水处理中环境监测技术的应用策略研究

孙 玥，贾 美，赵加庆

（济南市生态环境监控中心历城分中心，山东 济南 250100）

引言

随着社会的发展以及工业化进程的加快，污染排放导致的水环境污染状况越发严重，水环境关系到居民的健康以及社会的稳定，相关人员需要加强对水处理的重视，并且结合水处理的实际需要，将环境监测技术引入水处理环节，以实现对水环境的充分研究。然而实际的水环境复杂多样，检测技术也需要专业设备以及专业人员的支撑，所以在实际作业环节，相关人员应深入分析环境监测技术及其应用，强化污染防治意识，促使水处理更具科学性，并在技术层面为环境监测提供保障。只有这样，才能增加我国在水处理方面的技术优势，进而推动生态文明建设。

1 水处理及环境监测概述

1.1 水处理概述

水处理是指对水进行物理、化学或生物学的处理，以去除其中的污染物和杂质，使其达到特定的水质要求。水处理的目的是保护和改善水资源，以满足不同的用途，如饮用水、工业用水、农田灌溉等。现阶段的水处理主要有净化、混凝、沉淀、过滤以及消毒等步骤。随着科学技术的发展，越来越多的先进处理工艺开始应用到水处理环节，如反渗透、电离子交换、臭氧氧化等，可以更彻底地去除水中的污染物和溶解物质。总之，水处理是一项重要的环境工程技术，可以提供安全、清洁的水资源，保护人类健康和环境的可持续发展。水处理流程如图1所示。

图1 水处理流程

1.2 环境监测概述

环境监测是指对环境中的各种物理、化学和生物因素进行系统观测和分析，以评估环境状况、识别污染源、监测环境变化并制定环境保护策略的过程。环境监测通常涵盖大气环境监测、土壤环境监测、噪声环境监测以及生物多样性监测等诸多环节，对环境保护具有重要作用。现阶段的环境监测通常通过现场观测、采样和实验室分析等手段进行。同时，还可以应用遥感技术、地理信息系统（GIS）、数学模型等辅助工具进行数据处理和分析，以获取更全面、更准确的环境信息。通过环境监测，我们可以及时掌握环境质量状况，发现和预警环境污染问题，为环境保护和可持续发展提供科学依据。

1.3 水处理环节的环境监测

在水处理过程中，环境监测非常重要，它可以帮助评估水质状况、监测水污染源、检测水处理设施的效果及确保水资源的安全和可持续利用。水处理环境监测主要包括：（1）水源水质监测：指对水源进行监测，包括河流、湖泊、地下水等，这有助于评估水源的质量和适用性，以及检测潜在的污染源。（2）进水和出水监测：对水处理厂的进水和出水进行监测，以评估水处理过程的效果和水质的变化。监测项目可能包括悬浮物、溶解氧、pH值、氯含量、重金属、有机污染物等。（3）残留物监测：在水处理过程中使用的化学药剂（如混凝剂、消毒剂）和过滤介质（如活性炭）可能会留下残留物，对这些残留物进行监测可以评估其对水质的潜在影响和环境风险。（4）水处理设施监测：对水处理设施的运行参数进行监测，如流量、压力、温度等，这有助于确保设施正常运行，及时发现问题并采取解决措施。（5）水环境生物监测：监测水中的生物指标，如浮游植物、浮游动物、底栖生物等，这可以提供有关生态系统健康状况的信息，以评估水质改善的效果[1]。（6）水处理副产物监测：水处理过程中可能会产生一些副产物，如污泥、渣滓等，对这些副产物进行监测可以评估其处理和处置的需要，并确保其对环境的影响得到控制。环境监测数据的收集和分析对于评估水处理系统的性能、指导水质改善和保护水资源都至关重要。同时，监测数据还可以用于制定水资源管理政策和法规，以确保水环境的可持续发展。

2 水处理中环境监测技术的优势

2.1 评估水质状况

环境监测可以提供对水质状况的准确评估。通过监测水中的污染物含量、营养物质浓度、微生物数量等指标，相关人员可以了解水体是否受到污染、污染程度以及可能的污染源。这有助于判断水的适用性和安全性，以及制定相应的水处理策略。

2.2 监测水污染源，及时发现和解决问题

环境监测可以帮助监测水污染源的存在和排放情况。通过监测水源和进水中的污染物，相关人员可以追踪并识别可能的污染源，及时采取措施减少或消除污染物的排放，保护水资源的可持续利用。而且通过持续的环境监测，可以及时发现水污染源的变化趋势和异常情况，这使得水处理厂能够及时采取措施解决问题，确保水质符合规定的标准和要求。

2.3 评估处理效果，确保水资源的合理利用

水是人类生活、工业和农业等各个领域不可或缺的重要资源。环境监测可以帮助我们保护水资源。通过监测水体的质量和生态系统的健康状况，相关人员可以及时发现和解决潜在的水污染问题，保障水资源的可持续供应。而且通过环境监测可以评估水处理效果。通过对进水和出水的监测，相关人员可以了解水处理设施的运行情况，监测水质变化，并及时发现水处理过程中的问题和潜在风险。这有助于优化水处理工艺，确保水处理的有效性和稳定性。

2.4 获取精准数据，辅助后续决策

环境监测可以通过专业的仪器设备和标准的采样方法，提供准确的数据和信息。这些数据可以反映水体中的污染物浓度、水质指标、微生物数量等，为水处理过程和水质评估提供可靠依据。通过收集和分析监测数据，我们可以了解环境变化趋势，评估环境保护措施的效果，并根据数据结果制定相应的环境管理和调控措施。环境监测提供了科学依据，有助于相关部门制定环境保护政策和管理决策。此外，环境监测可以提高公众对水质和环境问题的关注度和参与度。公众可以通过监测数据了解水质状况，对水处理过程和效果提出质疑或建议。同时，透明的监测结果也增加了公众对水处理厂和政府的信任度。

综上所述，水处理中的环境监测是十分必要的，它可以提供关于水质、污染源、水处理效果和环境状况的准确信息，为保护水资源、制定政策和管理决策提供科学依据，保障人类健康和环境的可持续发展。水处理中的环境监测如图2所示。

3 水处理中环境监测技术的难点

在水处理环节，环境监测能对水环境进行全面监测，从而为后续的治理奠定基础，但是在实际作业环节，依旧存在一些难点，需要相关人员加强研究。首先是复杂的水质状况，水质受到多种因素的影响，包括自然因素、人为活动和污染源的影响等，水质参数的变化可能非常复杂，涉及多种污染物的相互作用和复杂的化学反应过程，因此准确监测和评估水质变化的难度较大。其次是对多种污染物的监测，水体中存在多种污染物，如悬浮物、溶解物、有机物、重金属、微生物等，这些污染物具有不同的特性和浓度范围，需要采用不同的监测方法和处理技术。监测多种污染物时，需要考虑它们之间的相互干扰和共存关系，及监测设备和技术的选择。水处理环境监测需要使用各种设备和技术，如传感器、分析仪器、采样设备等，选择合适的设备和技术需要考虑监测项目、监测精度、采样频率、成本等多种因素。同时，监测设备和技术的维护和校准也需要投入大量的人力和资源。水处理环境监测需要在一定的时间范围内进行，并涵盖多个监测点，然而监测频率和范围可能受到资源限制和成本限制的影响[2]，因此如何选择合适的监测频率和监测点，以及如何在有限的资源下实现全面监测，是一个具有挑战性的问题。另外，环境监测会产生大量的监测数据，如何对这些数据进行处理和分析，提取有用的信息，对水质变化和污染源进行准确评估，是一项复杂的任务。数据处理和分析需要使用统计学、模型和计算机技术等工具，需要专业的知识和经验。

4 水处理中环境监测技术的应用策略

4.1 监测目标的确定以及布局

相关人员首先需要确定监测的目标和重点，根据水处理系统的特点和需求，确定需要监测的参数和指标，如水质指标（pH值、溶解氧、浊度等）、污染物浓度（重金属、有机物等）、微生物数量等。同时，还需考虑监测的时空范围和频率，并根据水处理系统的特点和水质变化的可能性，合理布置监测点[3]。监测点的选择应覆盖整个水处理过程的关键环节，包括进水源、进水口、出水口、各个处理单元等，同时还需考虑水体流动、混合程度和可能的污染源。

4.2 监测技术的选择

相关人员需要根据监测目标，选择合适的监测技术和方法，考虑监测参数的特性、测量要求、准确性和可靠性，选择适合的传感器、分析仪器、生物传感器等。同时，还要考虑设备的成本和维护要求。

4.2.1 传感器技术

传感器是一种能够感知和测量特定物理或化学参数的设备。在水处理中，常用的传感器包括pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器、电导率传感器等。这些传感器可以实时监测水质参数，提供准确的数据。

4.2.2 分析仪器

水处理中常用的分析仪器包括色谱仪、质谱仪、光谱仪、电化学分析仪等，这些仪器可以对水样进行化学分析，检测水中的有机物、无机物、重金属等成分。分析仪器提供了高灵敏度和高准确性的分析结果。

4.2.3 原子吸收光谱技术

原子吸收光谱技术基于原子与特定波长的光相互作用的原理，可以分析水中的金属元素含量，如铜、铅、汞等。原子吸收光谱技术具有高灵敏度和选择性，可以实现对微量金属元素的准确监测。

4.2.4 生物传感器技术

生物传感器利用生物体或生物分子对特定物质的识别和响应，实现对水中有害物质的监测。常见的生物传感器有酶传感器、抗体传感器、微生物传感器等。生物传感器具有高选择性和灵敏度，可以用于监测水中的细菌、病毒、有机污染物等。

4.2.5 远程监测技术

远程监测技术利用传感器、网络和数据传输技术，实现对水质数据的远程采集、传输和分析。这种技术可以大大提高监测的效率和实时性，减少人工干预。

4.2.6 地理信息系统（GIS）

地理信息系统是将空间数据和属性数据进行整合和分析的工具。在水处理中，GIS可以帮助整合和管理水质监测数据、水源地数据、污染源数据等，并进行空间分析和决策支持。

这些技术在水处理中的应用可以提高监测的准确性、实时性和效率，为水质评估、污染源识别和环境保护提供有力支持。同时，不同的技术可以结合使用，以满足不同水质需求和环境监测的要求。

4.3 数据收集及运用

水处理环节的环境监测还需要确保监测数据的准确采集和有效存储。作业人员需要使用自动化设备和数据采集系统，实现数据的实时采集和传输；同时建立合适的数据库和数据管理系统，对监测数据进行整理、存储和备份，方便后续的分析和报告。而在数据分析环节，作业人员需要对采集的监测数据进行有效地分析和解读，使用统计分析和数据挖掘技术，提取数据中的关键信息和趋势，评估水质状况和变化趋势；根据分析结果，及时制定相应的改进措施，优化水处理过程和水质控制；同时将监测结果整理成报告，向相关部门、管理层和公众进行沟通和传达。此外，监测数据应与水处理管理和行动紧密相连，确保监测结果得到及时反馈，并与相关的管理措施和行动相结合。例如，根据监测结果调整水处理工艺参数、优化操作控制、提醒维护保养等，以保证水质的稳定性和可靠性。

5 结语

环境监测技术及污染防治措施的共同支持，有利于我们提高水处理效率及质量，丰富处理工作中所需的技术手段，实现对水污染问题的科学应对。因此，未来在提升水处理水平、优化处理方式的过程中，我们应重视环境监测技术的引入及其作用的发挥，提出适用性良好的污染防治措施并加以使用。对于水处理环节的环境监测，我们则需要通过技术选择、数据收集运用以及监测目标确定等环节，保证环境监测作业的顺利落实。