自动化仪表工程施工及验收规范GB 50168-92 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB 50169-92 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范DGJ 08-114-2005 上海市工程建设规范临时性建（构）筑物应用技术规程（试行）HBC 6-2001 环境保护产品认定技术要求 化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪HJ/T 15-1996 超声波明渠污水流量计HJ/T 96-2003 pH水质自动分析仪技术要求HJ/T 101-2003 氨氮水质自动分析仪技术要求HJ/T 104-2003 总有机碳（TOC）水质自动分析仪技术要求HJ/T 191-2005 紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪技术要求JB/T 9248-1999 电磁流量计ZBY 120-83 工业自动化仪表工作条件温度、湿度和大气压力当上述规范性引用文件被修订或重订时，应使用其最新版本。3 术语和定义3.1化学需氧量（CODCr）测量的重铬酸钾法 在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时，还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L来表示。3.2总有机碳（TOC）燃烧法 利用催化燃烧方法将污水中的有机成分转化成CO2并进行检测，用以确定污水的TOC浓度。3.3紫外（UV）吸收分光光度法利用紫外吸收光谱对水中有机污染物浓度进行测定，在一定条件下，水中有机物的浓度与紫外吸光度有很好的相关性，根据光吸收系数（SAC），得到水中有机物浓度。在水质监测中光吸收系数与CODCr或TOC具有相关性时，可将光吸收系数折算成CODCr或TOC。3.4pH值测量的玻璃电极法 污水pH值测定的一种方法，该方法采用玻璃电极作为指示电极，甘汞电极或银电极作为参比电极，测量以获得污水的pH值。3.5氨氮气敏电极法和比色法采用氨气敏复合电极，在碱性条件下，水中氨气通过电极膜后对电极内液体pH值的变化进行测量，以标准电流信号输出。比色法是在污水水样中加入能与氨离子产生显色反应的化学试剂利用分光光度计分析得出氨氮浓度的方法。3.6数据采集传输仪 采集各种类型监控仪器仪表的数据、完成数据存储及与上位机数据通讯传输功能的单片机、工控机、嵌入式计算机或可编程控制器等。3.7超声波明渠污水流量计 用于测量明渠出流及不充满管道的各类污水流量的设备，采用超声波发射波和反射波的时间差测量标准化计量堰、槽内的水位，通过变送器用ISO流量标准计算法换算成流量。3.8 电磁流量计 利用法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表。3.9水质自动采样器 一种污水取样装置，具有智能控制器、采样泵、采样瓶和分样转臂，可以设定程序按照时间、流量或外部触发命令采集单独或复合样品。3.10 平均无故障连续运行时间 指自动分析仪在校验期间的总运行时间（h）与发生故障次数（次）的比值，以“MTBF”表示，单位为：h/次。4 检测项目和设备主要技术指标4.1 检测项目城镇污水处理厂在线监测系统的检测项目包括CODCr、TOC、pH值、氨氮、温度、流量等，其中CODCr、pH值、氨氮、流量为必测项目。4.2 设备主要技术指标4.2.1 化学需氧量（CODCr）在线监测仪4.2.1.1 方法原理 在酸性条件下，将水样中有机物和无机还原性物质用重铬酸钾氧化的方法，检测方法有光度法、化学滴定法、库仑滴定法等。4.2.1.2 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.1.3 测定范围205000mg/L。4.2.1.4 性能要求4.2.1.4.1 当采用HBC6-2001第8条试验时，化学需氧量在线自动分析仪器的性能必须满足表1的技术要求。表1 化学需氧量（CODCr）在线监测仪的性能指标项目性能重复性误差 10%零点漂移 5mg/L量程漂移 10%直线性 5%MTBF360 h/次邻苯二甲酸氢钾试验 10% （测量误差）实际水样比对试验15%（CODCr30） 以低浓度标样替代实际水样进行试验30%（30mg/LCODCr60mg/L）20%（60 mg/LCODCr80 mg/L）15% （CODCr80 mg/L）电压稳定性10%绝缘阻抗20M以上耐电压无异常现象（电弧和击穿等）4.2.1.4.2 其他功能要求具有时间设定、校对、显示功能。具有自动零点、量程校正功能。具有测试数据显示、存储和输出功能。意外断电且再度上电时，能自动排出系统内残存的试样、试剂等，并自动清洗，自动复位到重新开始测定的状态。具有故障报警、显示和诊断功能，并具有自动保护功能，并且能够将故障报警信号输出到远程控制网。具有限值报警和报警信号输出功能。具有接收远程控制网的外部触发命令、启动分析等操作的功能。4.2.1.5 仪器构造有关仪器构造的要求见 HBC6-2001 第7条。4.2.1.6 通讯协议支持RS-232、RS-485协议，具体要求按照上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 通信（试行）规定。4.2.1.7 相关的认证要求4.2.1.7.1 具有中华人民共和国计量器具型式批准证书，通过环境监测专用仪器适用性检测。4.2.1.7.2 具有中国环境保护产业协会颁发的环境保护产品认定证书。4.2.2 总有机碳（TOC）在线监测仪4.2.2.1 方法原理见 HJ/T 104-2003 第4条。 若将TOC数据转换为CODCr时，其转换结果只能作为参考依据。4.2.2.2 检测方法非分散红外吸收法。4.2.2.3 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.2.4 测定范围22000mg/L。4.2.2.5 性能要求4.2.2.5.1 当采用 HJ/T 104-2003第9条试验，总有机碳（TOC）在线监测仪的性能必须满足表2的技术要求。表2 总有机碳（TOC）在线监测仪的性能指标项目性能重复性误差 5%零点漂移 5%量程漂移 5%直线性 5%响应时间（T90）间歇式：5min 以内连续式：15min 以内MTBF720 h/次实际水样比对试验15%（TOC10） 以低浓度标样替代实际水样进行试验15% （10TOC20）10% （TOC20）电压稳定性 5%绝缘阻抗20M以上4.2.2.5.2 其他功能要求具有将TOC数据自动换算成CODCr，并显示和输出数据的功能。其他功能要求同本规程4.2.1.4.2。4.2.2.6 仪器构造有关仪器构造的要求见 HJ/T 104-2003 第8条。4.2.2.7 通讯协议同本规程4.2.1.6。4.2.2.8 相关的认证要求同本规程4.2.1.7。4.2.3 紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪4.2.3.1 方法原理见 HJ/T 191-2005 第3.2条。若将紫外（UV）吸收分光光度法的检测结果转换为CODCr或TOC时，其转换结果只能作为参考依据。4.2.3.2 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.3.3 测定范围标准溶液浓度与换算成1m光程的吸光度呈线性的范围。最小测定范围为020m-1，最高测定范围可达0250m-1或更高。4.2.3.4 性能要求4.2.3.4.1 当采用HJ/T 191-2005 第7条试验，UV仪的性能必须满足表3的技术要求。表3 紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪的性能指标项目性能重复性误差量程的 2%以内零点漂移量程的 2%以内量程漂移量程的 4%以内直线性量程的 5%以内MTBF720 h/次邻苯二甲酸氢钾试验 5% （测量误差）电压稳定性量程的 2%以内绝缘阻抗2M以上4.2.3.4.2 其他功能要求具有将检测结果自动换算成CODCr或TOC，并显示和输出数据的功能。其他功能要求同本规程4.2.1.4.2。4.2.3.5 仪器构造有关仪器构造的要求见 HJ/T 191-2005 第6条。4.2.3.6 通讯协议同本规程4.2.1.6。4.2.3.7 相关的认证要求同本规程4.2.1.7。4.2.4 pH水质自动分析仪4.2.4.1 方法原理（玻璃电极法）以玻璃电极为测量电极，银电极或饱和甘汞电极为参比电极，组成复合电极，样品在复合电极上所产生的电位差。变送器将测量的电位差值转换并经过温度补偿，转为pH值显示并进行标准输出。4.2.4.2 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.4.3 测量范围测量最小范围：pH 212 （040）。4.2.4.4 安装方式插入式。4.2.4.5 性能要求4.2.4.5.1 当采用 HJ/T 96-2003 第8条试验，pH水质自动分析仪的性能必须满足表4的技术要求。表4 pH水质自动分析仪的性能指标项目性能重复性 0.1pH 以内漂移（pH=9） 0.1pH 以内漂移（pH=7） 0.1pH 以内漂移（pH=4） 0.1pH 以内响应时间（T90）0.5min 以内温度补偿精度 0.1pH 以内MTBF720 h/次实际水样比对试验 0.5pH 以内电压稳定性指示值的变动在 0.1pH 以内绝缘阻抗5M以上4.2.4.5.2 其他功能要求同本规程4.2.1.4.2。4.2.4.6 仪器构造有关仪器构造的要求见 HJ/T 96-2003 第7条。4.2.4.7 通讯协议同本规程4.2.1.6。4.2.4.8 相关的认证要求同本规程4.2.1.7。4.2.5 氨氮水质自动分析仪4.2.5.1 方法原理（气敏电极法、比色法）气敏电极法：采用氨气敏复合电极，在碱性条件下，水中氨气通过电极膜后对电极内液体pH值的变化进行测量，以标准电流信号输出。比色法：在水样中加入能与氨离子产生显色反应的化学试剂，利用分光光度计分析得出氨氮浓度。4.2.5.2 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.5.3 测定范围测量最小范围：（1）电极法为0.05100 mg/L；（2）光度法为0.0550mg/L。4.2.5.4 性能要求4.2.5.4.1 当采用HJ/T 101-2003 第8项试验，氨氮水质自动分析仪的性能必须满足表5的技术要求。表5 氨氮水质自动分析仪的性能指标项目性能电极法光度法重复性误差 5% 10%零点漂移 5% 5%量程漂移 5% 10%响应时间（T90）5min以内直线性 10%温度补偿精度 0.1mg/L以内MTBF720 h/次720 h/次实际水样比对试验 10% 10%4.2.5.4.2 其他功能要求同本规程4.2.1.4.2。4.2.5.5 通讯协议同本规程4.2.1.6。4.2.5.6 相关的认证要求同本规程4.2.1.7。4.2.6 温度在线监测仪4.2.6.1 方法原理 铂电阻或热电偶测量法。4.2.6.2 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.6.3 测量范围0100，精度0.1。4.2.6.4 安装方式插入式。4.2.6.5 基本功能要求具有时间设定、校对、显示功能。具有断电保护和来电自动恢复功能。具有故障报警、显示和诊断功能，并具有自动保护功能，并且能够将故障报警信号输出到远程控制网。具有限值报警和报警信号输出功能。4.2.6.6 通讯协议同本规程4.2.1.6。4.2.6.7 相关的认证要求具有中华人民共和国计量器具型式批准证书。4.2.7 超声波明渠污水流量计4.2.7.1 方法原理 用超声波发射波和反射波的时间差测量标准化计量堰、槽内的水位，通过变送器用ISO流量标准计算法换算成流量。4.2.7.2 工作电压和频率供电电压应符合：AC 220V22V，频率 50Hz1Hz；或DC 12V2V。4.2.7.3 性能要求性能要求见 HJ/T 15-1996 第3.3条。4.2.7.4 通讯协议同本规程4.2.1.6。4.2.7.5 相关的认证要求同本规程4.2.1.7.1。4.2.8 管道式电磁流量计4.2.8.1 方法原理 与管道连接，根据法拉第电磁感应原理测得流速。4.2.8.2 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.8.3 性能要求性能要求见 JB/T 9248-1999 第3.2条、第4条。4.2.8.4 通讯协议同本规程4.2.1.6。4.2.8.5 相关的认证要求同本规程4.2.1.7.1。4.2.9 水质自动采样器4.2.9.1 采样方式：蠕动泵法。4.2.9.2 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.9.3 工作温度：-1060。4.2.9.4 吸水高度：大于5米。4.2.9.5 外壳防护：IP67。4.2.9.6 采样量重复性：5ml，或一次调整平均容积的5%。4.2.9.7 基本功能要求具备采样管空气反吹及采样前预置换功能。控制器自诊断功能：自动测试RAM 、ROM、 泵、显示面板和分配器。可按时间、流量、外接信号设置触发采样的功能。具备泵管更换指示报警功能，具有样品低温保存功能。4.2.9.8 相关的认证要求同本规程4.2.1.7.1。4.2.10 数据采集传输仪安装在城镇污水处理厂进水口或排放口现场，集水质、水量等参数的自动采集、数据处理、存储、通讯为一体的设备，是在线监测系统中的关键设备。通讯采用上海市城镇污水处理厂在线监测规程 通信（试行）规定的方式。4.2.10.1 工作电压和频率工作电压为单相（22020）V，频率为（500.5）Hz。4.2.10.2 工作温度和湿度040，095%相对湿度（不结露）。4.2.10.3 电池备用50 毫安时可充电锂电池（可保持不少于30天）或不间断电源（UPS）。4.2.10.4 数据存储容量不少于32MB。存储单元可以在需要时方便取出并在通用的计算机中读取。4.2.10.5 电流输入，16路。4 mA20mA，光隔离。12bit及以上分辨率。输入阻抗：约170欧姆。扫描频率：每秒16通道。4.2.10.6 电压输入 16路。光电隔离，0伏特10伏特。12bit及以上分辨率。输入阻抗：大于10兆欧姆。扫描频率: 每秒16通道。4.2.10.7 数字量输入 16路。4.2.10.8 继电器输出 8路。4.2.10.9 通信串行接口： RS-485 二个，RS-232 二个。4.2.10.10 内部时钟有独立电池供电。走时误差优于正负0.5秒/24小时。4.2.10.11 通信波特率300/600/1200/2400/4800/9600/19200 bps ,可用软件调节设置。4.2.10.12 人机界面优于或达到以下要求：10英寸及以上彩色平板显示器（非CRT）。89键标准键盘。数据存储：容量不少于32MB。存储单元可以在需要时方便取出并在通用的计算机中读取。4.2.10.13 仪器总体平均无故障时间（MTBF）：不小于17000小时。4.2.10.14 基本功能要求4.2.10.14.1 能实时采集在线监测仪表的输出数据。4.2.10.14.2 对采集的数据进行处理、存储、显示，适合模拟信号、数字信号等多种方式输入方式，兼容多种通讯协议。4.2.10.14.3 具有数据处理参数远程设置功能，例如：远程设定或修改采样数据的上下限、监测参数报警值的上下限、运行时间、短信息报警中文地址、短信息服务中心号短信报警手机号码、短信报警手机个数、允许或禁止报警等。4.2.10.14.4 具有数据打包和远程通讯功能。4.2.10.14.5 具有多种远程通讯方式。例如：定时通讯方式、随机通讯方式、实时通讯方式、直接通讯方式、短信报警等。4.2.10.14.6 低功耗和交直流两用。4.2.10.14.7 具有自检和故障自动恢复功能。4.2.10.14.8 可进行远程遥控，启动现场在线监测仪和自动采样器按照需要进行工作。4.2.10.14.9 流量数据无累计误差采集，模拟信号输入精度0.1%。4.2.10.14.10 能满足恶劣工作环境，如监测站房内有腐蚀性气体存在、房内气温较高等。4.2.10.14.11 运行稳定，具有断电数据保护性能。4.2.10.14.12 实时监视在线监测仪器工作状况，当在线监测仪器出现故障时，重启在线仪器，重启失效时采用短信息报告在线监测仪器出现故障。4.2.10.14.13 当水质参数超标时，在发出短信息报警的同时启动水质采样器采集超标水样。5 安装技术要求5.1 进水口、排放口设置5.1.1 在线监测仪水质采样点可设在城镇污水处理厂进水口或处理工艺末端排放口。进水口应设置在提升泵后沉砂池之前。进水口或排放口的设置应能满足安装污水水量自动计量装置、CODCr、TOC、pH值、氨氮、温度等在线监测仪的要求。5.1.2 进水口或排放口的采样点应能设置水质自动采样器。5.2 监测用房5.2.1 监测用房面积不小于7m2。监测用房与采样点距离不宜大于50米。监测用房应做到专室专用。5.2.2 监测用房内应密封，安装空调，保证室内清洁，环境温度、相对湿度和大气压等应符合ZBY120-83的要求。5.2.3 监测用房内有安全合格的配电设备，应能提供足够的电力负荷，不小于5kW。电压稳定性达不到站房内相关检测设备的要求时，应配置稳压电源。5.2.4 监测用房内应有合格的给、排水设施，应使用自来水清洗仪器及有关装置。5.2.5 监测用房必须有完善、规范的接地装置和避雷措施，防盗和防止人为破坏的设施。接地装置应符合GB 50169-92 的要求。避雷措施应符合GB50057-94 的要求。5.2.6 监测用房如采用彩钢夹芯板搭建，应符合DGJ08-114-2005 第6.3条要求。5.2.7 监测站房内应配备灭火器箱、手提式二氧化碳灭火器、干粉灭火器或沙桶等。5.2.8 监测用房的设置应避免对企业安全生产和环境造成影响。5.3 采样取水系统安装要求5.3.1 采样取水系统应保证采集有代表性的水样，并保证将水样无变质地输送至监测用房供监测仪器取样分析或采样器采样保存。5.3.2