浙江省嘉興市農村生活汚水屋外監視ステーションGNST-SC 1000オンラインCODアンモニア窒素総リン総窒素測定器の設置調整例

一、プロジェクトの背景と概況

（一）プロジェクト背景

浙江省嘉興市は全域都市部と農村部の汚水一体化対策の先行区として、農村生活汚水処理施設の行政村の全カバー、標準化運営の全カバーを実現した。農村生活汚水はCOD、アンモニア窒素、総リン、総窒素などの核心汚染物を含み、その排出基準達成状況は地域の水体生態環境に直接影響する。運営・メンテナンスの監督管理を強化し、水質動態を正確に把握し、「GIS+BIM」スマート水務システムの運行を支えるため、嘉興市水務グループは海塩県、嘉善県などの農村集中式汚水処理施設の排出口に、屋外監視ステーションを設置し、GNST-SC 1000オンラインCODアンモニア窒素総リン総窒素測定器を配置した。この設備はIP 68の高防護レベル、低消費電力特性を備え、集積式GSM/GPRSモデムを搭載し、850/900/1800/1900 MHz多周波数帯通信をサポートし、農村屋外の高温、多雨、市電のない複雑な環境に適し、4つの核心指標の24時間連続監視とデータの遠隔転送を実現することができる。今回の設置調整は河南綏浄環境保護科学技術有限公司の技術チームが主導し、嘉興市水務グループの運行・メンテナンス部門が協力し、設備の安定した運行とデータの正確で有効性を確保した。

（二）コア目標

理論面：参加者にSC-1000機器の検査原理、核心技術指標及び各検査項目の国家基準根拠を理解させ、異なる水質指標検査の適用場面を明確にする。
実技レベル：訓練参加者が器械のPOST、パラメータの校正、サンプルの調製と検査、データ記憶の導出などの全プロセスの操作を熟練して把握することを確保し、典型的な水質指標の検査を独立して完成することができる。
保障面：機器のよく見られる故障調査方法と日常メンテナンスの要点を把握し、機器の使用寿命を延長し、検査データの長期安定性と信頼性を保障する。
応用面：理論と科学研究実践の深い融合を実現し、訓練参加者が計器を利用して実際の科学研究問題を解決する能力を高め、関連する環境モニタリング科学研究プロジェクトの順調な推進のために基礎を打ち立てた。
規範設置：GNST-SC 1000測定器本体、サンプリングシステム、前処理装置、太陽光給電及びGPRS伝送モジュールの屋外配置を完成し、設置が『水汚染源オンライン監視システム（COD？Cr？、NH？-Nなど）設置技術規範』（HJ 353-2019）の要求に適合することを確保する。
正確な調整：COD、アンモニア窒素、総リン、総窒素の4つの指標の正確な校正と性能試験を実現し、表示値の誤差、繰り返し性、24 hドリフトなどの指標が基準を達成することを保障する。
システム連動：GNST-SC 1000設備とスマートウォーターサービスプラットフォームの安定的なネットワーク接続を確保し、そのModbus TCP通信プロトコルに基づいて監視データのリアルタイムアップロード、異常警報機能の正常な応答を実現する。
長期的な保障：GNST-SC 1000モデルに適合する標準化設置調整マニュアルと運行維持の要点を形成し、後続設備の安定運行に技術サポートを提供する。

二、訓練準備

（二）前期準備

場所の整理：設置現場の雑物を整理し、設備を平らにしてベースを設置し、ベースが地面より10 cm以上高いことを確保する（雨水の浸漬を防止する）、設計経路に従ってケーブル溝を掘って、防水の浸透防止処理をしっかりと行う。
安全防護：施工警告標識を設置し、ヘルメット、絶縁手袋、防水靴などの防護用品を備える、施工工具の絶縁性能を検査し、雨天時の緊急停止対策を制定する。

方案の細分化：技術チームは事前に嘉興市水務グループの運行維持責任者と交流し、嘉興農村生活汚水の水質特徴（COD、アンモニア窒素を核心管理制御指標とする）、屋外監視ステーションの運行環境（高温、多雨、遠隔地に市電がない）及び知恵運行維持の需要を結合し、的確に細分化して設置調整方案を設置し、重点的にGNST-SC 1000ホストの防水密封、GPRS信号の適合、太陽エネルギー給電システムのマッチングなどの肝心な一環の操作基準を明確にし、方案が農村汚水監視の実際に適合することを確保する。

三、設置実施フロー

設置実施はHJ 353-2019標準及び設備設置規範に厳格に従い、「核心設備設置→管路線接続→システム統合調整」の流れに従って推進し、具体的な手順は以下の通り：

（一）コア設備の設置

1.本体取付：GNST-SC 1000本体を防護棚内の専用ブラケットに固定し、本体の水平、通風が良好で、サンプリング口から直線距離が5 mを超えないことを確保する（管路損失を減少する）、本体ポートは内側を向いており、専用シールを用いて防水シール処理を行い、雨水が直接洗い流さないようにしている。

2.サンプリングシステムの設置：HJ 353-2019の要求に基づき、サンプリングプローブを排出口の主流区に設置し、プローブが浸漬し、水流の死角を避けることを確保する、サンプリング管路は耐腐食防水ホースを採用し、管路の敷設勾配は1%以上であり、水たまり曲げの形成を回避する。前置ろ過装置（孔径5μm）を設置し、懸濁物が管路を塞ぐのを防止し、ろ過装置は分解洗浄しやすいようにしなければならない。

3.給電システムの設置：太陽電池パネルは遮蔽のない広い領域に設置され、真南に向かって、傾斜角度45°（嘉興緯度に適合）、貯蔵電池は防護棚内の専用防水箱に固定され、太陽エネルギーコントローラ、インバータと正しく接続され、プラスマイナス極標識と絶縁処理をしっかり行う。給電システムの出力電圧安定性をテストし、設備の運転需要（DC 12 V）を満たすことを確保する。
4.伝送モジュールの設置：GPRS伝送モジュールとGNST-SC 1000ホストデータインタフェースを接続し、防護棚内の信号良好領域に固定する、モノのインターネットSIMカードを挿入し、信号強度をテストし（≧3格を確保する）、設備Modbus TCPプロトコルを通じて知恵水務プラットフォームとのネットワーク適合を完成し、データアップロード周波数と通信パラメータを配置する。

（二）管路と線路の接続

1.管路接続：サンプリングプローブ→前置ろ過装置→本体注入口を順次接続し、管路インタフェースはカセット式密封を採用し、接続後に圧力試験を行う（0.1 MPa圧力下で漏れがない）、逆洗浄ラインを取り付け、本体の逆洗浄ポートと排出口を接続し、逆洗浄機能が正常であることを確保する。

2.計器初期化：GNST-SC 1000のPOSTプロセスをデモし、計器ハードウェア（ディスプレイ、キー、光源）とソフトウェアシステムの運行状態を判断する方法を説明する、システム設定インタフェースのパラメータ調整方法、例えば検出周期、アラーム閾値、データアップロードプロトコルなどの重要なパラメータ配置を紹介する。

2.回線接続：設備説明書に従ってホストとサンプリングポンプ、前処理装置、給電システム、伝送モジュールの回線を接続する、すべての線路は防水スリーブを通して敷設され、スリーブインタフェースは密封処理をしっかりと行う、線路の両端に表示をしっかりと行い、後続のメンテナンスに便利である。

3.接地処理：設備外殻、防護棚、給電システムはすべて接地処理を行う必要があり、接地抵抗≦4Ω、落雷による設備損傷を防止する；屋外監視ステーションの周辺に避雷装置を設置し、設備が防雷保護範囲内にあることを確保する。

四、調整の核心部分

調整作業はHJ 354-2019基準の要求に厳格に従い、モジュール別にCOD、アンモニア窒素、総リン、総窒素の4つの指標の調整を展開し、設備の性能が基準を達成することを確保する：

1.システム初期化調整：GNST-SC 1000設備を起動し、POSTを完了し、ホスト、サンプリングシステム、前処理装置、電力供給及び伝送モジュールの運転状態を検査する、システムにインタフェースを設置して基本パラメータを配置し、検査指標、検査周期（1 h/回に設定）、データアップロード頻度、警報閾値を含む（農村生活汚水処理施設の排出基準の設定を参照）。

2.精密較正調整：2点較正法を用いて4項目の指標をそれぞれ較正し、脱イオン水で検査チャンネルを3回洗浄した後、順次空白溶液、標準較正溶液を添加し、読数が安定した後、較正パラメータを保存する、校正完了後に検証を行い、中間濃度標準溶液試験を使用して、表示誤差は≦±10%の要求を満たす必要がある。その中で、総リン、総窒素の校正は事前に消解モジュールのパラメータ調整を完了し、消解温度（総リン120℃、総窒素125℃）と消解時間（いずれも30 min）の正確な制御を確保する必要がある。

3.性能試験の調整：24 hドリフトと繰り返し性試験を展開し、測定レンジ20%と80%の2つの濃度点で24 hを連続的に監視し、24 hドリフト≦±5%F.S.濃度点ごとに6回繰り返し試験し、繰り返し性≦5%である。実際の農村生活汚水サンプルに対して比較テストを行い、設備測定値と実験室標準方法測定値の相対誤差≦±15%を測定し、データの正確性を確保した。
4.システム連動調整：自動サンプリング、前処理、検査、データアップロードの全プロセス連動性能をテストする、データ異常シーン（例えばCOD濃度が基準を超えている）をシミュレーションし、設備警報機能とプラットフォーム応答速度を検証する（5 min以内にプラットフォームが警報情報を受信することを要求する）、4 G伝送安定性をテストし、データアップロード率≧99%を確保する。

技術的な説明：サプライヤーの技術者は水務グループの運営者にGNST-SC 1000設備の特定技術の説明を展開し、重点的に設備の日常メンテナンス（例えば濾過装置の洗浄、試薬の交換、校正周期）、データの解読及びよく見られる故障の調査方法を説明し、運営者が基礎的な運営能力を備えることを確保する。

五、検収と交付

1.検収内容：嘉興市水務グループ、サプライヤー、第三者監理から共同で検収グループを構成し、設置調整方案と関連標準を対照し、設備の設置規範性、システム運行安定性、4項目の指標測定性能（表示誤差、重複性、24 hドリフト）、データアップロード正確性及び警報機能有効性を検収する。

2.資料交付：検収に合格した後、サプライヤーは水務グループに設置調整報告書、設備説明書、校正記録、性能試験報告書、品質保証書類及び運行メンテナンスマニュアル（日常メンテナンス要点、よく見られる故障排除方法を含む）などの資料を交付する。

六、プロジェクトの効果

設備の運行は安定している：GNST-SC 1000測定器は設置調整を経た後、農村の屋外の複雑な環境の下で安定した運行を実現し、4つの核心指標の監視データの連続アップロード率≧99%、設備故障率は1%未満、農村の市電がなく、多くの悪天候の運行シーンに適している。

運行維持機能の向上：訓練後、各屋外監視ステーションは安定的に運行し、農村生活汚水の核心指標の24時間連続監視を実現し、監視データはリアルタイムでスマート水務プラットフォームにアクセスし、運行維持効率は50%以上向上した、データ異常警報を通じて、3件の下水処理施設の運行異常問題を早期に発見し、処理し、出水水質の安定的な基準達成を確保する。

管理規範：GNST-SC 1000設備の特性に基づいて、目標性のある機器使用登録制度、定期校正とメンテナンス制度を確立し、運行メンテナンス人員は設備管理責任を明確にし、効果的に機器故障の発生率を下げ、設備の使用寿命を延長した。

管理メカニズムの完備：今回の訓練を通じて、嘉興市農村汚水屋外監視ステーションの運行維持管理制度を完備し、「訓練+審査+日常交流」の技能向上メカニズムを確立し、全域の都市と農村汚水の一体化管理に堅固な技術保障を提供した。

五、経験の総括と展望

（一）経験総括

設備の適応は基礎である：今回の設置調整はGNST-SC 1000設備のGPRS多周波数帯通信、高防護等級などの特性を十分に結合し、的確に設置方案を最適化し、設備と農村の屋外環境、知恵水務プラットフォームの正確な適応を確保し、システムの安定的な運行のために基礎を築いた。

政企業協同は保障である：水務グループと計器サプライヤーの効率的な協同は、訓練内容が運行維持の実際に適合することを確保し、後続の技術支援メカニズムの構築は、屋外監視ステーションの長期運行中の複雑な問題を解決するために有力な保障を提供した。

（二）将来展望

後続の嘉興市は今回の設置・調整の成果に基づいて、農村生活汚水のモニタリング能力の向上をさらに推進する：1つはGNST-SC 1000設備の設置範囲を拡大し、重点集落の全カバーを実現すること、第二に、設備データ伝送の優位性に依拠し、モニタリングデータと施設運営メンテナンスの連動分析を深化させること、第三に、スマート水務プラットフォームの機能を持続的に最適化し、モニタリングデータと都市部と農村部の汚水一体化管理システムの深い融合を推進し、嘉興市の農村生態環境の持続的な改善により有力なサポートを提供する。