一、任务来源
本项目为自行研究、烟台市城市管理局推荐的项目，由烟台市城市排水服务中心研发，开展“一种便携式智能遥控污水采样装置”开发。
《城镇排水与污水处理条例》和《污水排入城镇排水管网许可管理办法》自2015年颁布实施以来，烟台市城市排水服务中心排水检测站严格按照相关要求对烟台市区排入城市管网的污水进行定期取样检测，并将结果及时总结分析上报，为城市排水与污水处理提供数据支持。这就对污水检测工作提出很高要求，尤其是数据的及时性、代表性、准确性。根据检测行业多年以来的统计研究，发现检测数据的误差有80%来自于采样环节，因此样品采集的代表性、规范性对于最终检测结果的影响至关重要。并且，污水排放具有瞬时、连续等多种排放模式，且不同时间段排放水质也会不同，因此需要根据采样对象的排放模式、水质检测任务的目的等采取不同模式的水样采集工作。
在对城市排水管网进行污水水质取样过程中，经常会遇到一个棘手问题：由于较长时间高水位运行，污水管内液位高于污水管道顶部，部分污水检查井井筒内液位上升，导致井筒内水面聚集大量泡沫包装材料、小木块、浮渣等漂浮物，给污水采样工作带来以下困扰：
1.用普通吊桶加配重的方式采样，采样桶采到的水样表层会有漂浮物，实验室检测前需要对水样进行预处理，并且水样的代表性也会受到影响。
2.用深层采水器加配重的方式采集水样时，由于污水中颗粒物的影响，当深层采水器往上提升时，采水器底部封水盖板经常被颗粒物垫起，水封失效，水样从缝隙流出，难以采集到水样，或者需要采集多次才能采到足够水样。
3.在水面聚集漂浮物过多、时间较长的情况下，表层会形成一层硬盖，普通采样器加配重也难以采到水样，遇此情形，一般放弃采样。
二、应用领域和技术原理
可应用范围广，包括但不限于市政排水及污水处理设施的排水口、企业污水外排口、沟渠河道，以及河流湖泊等水域的监测中，这款装置可以快速准确地获取水样，帮助我们及时了解水质状况，为水环境保护提供科学依据。
本采样装置通过使用多节硬质PVC管旋扭连接的方式装配连接，将微型潜水泵（12v）内置于下端工作管内，电缆线、出水管从操作杆最上端穿出。根据检查井液面距离地面深度，装配足够长度的PVC管，当浮渣层较厚时，通过在操作管手柄施加足够的下压力，将工作管深入到浮渣层以下，通过PLC智能开关将微型潜水泵电缆连接移动电源（或车载电瓶），通过智能手机手动或自动启动潜水泵，在微信小程序界面，利用定时开关设置功能，将PLC智能控制器设置在不同时间段自动开、关，可达到水泵连续自动抽水取样目的。
三、性能指标
工作管进水孔和水泵进水滤网具备双重过滤效果，解决了浮渣太多时，使用普通采样器需要对样品进行预处理处理和样品代表性差的问题；取材方便：PVC管和管件、微型水泵、PLC智能控制器、移动电源，五金建材店或网店均有售卖；制作简便：普通水暖安装工或车间维修人员2小时内即可裁剪、连接完成；投资省：PVC管和管件+微型水泵+PLC智能开关+移动电源+收纳包+制作人工费，直接成本不足七百元；相比市场上售卖的自动采样装置（国产、进口分别在2万以上、6万以上），成本为几十分之一，经济效益巨大；装配简捷：初次使用时，只需将出水管、水泵电缆线依次穿过工作管、连接管、操作管，将活接丝口拧紧后即可；搬运方便：本采样装置可折叠收纳于1.3米长的收纳包内，普通家用轿车后备箱即可放入；减少采样人员数量和劳动强度：当需要进行24小时连续采样时，通过手机小程序设定，采样设备可在设定的时间进行自动采样，大大减少采样人员的劳动强度。
四、与国内外同类技术比较及成熟度
与人工采水器相比：传统人工采水器需要人手操作费时费力，且按照《污水监测技术规范》（HJ 91.1-2019)多数污水样品采集时要求等时、等比例混合取样时，靠人工取样很难达到完全符合要求。并且很多污水采样点地处荒僻环境恶劣，甚至有些地点采样人员不了解地况和水体情况易发生危险。
改采样装置一次性安置在取样点后，通过手机小程序设定取样时间及取样量，可精确实现等时、等比例混合取样，样品更具有代表性，符合规范要求，并且在其工作期间无需值守，节省人工。
与当前市场上主流自动采水器相比：自动采水器虽然可以设定好取样频次和取样量，但设定一般需要在现场进行，本装置则不需要到现场，用手机即可远程操作。
自动采水器对现场工作条件有要求，并且体积较大，搬运不方便；本装置使用移动电源，无论固定场合还是荒郊野外都可以使用，且装配简捷搬运方便：本采样装置可折叠收纳于1.3米长的收纳包内，普通家用轿车后备箱即可放入。
自动采水器采购价较高，并且发生故障时需要专业维修人员进行维修，后续维护费用也高。本装置零部件都是自行购置组装，造价低，并且发生故障时仅维修或更换故障零部件即可，可自行操作，无需专业维修人员，后续维护费用非常低。
该装置自2023年5月开始研制、制作、安装，并经过半年多以来的应用、修改完善，目前已能成熟应用于污水水质取样。
五、成果创造性、先进性
这款装置采用了先进PLC智能控制装置，使用硬质pvc管装配的方式，能够成功避开表层浮渣深入水下抽取水质样品，而且这款装置能通过手机进行远程遥控，能够精确取样频次和时长，就算没有人在场，也能独立完成采样工作，大大提高了监测的效率和准确性。
在先进性方面，这款新型水质采样装置造价低廉装配简单，且对使用场合条件要求不高，便于在野外安装、使用，不仅节省了人力物力，还提高了监测的覆盖面和频率。可应用范围广。包括但不限于企业污水外排口、沟渠河道，以及河流湖泊等水域的监测中，这款装置可以快速准确地获取水样，帮助我们及时了解水质状况，为水环境保护提供科学依据。在科研领域，它也可以为科研人员提供可靠的数据支持，推动水质研究的深入发展。

一、推广应用范围、条件和市场前景
该装置制作成本较低，维护简便，费用低廉，便于推广应用，不但适合在污水处理厂、泵站、排水管网、排水户外排口等场合，还可适用于临时性检测任务尤其是野外勘察、污水外溢、环境污染事故调查等多方面。本阶段主要应用在污水取样检测范围，下一步可探索应用于江河湖泊的取样检测工作中，从污水检测范围延伸至地表水。
由于采用12伏电源，远远低于人体安全电压（36v），有效地避免了采样人员遭受电击的安全风险，安全性较高。
此项成果主要应用在排水取样方面，2023年底由烟台市城市排水服务中心排水检测站应用于市区排水管网及排水户的厂外排污口取样，使用效果良好。于2024年在套子湾、辛安河、南郊污水处理厂，以及蓬莱碧海污水处理厂、中联环污水处理厂等取样口也予以应用，获得各方良好认可。
该研究有利于推动检测质量的提升：能够快速、准确完成采样工作，降低由采样带来的误差，很大程度上提高了检测结果的准确性；有利于推动检测技术的发展与研究：该装置制作成本较低，维护简便，费用低廉，便于推广应用，不但适合在污水处理厂、泵站、排水管网、排水户外排口等场合，还可适用于临时性检测任务尤其是野外勘察、污水外溢、环境污染事故调查等多方面。本阶段主要应用在污水取样检测范围，下一步可探索应用于江河湖泊的取样检测工作中，从污水检测范围延伸至地表水。该装置以实际排水业务为基础进行设计研究，实现节能减排和环境的和谐统一，实现生态效益、经济效益和社会效益的共赢。
二、存在的问题和改进意见
1.存在问题
（1）该装置目前主要还是自行购买零部件进行组装，未实现量产，因此大批量组装使用时无法保证质量统一。
（2）该装置若长时间使用需提供稳定的电量维持，在野外工作环境条件下存在一定困难。
2.改进意见
（1）进一步对该装置的零部件进行优化、试验制造，尽可能向成品化方向靠拢，减少中间零部件及组装工作环节，以确保质量统一。
（2）需长时间野外使用时，加装蓄电池以保证电量维持。
（3）加强与用户的沟通，积极宣贯课题成果，指导现场技术人员快速掌握课题成果，加快成果转化进程。