油 气 田 环 境 保 护 ＥＮＶＩＲ（）ＮＭＥＮＴＡＩ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＯＩＩ ＆ＧＡＳ ＦＩＥＩ Ｉ）Ｓ Ｖ（）１．？１ Ｎｏ．４。５７。 污水在线监测系统的建设与使用 刘国宇 （中国石油辽河油田公司锦州采油厂） 摘 要 文章介绍了在线监测系统的仪器配备、测量原理、设备特点及使用情况。污水在线监测系统通过 对ＣＯＤ、氨氮、悬浮物、水中油、硬度五种监测仪器的组合，实现了油田污水再利用李面水质化验的简化工，ｑ－，对 水质污染物进行实时监测。运行经验表明，依靠该系统测量的数据可有效提高污水的监测水平，使之达到生产 要求，对监测不合格的污水及时调整和处理，并可进行远输、传控。 关键词 污水 在线监测 ＣＯＤ中图分类号：Ｘ８３２ 氨氮 油 悬浮物 硬度 文章编号：１００５—３１５８（２０１１）０４—００５７—０３ 文献标识码：Ａ ０ 引 言 实现稠油开采污水净化回用具有社会、经济、环 ◆实现联合站自身和环保部门、上级部门对污水处 理的同时监测； 保的多重效益，有利于促进油田循环经济的实现和可 ◆实现数据的远程自动监控； 持续发展。稠油污水回用技术的成功应用，为辽河油 田采出水处理技术的发展产生一定的促进作用。污 ◆监测数据自动采集； ◆及时了解联合站的污水处理系统运行情况。 水在线监测作为提高环境管理水平的重要手段 正 在逐步普及。 １ 系统建设原则 方案采用国内外的先进在线监测仪器，经优化组 合，能自动、实时、准确地监测联合站污水处理水质状 况。 污水在线监测系统，针对稠油污水中主要污染物 （ＣＯＤ、氨氮、油、悬浮物、硬度等）危害进行分析，结合 油田污水利用水质的要求，进行实时监测，并将监测 数据同步上传到环保部门和上级管理部门。 污水在线监测系统，可以加强污染源监控，既符 合国家和地方环保要求，也是中国石油天然气股份有 限公司加强环保管理的需要，是实施ＨＳＥ管理体系 的重要步骤。 方案的编制遵循中国石油天然气股份有限公司 《水质在线监测系统技术要求（暂行）》中的原则，技术 方案依据是：ＳＹ／Ｔ ５８５４～２００５《油田专用湿蒸汽发 生器安全规定》、中国石油天然气股份有限公司《在线 监测数据采集与传输系统要求》、《水和废水监测分析 方法》（第四版，中国环境科学出版社）。 污水在线监测系统，促进了循环冷却水高浓缩、 稠油污水处理回用、污水深度处理回用等石油石化工 业节水新技术的发展和应用。 该系统的建设有利于油田公司及时了解污水出水 水质情况，保证污水回用水达标循环利用，实现清洁生 ２ 系统配置方案 污水在线监测系统监测参数包括：ＣＯＤ、氨氮、悬 浮物、油含量、总硬度等。 根据现场情况，在污水水管处就近建设在线监测 产，同时企业环保部门也可以通过系统及时了解污水 处理的运行情况。此系统的实施将达到以下目的： ◆实时监测回用水或污水水质； ◆监测回用水的水量； 站房，用管线将水样从水管采集到监测房内的溢流池 内，分别安装在线监测分析仪 ，各分析仪器在溢流 池中取样分析。分析后的监测数据通过数据采集系 统采集，在现场工业平板电脑上显示，同时通过无线 （ＧＰＲＳ）或有线（ＴＣｔ’／ＩＰ）上传到联合站环保科、相关 部门和油田总公司，系统示意见图１。 ◆同时监测ＣＯＤ、氨氮、悬浮物、油含量、总硬度等； ◆实时监测污水处理设施的运行情况； ◆回用水监测历史数据的采集上报； 刘国宇，１９９７年毕业于辽河石油学校石油及天然气开采专业，现在中国石油辽河油田公司锦州采油厂从事环境保护管理工作。通信地址：辽宁省 凌海市阎家镇锦州采油厂土地公路环保科，１２１２０９ 油气田环境保护・环境监测 软件 ＝凰 ＣＯＤ分析仪、氨氮分析仪、悬浮物分析仪、 水中油分析仪、硬度仪等 图１ 污水在线监测系统示意 ＇ ３水质在线监测仪器性能 水质在线监测仪器配置方案见表１。 表１ 水质在线监测仪器配置方案 项目 仪器型号 ＣＯＤ…型ＣＯＤｃ 在线分析仪 ＣＯＤｃ， 样品预处理系统 氨氮 Ａｍｔａｘ ｃｏｍｐａｃｔ在线分析仪 悬浮物 Ｓｏｌｉｔａｘ ｓｃ悬浮物分析仪 油含量 Ｅｎｖｉｒｏ Ｆｌｕ—ＨＣ水中油在线分析仪 硬度 ＡＰＡ６０００硬度仪 注：表１仪器的生产商为美国ＨＡＣＨ ｌＩ－ ｛ （ ｉ： ３．１．１测量原理 ＣＯＤ在线分析仪ＣＯＤ…，是将ＧＢ １１９１４—８９ 《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》规定的重铬酸 钾消解方法和比色法相结合的产品，采用工控机自动 控制水样的采集、加药、恒温加热消解和进行光电比 色，快速连续自动完成ＣＯＤ分析的全过程。水样、重 铬酸钾、硫酸银（催化剂使直链脂肪族化合物氧化更 充分）和浓硫酸的混合液在消解池中被加热到 １７５。Ｃ，在此期间铬离子作为氧化剂从价被还原成价 而改变颜色，颜色的改变强度与样品中有机化合物的 含量呈对应关系，仪器通过比色换算直接将样品的 ＣＯＤ显示出来Ｅ 。 ３．１．２特点 ◆具有基本参数和监测数据的自动储存功能，自动 保存并实时更新一个月的监测数据； ◆具有干运转、断电自动保护和来电自动恢复功能； ◆具有时间设置功能，可任意设定监测频次； ◆数字及图形趋势显示监测数据； ◆自动量程转换； ◆自动清洗（在清洗时具有数据锁定功能），自动标 定校准功能，可根据用户需要选定清洗及校准间隔； ◆两路０／４—２０ ｍＡ模拟量输出，两路继电器输出， ＭＯＤＢＵＳ ＲＴＵ／ＲＳ４８５数字量通讯，可实现双向通 讯和远程控制功能； ◆仪器具有状态自检功能，故障时自动报警（同时停 止运行），如液体泄漏、管路堵塞、超出量程、仪器内部 温度过高、试剂用尽、高低浓度、断电等。 氨氮在线分析仪测量过程是：废水被导入一个样 品池，并且与定量的氢氧化钠混合。这样，样品中所 有的铵盐转换为气态氨，并且扩散到一个装有定量指 示剂的测量比色池中。氨气再被溶解，改变指示剂的 颜色。内置比色计测量溶液颜色的改变，从而得到氨 氮浓度，并显示在ＬＥＤ屏幕上。ｃｏｍｐａｃｔ氨氮在线 分析仪Ａｍｔａｘ特点如下： ◆具有基本参数和监测数据的自动储存功能，自动 保存并实时更新一个月的监测数据； ◆具有干运转、断电自动保护和来电自动恢复功能； ◆具有时间设置功能，可任意设定监测频次； ◆数字及图形趋势显示监测数据； ◆手动量程转换； ◆自动清洗（在清洗时具有数据锁定功能），自动标 定校准功能，可根据用户需要选定清洗及校准间隔； ◆两路０／４—２０ｍＡ模拟量输出，两路继电器输出，可 实现双向通讯和远程控制功能； ◆仪器具有状态自检功能，故障时自动报警（同时停 止运行），如液体泄漏、管路堵塞、超出量程、仪器内部 温度过高、试剂用尽、高低浓度、断电等。 （）ｌ１｛ ８ Ｊ】 刘国宇：污水在线监测系统的建设与使用 ・５９・ ３．３．１测量原理 Ｓｏｌｉｔａｘ ＳＣ悬浮物在线分析仪测量探头内部，位于 ４５。角有一个内置的Ｉ．ＥＤ光源，可以向样品发射８８０ ｎｍ 的近红外光，该光束经过样品中悬浮颗粒的散射后，经 检测器检测与入射光成９０。角韵散射光，并通过仪器计 算，从而得到样品的浊度。当测量悬浮物时，经检测器 检测与入射光成１４０。角的散射光，然后通过仪器计算 前、后检测器检测到的信号强度，从而得出悬浮物值。 由于ＬＥＤ发出的是８８０／１／１１的近红外光，所以，即使样 品中有颜色，也不会影响测量结果。 ３．３．２特点 ◆既可以检测浊度，还可以检测悬浮物浓度； ◆采用双光束红外和散射光光度计检测技术； ◆探头具有自清洗功能； ◆ＬＥＤ发出的是８８０ ｒｉｍ的近红外光，补偿样品中 的颜色； ◆多种安装方法。 ．Ｉ ＋＿＿ ０ ｌｖｉ ｒ（）Ｉ 】¨（、 ３．４．１测量原理 ・ ＥｎｖｉｒｏＦｌｕ—ＨＣ是一个微型的浸没式紫外荧光分 析仪，用于测量水中油以及其他碳氢化合物。 ＥｎｖｉｒｏＦｌｕ—ＨＣ微型荧光计通过直接测量给定样 品体积中的荧光物质发射量的方法来在线监测多环 芳烃的浓度。多环芳烃主要是由高效的氙气闪光灯 所激发。多环芳烃激发所需的波长是通过使用 ２５４ ｎｍ￣，Ｊ的干扰过滤器进行选择的。一小部分激发 光会被双重的电子束分裂器反射，并被用做参比信号 来评估激发能量的变化。激发光束会由一个小棱镜 在视窗前约２ ｍｍ处聚光。荧光也会由同样的棱镜 来收集，被双重的电子束分裂器反射，被更大面积的 光电二极管检测到。在光电二极管前面使用了干扰过 滤器（ＣＷＩ ３６０ ｎｍ）来消除散射光，并用来选择荧光。 同时，一个专门研发的线路可以消除环境光的干扰。 ３．４．２特点 ◆无需任何试剂和样品预处理； ◆全自动直接连续测量； ◆使用连接盒可与通用的数字化变送器ＳＣ１０００连接； ◆耐脏纳米涂层，保持长期稳定测量。 ．；． ＼ｌ ＼ …（） 毋 。 。３．５．１测量原理 ＡＰＡ６０００分析仪精确地将一定量样品及铬黑Ｔ 指示剂导入放有一定量的Ｍｇ ＥＤＴＡ溶液的混合池 中。Ｍｇ—ＥＤＴＡ是一种螯合剂，样品中钙及其他二价 阳离子与Ｍｇ—ＥＤＴＡ中的镁进行等当量交换反应。 反应后的混合液进入比色计，并在５２０ ｎｍ波长处进 行色度测定。溶液色度与样品中总的钙、镁浓度成正 比。仪器测定总可溶性硬度并以ＣａＣＯ。表示。 在一个分析周期中，自动滴定管准确量取样品， 并通过多相位阀进入混合池。混合后的样品及试剂 反应溶液被导人色度检测器，以测得样品精确的硬 度、浓度读数。 ３．５．２特点 ◆自动校准、自动清洗、自动填充试剂的全自动分析； ◆可连续运行３Ｏ ｄ，无需任何维护，完全实现无人值守； ◆每次分析的水样、试剂的消耗量很少，保证系统容 易清洗，没有记忆效应； ◆独特的空气隔热系统设计以保证化学反应在恒温 条件下进行； ◆可对两路水样进行准确、连续的测定； ◆使用ＵＳＥＰＡ认可的方法测量低量程硬度； ◆具有强大的数据处理功能，可以存储３０ ｄ的分析 数据，可进行图形分析、趋势分析。 ４ 结束语 在线监测系统的运用，能够及时准确地反映出污 水的Ｃ（）Ｄ、氨氮、油、悬浮物、硬度精确数据，三年来 的运行经验表明，该系统测量准确、储存信息量大，传 输及时准确，依靠此系统可有效提高污水的监测水 平，使之达到生产要求，对监测不合格的污水及时调 整和处理ｌ１ｊ；并可进行远输、传控，对上级环保部门掌 控基层单位的生产情况提供第一手资料，可对下步计 划的实施和运用提供数据依据。在油田生产中有着 重要的地位。 参考文献 ［１］王勤上海市污染源废水在线监测系统的开发与应用 ＦＪ］．上海环境科学，２００２，２ｌ（６）：３６９ ３７１， ［２］ 罗翠琴水质自动监测系统的建设与管理＿＿Ｊ］．现代测量 与文验室管理，２００９，１２（２）：３２—３３． ［３３国家环保总局．水和废水监测分析方法指南ＥＭ３北京： 中国环境科学出版社，ｌ９９７． ［４］ 吴河．ＨＳＥ管理体系信息化探讨【＝Ｊ］．安全、健康和环境， ２００４，４（１）：２０—２２． （收稿日期 ２Ｏ１１－０１ １ ３） （编辑 李娟）
