湖南省益阳养殖尾水户外监测站监测案例

发布时间：2025/12/24 11:15:54

湖南省益阳养殖尾水户外监测站GNST-SC1000在线监测设备安装调试案例

一、项目背景与概况

（一）项目背景

湖南省益阳市是全省重要的水产养殖基地，其中桃江县更是全国水产健康养殖和生态养殖示范区，水产养殖面积达4.5万亩，年水产品总产量超1.5万吨。当地养殖尾水主要来源于池塘精养、工厂化养殖等环节，含有悬浮物、总磷、总氮、高锰酸盐指数等特征污染物，若直接排放易对周边水域生态环境造成影响。为落实《水产养殖尾水污染物排放标准》（DB43/ 1752-2020）要求，推进渔业绿色循环发展，益阳市桃江县某规模化水产养殖基地在尾水排放口及生态净化池出口布设户外监测站，配置GNST-SC1000在线多参数监测设备。该设备具备IP68高防护等级、抗干扰能力强、耐高低温的特性，搭载集成式GSM/GPRS调制解调器，支持多频段通信，可实现悬浮物、总磷、总氮、高锰酸盐指数等核心指标24小时连续监测与数据远程传输，适配户外露天、水质波动大、环境复杂的养殖尾水监测需求。本次安装调试工作由taptap网页地址技术团队主导，养殖基地运维部门协同配合，确保设备精准对接尾水处理工艺，保障监测数据真实有效，为养殖尾水达标排放与区域水生态保护提供数据支撑。

（二）核心目标

理论层面：使参训人员理解GNST-SC1000仪器的检测原理、核心技术指标及各检测项目的国标依据，明确不同水质指标检测的适用场景。
实操层面：确保参训人员熟练掌握仪器开机自检、参数校准、样品制备与检测、数据存储导出等全流程操作，能独立完成典型水质指标的检测工作。
保障层面：掌握仪器常见故障排查方法与日常维护保养要点，延长仪器使用寿命，保障检测数据的长期稳定性与可靠性。
应用层面：实现理论与科研实践深度融合，提升参训人员利用仪器解决实际科研问题的能力，为相关环境监测科研项目的顺利推进奠定基础。
规范安装：完成GNST-SC1000监测设备主机、采样系统、预处理装置、供电及GPRS传输模块的户外布设，确保安装符合《水污染源在线监测系统（COD?Cr?、NH?-N等）安装技术规范》（HJ 353-2019）及户外监测站建设要求。
精准调试：针对养殖尾水悬浮物含量波动大、水质随养殖周期变化的特性，完成悬浮物、总磷、总氮、高锰酸盐指数等核心指标的精准校准与性能测试，保障示值误差、重复性、24h漂移等指标达标。
系统联动：确保GNST-SC1000设备与益阳市农业农村局监管平台及养殖基地智慧渔业管理平台稳定联网，依托其Modbus TCP通信协议实现监测数据实时上传、异常预警功能正常响应，满足养殖尾水监管要求。
长效保障：形成适配户外养殖尾水监测的GNST-SC1000型号标准化安装调试手册与运维要点，为设备在户外复杂环境下长期稳定运行提供技术支撑。

二、培训筹备

（一）组织架构

1. 主办单位：电子科技大学长三角研究院（湖州）环境科学研究中心

2. 支持单位：taptap网页地址

3. 培训讲师：供应商技术工程师（具备丰富的GNST-900S仪器调试与培训经验）

4. 参训人员：研究院环境监测相关科研团队成员、实验技术人员共22人

（二）前期准备

场地与设备筹备：选定研究院标准化实验室作为培训场地，提前整理操作台，确保场地通风良好、温湿度符合仪器运行要求（温度5-40℃，相对湿度≤85%RH）。将GNST-900S主机、多功能智能消解仪、配套检测试管、预制试剂等设备器材按操作动线摆放到位，完成电源连接与开机自检，确保所有设备处于正常工作状态；同时准备好校准溶液、模拟水样、去离子水、擦镜纸等实操耗材。
场地整理：清理安装现场杂物，平整设备安装基座，采用混凝土浇筑加固，确保户外安装稳固；在监测点搭建防风防雨防腐防护棚，防护棚顶部预留太阳能板安装位置，确保通风良好且便于设备维护；按设计路径敷设线路保护管，做好防碾压、防浸泡处理。
安全防护：设置施工警示标识及防护围栏，防止养殖作业人员及牲畜触碰设备；配备安全帽、绝缘手套、防水鞋等防护用品；检查施工工具绝缘性能，制定暴雨、大风等恶劣天气应急处置预案，强化户外用电安全防护。

方案细化：技术团队提前与养殖基地运维负责人沟通，结合养殖尾水悬浮物含量高、水质随投喂周期波动大及户外环境复杂的特性，针对性细化安装调试方案，重点明确GNST-SC1000主机户外固定方式、预处理装置过滤精度选型（适配悬浮物过滤）、太阳能供电模块配置参数、数据与市农业农村局监管平台对接参数等关键环节的操作标准，确保方案贴合养殖基地实际运行需求。

三、安装实施流程

安装实施严格遵循HJ 353-2019标准及设备安装规范，按“核心设备安装→管路线路连接→系统集成调试”的流程推进，具体步骤如下：

（一）核心设备安装

1. 主机安装：将GNST-SC1000主机固定在户外防风防雨防护棚内专用支架上，支架采用膨胀螺栓与混凝土基座紧固连接，确保机身水平、通风良好，距离采样口直线距离不超过5m（减少管路损耗）；主机接口朝向内侧，采用专用防腐密封件做好密封处理，避免雨水、湿气及养殖环境中的腐蚀性气体影响设备运行。

2. 采样系统安装：按HJ 353-2019及《水产养殖尾水污染物排放标准》（DB43/ 1752-2020）要求，将采样探头安装在尾水排放口及生态净化池出口的主流区，确保探头浸没且避开水流死角；采样管路采用耐腐聚四氟乙烯软管，管路敷设坡度不小于1%，避免形成积水弯；安装高流量前置过滤装置（孔径8μm），针对性解决养殖尾水悬浮物堵塞问题，过滤装置配备自动反冲洗功能，设定每日反冲洗3次，每次冲洗时长30s，便于日常维护清洗。

3. 供电系统安装：采用“太阳能+市电备用”双供电模式，在防护棚顶部安装太阳能电池板，确保采光充足无遮挡，太阳能模块与储能电池连接，配置充放电控制器；同时接入市电作为备用电源，安装专用稳压电源与漏电保护装置，确保供电电压稳定，适应户外无稳定市电的环境；电源线路穿防水防腐套管敷设，做好接地处理，保障用电安全。
4. 传输模块安装：将GPRS传输模块与GNST-SC1000主机数据接口连接，固定在防护棚内信号良好区域；插入物联网SIM卡，测试信号强度（确保≥3格），通过设备Modbus TCP协议完成与养殖基地智慧渔业管理平台及益阳市农业农村局监管平台的双重网络适配，配置数据上传频率（2h/次）与通信参数，获取联网所需MN号等关键信息。

（二）管路与线路连接

1. 管路连接：依次连接采样探头→前置过滤装置→主机进样口，管路接口采用卡套式防腐密封，连接后进行压力测试（0.1MPa压力下无渗漏）；安装反冲洗管路与废液回收管路，反冲洗管路连接主机与采样探头，确保过滤装置定期自动反冲洗；废液回收管路接入养殖基地尾水收集系统，避免二次污染。

2. 线路连接：按设备说明书连接主机与采样泵、预处理装置、供电系统、传输模块的线路；所有线路穿防水防腐套管敷设，套管接口做好密封处理，线路走向避开养殖作业区域及低洼积水区；在线路两端做好标识，便于后续维护。

3. 接地与防雷处理：设备外壳、防护棚、供电系统均需做接地处理，接地电阻≤4Ω，防止户外电磁干扰与雷击损坏设备；在防护棚顶部安装避雷装置，避雷装置与接地系统可靠连接，确保设备处于防雷保护范围内。

四、调试核心环节

调试工作严格遵循HJ 354-2019标准及《水产养殖尾水污染物排放标准》（DB43/ 1752-2020）要求，结合养殖尾水水质特性及户外监测需求，分模块开展核心指标的调试，确保设备性能达标：

1. 系统初始化调试：启动GNST-SC1000设备，完成开机自检，检查主机、采样系统、预处理装置、供电及传输模块的运行状态；在系统设置界面配置基本参数，包括检测指标、检测周期（设置为2h/次）、数据上传频率、报警阈值（参照《水产养殖尾水污染物排放标准》（DB43/ 1752-2020）一级标准设置）。

2. 精准校准调试：针对养殖尾水悬浮物含量高、水质波动大的特点，采用三点校准法对各核心指标分别校准，用去离子水清洗检测通道3次后，依次加入空白溶液、低浓度标准校准溶液、高浓度标准校准溶液，待读数稳定后保存校准参数；校准完成后进行验证，使用中间浓度标准溶液测试，示值误差需满足≤±10%的要求。其中，总磷、总氮校准需提前完成消解模块参数调试，确保消解温度（总磷120℃、总氮125℃）与消解时间（均为30min）精准控制；悬浮物指标校准需同步调试光学检测模块，确保抗干扰能力达标。

3. 性能测试调试：开展72h连续运行测试（符合户外在线监测设备调试要求），在检测量程20%、50%和80%三个浓度点监测，24h漂移≤±5%F.S.；每个浓度点重复测试6次，重复性≤5%；对养殖基地实际尾水水样进行比对测试，设备测定值与实验室标准方法测定值的相对误差≤±15%，确保数据精准性。同时测试太阳能供电稳定性，确保连续阴雨天气下设备可正常运行。
4. 系统联动调试：测试自动采样、预处理、检测、数据上传全流程联动性能；模拟悬浮物、总磷浓度超标场景，验证设备本地报警与平台报警功能的同步响应，要求5min内养殖基地智慧渔业管理平台与市农业农村局监管平台均接收报警信息；测试GPRS传输稳定性，确保数据上传率≥99%。

技术交底：供应商技术人员向养殖基地运维人员开展GNST-SC1000设备专项技术交底，重点讲解针对养殖尾水和户外环境的设备日常维护要点（如前置过滤装置反冲洗周期调整、户外防护棚清洁、太阳能电池板维护、低温天气设备保温措施）、数据解读及常见故障排查方法，确保运维人员具备独立运维能力。

五、验收与交付

1. 验收内容：由养殖基地、供应商、第三方环保检测机构共同组成验收小组，对照安装调试方案与相关标准，验收设备安装规范性、72h连续运行稳定性、核心指标检测性能（示值误差、重复性、漂移）、数据上传准确性及报警功能有效性，同步核查设备与市农业农村局监管平台的对接情况，确保符合户外养殖尾水监测设施验收要求。

2. 资料交付：验收合格后，供应商向养殖基地交付安装调试报告、设备说明书、校准记录、72h运行测试报告、质保文件及适配户外养殖尾水监测的运维手册（含针对性维护要点、常见故障排查方法）等全套资料，按要求完成验收资料备案。

六、项目成效

设备运行稳定：GNST-SC1000监测设备经安装调试后，在益阳户外复杂环境（高温、多雨、大风）及养殖尾水水质波动工况下实现稳定运行，核心指标监测数据连续上传率≥99.5%，设备故障率低于1%，适配户外养殖尾水监测需求。

环保合规保障：设备实现养殖尾水核心指标24小时连续监测，数据实时对接养殖基地智慧渔业管理平台与益阳市农业农村局监管平台，有效规避了环保超标风险；通过数据异常预警，提前发现并处置2起尾水净化工艺波动问题，确保出水水质稳定符合《水产养殖尾水污染物排放标准》（DB43/ 1752-2020）一级标准，为区域水生态保护提供了有力保障。

运维管理规范：基于GNST-SC1000设备特性与户外养殖尾水监测需求，建立了针对性的仪器使用登记制度、定期校准（每月1次）与维护制度，明确了户外设备防风、防雨、防雷的日常巡检要求，运维人员清晰掌握设备管理责任，有效降低了仪器故障发生率，延长了设备使用寿命。

工艺优化支撑：依托设备连续监测数据，养殖基地运维部门分析不同养殖周期、不同投喂量下的尾水水质变化规律，为生态净化池工艺参数调整、投喂方案优化提供数据支撑，实现尾水处理效率提升，降低尾水处理成本约7%。

六、经验总结与展望

（一）经验总结

场景适配是关键：本次安装调试充分结合益阳养殖尾水悬浮物含量高、水质波动大及户外环境复杂的特性，针对性优化采样预处理方案、设备户外防护措施及双供电模式，选用适配的耐腐、防风、防雷配件，确保设备与户外养殖尾水监测场景精准适配，为数据精准性奠定了基础。

政企协同是保障：养殖基地与仪器供应商的高效协同，确保了安装调试方案贴合基地实际养殖工况，同时严格对接地方门监管要求，保障了设备联网备案的顺利推进；后续技术支持机制的建立，为解决设备在户外长期运行中的复杂问题（如天气应对、高浓度尾水检测干扰）提供了有力保障。

（二）未来展望

后续养殖基地将基于本次安装调试成果，进一步提升养殖尾水监测能力：一是扩大GNST-SC1000设备布设范围，在各养殖池塘排水口增设监测点，实现养殖尾水全流程水质监控；二是依托设备数据传输优势，深化监测数据与养殖工艺的联动分析，结合益阳市渔业绿色循环发展试点要求，提升智慧养殖管控水平；三是持续深化与供应商的合作，及时跟进设备技术升级动态，结合环保新规优化监测方案，为益阳渔业绿色可持续发展提供更有力的支撑。