水站型水質自動采樣器

一、采樣器應用分類

1、監(jiān)察終端采樣器

該類型采樣器采水系統(tǒng)與在線監(jiān)測儀采水系統(tǒng)并行，接受部門遠程控制指令，在排污企業(yè)毫無察覺的情況下，按預設時間點執(zhí)行采樣、留樣任務，也可執(zhí)行立即采樣、留樣指令。

該采樣器作為了監(jiān)察終端，所留樣品拿到部門測試作為處罰依據(jù)，對偷排企業(yè)、運營造假行為具有非常大的威懾力，是“零點行動，利劍斬污"的執(zhí)行工具。

2、超標留樣采樣器

該類型采樣器與在線監(jiān)測儀聯(lián)機使用，采樣器與監(jiān)測儀同步采樣并在暫存裝置暫存。若在線監(jiān)測儀分析數(shù)據(jù)超標，便將暫存水樣移至留樣瓶中冷藏保存；若分析數(shù)據(jù)不超標，便排空暫存裝置。

該類型采樣器旨在解決數(shù)據(jù)超標執(zhí)行處罰時無據(jù)可依問題。同時，若為在線監(jiān)測儀測試不準確造成假超標，也可起到對排污企業(yè)的保護作用，該類型采樣器因留樣的客觀性逐步被管理部門接受，在2009年左右開始大量安裝。

3、混合供樣采樣器

該類型采樣器與在線監(jiān)測儀聯(lián)機使用，在監(jiān)測儀測量間隔（原監(jiān)測規(guī)范要求測量周期為2小時）內(nèi)按時間等比例或流量等比例不間斷采集水樣，將一個測量周期內(nèi)的水樣混合均勻后供給監(jiān)測儀進行分析測量。

該采樣器解決了原有在線監(jiān)測系統(tǒng)每2個小時測量一次以點帶面的測量問題。同時，因為采樣頻次的增加，排污企業(yè)很難在測量間隔內(nèi)實施偷排，從而可有效遏制排污企業(yè)行為。該采樣器同時具有超標留樣功能。

該類型采樣器作為原有污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的有效完善，自2014年左右開始大量安裝，后來該種工作模式逐步被環(huán)保部采納，2018年環(huán)保部發(fā)文明確要求在監(jiān)測儀前端安裝混合供樣采樣器，2019年新發(fā)布的HJ353-2019《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）安裝技術規(guī)范》將混合供樣列入行標，混合供樣采樣器成為水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的設備。

4、增強型混合供樣采樣器

增強型混合供樣采樣器是在原有混合供樣采樣器的基礎上，增加了留存水樣添加保存劑的功能，以使留存水樣更長時間的保存。

二、采樣及留樣模式

2.1采樣模式

1.   定時采樣：是指采樣器按照內(nèi)部設定好的采樣定時表，采樣器將定量水樣從采樣點采集到混合采樣桶中，并自動排走多余水樣，清洗采樣管路。

2.   時間等比采樣：按照設定的采樣時間間隔，采樣器將定量水樣從采樣點采集到混合采樣桶中，并自動排走多余水樣，清洗采樣管路。

3.   流量等比采樣：每流過一定體積的水樣，采樣器自動將定量水樣從采樣點采集到混合采樣桶中，并自動排走多余水樣，清洗采樣管路。

4.   流量跟蹤采樣：采樣器根據(jù)流量的大小自動調(diào)節(jié)采樣速率，不間斷地將水樣從采樣點采集到混合采樣桶中，并自動排走多余水樣，清洗采樣管路。

5.   外部控制采樣：采樣器接收到外部的采樣觸發(fā)信號，將定量水樣從采樣點采集到混合采樣桶中，并自動排走多余水樣，清洗采樣管路。

2.2留樣模式

1.   超標留樣:采樣器與水質在線監(jiān)測設備聯(lián)機使用，采樣器將所采集到的水樣，一部分供給水質在線監(jiān)測設備分析使用，一部分留在混合采集桶內(nèi)，當水質在線監(jiān)測設備所得監(jiān)測數(shù)據(jù)超過采樣器內(nèi)部設定的值后，采樣器自動將混合采集桶內(nèi)樣品留至采樣瓶內(nèi)，并自動排走多余水樣，清洗采樣管路。

2.   直接留樣：直接操作采樣器留取樣品。

3.   外控留樣：通過串口或者工控機等控制采樣器直接留取樣品。

4.   同步留樣：采樣器與在線監(jiān)測儀聯(lián)機使用，監(jiān)測儀從采樣器采水時，采樣器將定量水樣從混合采樣桶樣到留樣瓶中進行保存。

三、采樣器典型工作模式

以下按照新發(fā)布的行業(yè)標準要求描述典型的采樣供樣模式。

新的行業(yè)標準增強了數(shù)據(jù)控制單元（原來的數(shù)采儀）的功能，將數(shù)采儀作為了水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的“指揮官"，統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)監(jiān)測現(xiàn)場各單元有序工作。工作流程如下：

1、數(shù)采儀接收監(jiān)控中心指令，制定采樣分析計劃。

HJ355-2019《水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)（CODCr、NH3-N 等）運行技術規(guī)范》要求：連續(xù)排放時，每日從零點計時，每1h為一個時間段，水質自動采樣系統(tǒng)在該時段進行 時間等比例或流量等比例采樣（如：每15min采一次樣，1h內(nèi)采集4次水樣，保證該時間 段內(nèi)采集樣品量滿足使用），水質自動分析儀測試該時段的混合水樣，其測定結果應計為該 時段的水污染源連續(xù)排放平均濃度。

2、數(shù)采儀將采樣模式通知采樣器，采樣器按預定模式執(zhí)行采樣，采樣完成將信息反饋給數(shù)采儀。

3、數(shù)采儀接到采樣完成信息后，通知各在線監(jiān)測儀啟動測量分析，同時采樣器將混合樣品輸送給各監(jiān)測儀?；旌瞎硬蓸悠鲀?nèi)部均設置了A、B兩個混勻桶，A桶給監(jiān)測供樣時B桶在執(zhí)行下一個周期的采樣任務，A、B桶循環(huán)交替工作。

4、監(jiān)測儀分析完成，將測量數(shù)據(jù)反饋給數(shù)采儀，數(shù)采儀根據(jù)預先設定的限值，判定數(shù)據(jù)是否超標。若數(shù)據(jù)超標，則通知采樣器留樣；若數(shù)據(jù)不超標，則通知采樣器排空混勻桶。如此，一個測量周期工作完成。

四、樣品輸送與保存

1、采樣點至采樣器管路

按照規(guī)范要求，從采樣點位至采樣器一般采用硬質PVC材質的管路，PVC材質具有化學性質穩(wěn)定、耐腐蝕、?；瘻囟仍?span>77～90℃，流體阻力小、安裝方便以及防咬嚙等諸多優(yōu)點。這種材質的管路不易與樣品發(fā)生化學反應，從而有效的保證樣品在采集初期不受外界的污染，進而保證樣品采集具有代表性與真實性。

2、采樣器內(nèi)部管路

采樣器內(nèi)部管路一般采用硅膠管，此種材質具有良好的生理性能，有的耐高溫（250～300℃）和耐低溫（-40～60℃）性能，且環(huán)保，采用這種管路可以有效的防止水樣在儀器內(nèi)部發(fā)生化學變化，從而進一步保證樣品具有代表性。

3、混合采樣桶及采樣瓶

采樣器內(nèi)配套使用的混合采樣桶及采樣瓶均采用PE材質，整體吹塑，一次成型。PE材質是有一種性能優(yōu)異的特種工程材料，具有機械性能好、耐高溫、耐化學腐蝕、阻燃、耐磨等諸多優(yōu)點，可以有效的避免樣品在暫存及保存的過程中發(fā)生變質。

4、樣品冷藏

按照規(guī)范要求，采樣器留樣單元均有冷藏功能，一般采用壓縮機制冷，冷藏溫度在4℃左右，從而可以進一步保證樣品保存時長以及化學性質的穩(wěn)定。

5、添加保存劑

為了更長時間保存水樣，部分地區(qū)（江蘇、江西）提出了留樣瓶自動添加保存劑的要求，污染源測量參數(shù)一般為化學需氧量（CODCr）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）、總氮（TN），加入的保存劑為加濃H2SO4，加入量一般為每L水樣加0.8ml，使水樣pH值在1~2之間。

根據(jù)HJ493－2009《水質 樣品的保存和管理技術規(guī)定》，加保存劑后，化學需氧量（CODCr）的有效保存時間為2天，氨氮（NH3-N）為24小時，總磷（TP）為24小時，總氮（TN）為7天。

根據(jù)實際工作經(jīng)驗，因污水處理廠、排污企業(yè)廢水水樣已經(jīng)過深度處理，不存在易揮發(fā)、易消解物質，被監(jiān)測因子數(shù)值穩(wěn)定，變化極小。一般建議不添加固定劑時2天內(nèi)完成測試，添加保存劑后5天內(nèi)完成測試。

五、采樣器安裝情況

水質自動采樣器一般安裝在污水處理廠，當下絕大多數(shù)污水處理廠均安裝了采樣器。其次安裝的是國控水污染源企業(yè)，再次是市控水污染源企業(yè)。從地域上，河南、山西、山東、河北、江蘇、浙江、福建、廣東已大量安裝，四川、重慶、湖南、湖北、寧夏、新疆、東三省等正在啟動安裝。截止到目前，全國安裝率在30%左右。