水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過建立無人值守實(shí)時(shí)監(jiān)控的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站， 可以 及時(shí)獲得連續(xù)在線的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（常規(guī)五參數(shù)、COD氨氮、重金屬、生物毒 性等），利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并將有關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)傳送至環(huán)保信息中心， 實(shí)現(xiàn)環(huán)保信息中心對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的遠(yuǎn)程監(jiān)控， 有利于全面、科學(xué)、真實(shí)地反映各 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)情況，及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握水質(zhì)狀況和動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)由水質(zhì)在線分析儀、采樣系統(tǒng)、輔助參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。其中水質(zhì)在線分析儀是基于紫外全光譜技術(shù)的連續(xù)在線式水中有機(jī)物濃度 分析儀，在水質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)方面與傳統(tǒng)的 CODfc學(xué)法和現(xiàn)有的紫外單/雙波長(zhǎng)法 相比均具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)給用戶

2、的使用帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益， 具 體表現(xiàn)如下：取水痣留 TS處理11 M 匚通耳'小校亙裝置分.- I I I I 1 近程數(shù)據(jù)管 理中心與傳統(tǒng)的CODft學(xué)法在線監(jiān)測(cè)設(shè)備想比，在技術(shù)上具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、 響應(yīng)速度快（1秒鐘一個(gè)數(shù)據(jù)）實(shí)時(shí)性高、不存在二次污染等特點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)效益 上講水質(zhì)在線分析儀具有運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)周期特別長(zhǎng)（一般可達(dá)到半年之久）、 維護(hù)量小等顯著特點(diǎn)。與現(xiàn)有的紫外單/雙波長(zhǎng)法（利用污水在254nm處的吸光度與污水中CO比 間的線性關(guān)系測(cè)定CODt度）相比具有測(cè)試準(zhǔn)確度高、檢測(cè)范圍寬、維護(hù)周期特 別長(zhǎng)（一般可達(dá)到半年之久）、維護(hù)量小等顯著特點(diǎn)。這是因?yàn)閱尾ㄩL(zhǎng)法僅能

3、對(duì) 有機(jī)污染物組分較為單一的污水或者污水中所含有機(jī)污染物組分相對(duì)固定的污 水進(jìn)行COD勺測(cè)定，而對(duì)于污染物組分復(fù)雜多變的樣品由于吸光度與 CO吆?jiǎn)柕?相關(guān)性較差直接導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的誤差增大。紫外全譜掃描技術(shù)則通過污水的紫外 光譜數(shù)據(jù)與有機(jī)污染物濃度之間所建立的數(shù)學(xué)模型來預(yù)測(cè)水中有機(jī)污染物的濃 度，由于模型本身的外推能力會(huì)使測(cè)試準(zhǔn)確度隨著用戶的使用時(shí)間增長(zhǎng)而愈來愈 高。在檢測(cè)范圍上采用專利型在線稀釋裝置， 可以滿足在不更換或調(diào)整比色皿的 情況下直接測(cè)量濃度超過1000mg/L的水樣。輔助參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)中的pH氧化還原電位和溫度采用具有溫度補(bǔ)償功能的 氧化還原電極法監(jiān)測(cè)水樣的pH值、氧化還原電位和水溫

4、；流量測(cè)量采用明渠流 量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；電導(dǎo)率的檢測(cè)通過電導(dǎo)率傳感器完成； 濁度和懸浮固體的檢測(cè)通 過可見光透射和散射的原理進(jìn)行測(cè)定；溶解氧的測(cè)定采用電極法。所有測(cè)量結(jié)果通過通用模擬量輸入輸出接口統(tǒng)一上傳至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后可根據(jù)用戶要求將結(jié)果分別上傳之 PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和圖形分析或上傳之上 一級(jí)環(huán)保部門并可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)功能， 可自動(dòng) 啟動(dòng)和停止，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和上傳，真正實(shí)現(xiàn)了工作現(xiàn)場(chǎng)無須人員人值守。 整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量極少，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，運(yùn)行成本低，同時(shí)系統(tǒng)采用模 塊化結(jié)構(gòu)，可任意組合監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。止匕外，該系統(tǒng)還能夠與企業(yè)內(nèi)部的DCSffi環(huán)保 部門的

5、數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊，同樣可實(shí)現(xiàn)以上所有的功能。1系統(tǒng)方案1.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目化學(xué)需氧量（COD、光吸U系數(shù)（SAC、pH值、氧化還原電位、流量、溫 度、電導(dǎo)率、濁度、懸浮固體、溶解氧、氨氮等1.2 監(jiān)測(cè)方法化學(xué)需氧量（COD、光吸U系數(shù)（SAC :紫外光譜法pH值、氧化還原電位、溫度：帶溫度補(bǔ)償?shù)难趸€原電極法流量：超聲波法電導(dǎo)率：電極法濁度、懸浮固體：可見光透射散射法溶解氧：薄膜電極法氨氮：分光光度法1.3 系統(tǒng)組成WA-2000K質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由水質(zhì)在線分析儀（可監(jiān)測(cè)化學(xué)需氧量和光吸收 系數(shù)）、pH計(jì)、氧化還原電位計(jì)、流量計(jì)、溫度傳感器、電導(dǎo)率儀、懸浮固體/濁度儀、溶解氧分析儀等組成。如下圖所示：系

6、統(tǒng)安裝方案一如圖所示，該系統(tǒng)本身具有數(shù)據(jù)集成采集與處理功能，所有輔助水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)儀都可以通過通用模擬接口 4- 20mAf水質(zhì)連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主設(shè)備化學(xué)需氧量（COD紫外在線監(jiān)測(cè)儀連接，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都進(jìn)入 CODK外在線監(jiān) 測(cè)儀統(tǒng)一匯總，然后，CO喋外在線監(jiān)測(cè)儀可根據(jù)用戶要求分別通過 GPRSERS485 將監(jiān)測(cè)結(jié)果上傳到上一級(jí)監(jiān)控部門以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)和遠(yuǎn)程控制等功能或上 傳至PC機(jī)中，如果PCM中安裝有相應(yīng)的監(jiān)控軟件則還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、 歷史實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢和繪制濃度曲線圖等功能。如果用戶已經(jīng)具有了數(shù)據(jù)集成采集設(shè)備， 則該水質(zhì)連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也 可以通過如下方案安裝：上及工尚

7、站RS4U5/電滿網(wǎng)系統(tǒng)安裝方案二如圖所示，水質(zhì)連續(xù)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以斷開系統(tǒng)內(nèi)所有水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè) 備之間的通訊連接，而采用并行方式，全部通過通用模擬接口 420mAW數(shù)據(jù)集 成采集設(shè)備連接，將所有化學(xué)需氧量（COD濃度、pH值、氧化還原電位、流量、 溫度、電導(dǎo)率、懸浮固體/濁度、溶解氧含量等數(shù)值全部上傳至數(shù)據(jù)采集設(shè)備， 然后通過該設(shè)備的相應(yīng)通訊接口與上一級(jí)監(jiān)控部門實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)和遠(yuǎn)程控 制等功能。1.4 使用環(huán)境條件系統(tǒng)可以在惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期安全運(yùn)行：供電電壓：AC220讓20% 頻率50 ± 1Hz。環(huán)境溫度：0 50 C環(huán)境濕度： 90%環(huán)境氣壓：86-106kPa所有設(shè)備

8、的用電量：約100W1.5 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)描述1.水質(zhì)在線分析儀指標(biāo)描述測(cè)試方法紫外全光譜法測(cè)試范圍COEM度：101000 mg/L,可擴(kuò)展到 10000 mg/L準(zhǔn)確度鄰苯二鉀酸氫鉀：5%F.S ,實(shí)際水樣：10%F.S重現(xiàn)性±2%F.S零點(diǎn)漂移<±2% F.S / 周量程漂移<±2% F.S / 周單次測(cè)量耗時(shí)12秒測(cè)量方式三種方式：連續(xù)測(cè)量；定時(shí)測(cè)量清洗、調(diào)零方式自動(dòng)或手動(dòng)方式清洗、調(diào)零間隔可隨意設(shè)置間隔時(shí)間維護(hù)周期3-6個(gè)月模擬輸出2路420mA俞出，隔離、最大負(fù)裁750歐模擬輸入2路420mA俞入（可擴(kuò)展之8路）繼電器控制4路24V

9、1A繼電器控制輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)若每小時(shí)儲(chǔ)存一個(gè)數(shù)據(jù)，可儲(chǔ)存1年有效數(shù)據(jù)功耗約 100W尺寸580X 1350X 420 (W HX D)重量約 60kg2.pH/ORP （氧化還原電位）/溫度計(jì)測(cè)試方法帶溫度補(bǔ)償?shù)难趸€原電極法測(cè)試范圍pH: 014 ; ORP ± 1500mV ; 溫度：0100C校正方式自動(dòng)或手動(dòng)溫度補(bǔ)償方式自動(dòng)補(bǔ)償模擬接口至少提供一路4- 20mA俞出3.流量計(jì)測(cè)試方法超聲波式或靜壓式測(cè)試范圍0.01m3/S 10 m3/S測(cè)試精度± 1%指標(biāo)描述模擬接口至少提供一路4- 20mA俞出4.電導(dǎo)率儀測(cè)試方法電導(dǎo)傳感器測(cè)試范圍二極式：0 200w s/cm

10、:四極式：0200ms/cm測(cè)試精度士 1%F.S重復(fù)性土 1%穩(wěn)定性士 1%F.S/h溫度補(bǔ)償方式自動(dòng)線形/非線形溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償范圍0100C模擬接口至少提供一路420mA俞出5.懸浮固體/濁度分析儀測(cè)試方法可見光透射和散射的原理測(cè)試范圍懸浮固體：010000mg/L ; 濁度：02000NTU測(cè)試精度土 1%重復(fù)性土 1%模擬接口至少提供一路420mA俞出6.溶氧儀測(cè)試方法膜式溶氧電極法測(cè)試范圍020mg/L測(cè)試精度±2%F.S重復(fù)性土 1%補(bǔ)償方式溫度補(bǔ)償補(bǔ)償范圍0100C模擬接口至少提供一路420mA俞出7.氨氮測(cè)量方法分光光度法測(cè)量范圍0. 05 1500mg/L準(zhǔn)確度&

11、#177;5%FS指標(biāo)描述精密度±2%FS檢出限0.05mg/L分辨率0.01mg/L最短測(cè)量周期5min功率100W通信接口RS232/485/4-20mA儀器校正自動(dòng)報(bào)警超標(biāo)、故障自動(dòng)報(bào)警電源50Hz 200V注：具體技術(shù)指標(biāo)可根據(jù)用戶需求和應(yīng)用工況確定1.6 系統(tǒng)特點(diǎn)水質(zhì)在線分析儀采用了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，其主要特點(diǎn)可表述如下：先進(jìn)性多與傳統(tǒng)化學(xué)方法相比具有無需化學(xué)試劑、無二次污染、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)紫外全譜快速掃描系統(tǒng)保證測(cè)定的準(zhǔn)確性高于現(xiàn)有的單波長(zhǎng)紫外測(cè)量法自主開發(fā)的流通測(cè)量池、光纖光源光譜儀保證真正意義上的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)和全天候24小時(shí)的連續(xù)性監(jiān)測(cè)已有的水質(zhì)模型

12、和現(xiàn)場(chǎng)自建模型功能保證適用各個(gè)行業(yè)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)在線稀釋大大拓寬了紫外法的測(cè)試范圍維護(hù)量少獨(dú)特的水樣預(yù)處理系統(tǒng)保證用戶極少的維護(hù)量自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)清洗和自動(dòng)調(diào)零功能可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的完全自動(dòng)化常規(guī)情況下只需半年維護(hù)1次，水質(zhì)較差的一個(gè)季度維護(hù)1次可靠性高方便的旋轉(zhuǎn)型流通池可完成光程的瞬間轉(zhuǎn)換光源采用高性能、長(zhǎng)壽命氤燈歷史數(shù)據(jù)在每小時(shí)存儲(chǔ)一次平均值的情況下可至少存儲(chǔ)1年數(shù)據(jù)，同時(shí)可根據(jù)用戶需求將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC機(jī)上大屏液晶顯示輸出及觸摸屏輸入保證用戶簡(jiǎn)單快捷地操作聯(lián)網(wǎng)方便RS232/RS485/GPR等通訊接口提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)、停止，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無人化運(yùn)行多路4-20mA模擬接口可隨

13、意組合同時(shí)測(cè)定包括 CODfc內(nèi)的pH、溫度、溶 解氧、電導(dǎo)率、濁度、流量等以及其他根據(jù)用戶需求定制的水質(zhì)參數(shù) 多路繼電器輸出可根據(jù)用戶要求完成報(bào)警及其他相關(guān)設(shè)備的控制2測(cè)試原理2.1水質(zhì)在線分析儀該儀器采用紫外全譜掃描技術(shù)，通過化學(xué)計(jì)量學(xué)算法將獲得的水樣在紫外區(qū) 的全波段光譜與該水樣用經(jīng)典法所測(cè)得的 COEM度值相對(duì)應(yīng)建立數(shù)學(xué)模型，隨著 樣品數(shù)量增加該模型會(huì)逐漸穩(wěn)健，進(jìn)而達(dá)到預(yù)測(cè)水樣中CO球度的作用，對(duì)于要 監(jiān)測(cè)的水樣，只要獲得該水樣的紫外全波段光譜， 便可利用已經(jīng)建立的數(shù)學(xué)模型 來非常準(zhǔn)確的得到該水樣中的 cotM度。3.1.1 測(cè)試模塊對(duì)于如何獲得水樣的紫外全波段光譜，測(cè)試模塊采用了如下

14、圖所示的光路原 理，光源發(fā)出的紫外光通過光纖傳輸?shù)搅魍ǔ兀?穿過流通池時(shí)經(jīng)被測(cè)水樣吸收后， 通過光纖傳輸?shù)焦庾V儀。在光譜儀內(nèi)部經(jīng)過光柵分光，由陣列傳感器將分光后的 光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，獲得水樣的連續(xù)吸收光譜信息。就譜儀 據(jù)處理測(cè)試原理圖3.1.2 在線稀釋模塊在線稀釋采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的稀釋裝置， 可以非?？焖俚耐瓿砂匆欢ū?例的對(duì)樣品進(jìn)行在線稀釋，同時(shí)保證在線混合均勻，由于稀釋倍數(shù)的改變靈活方 便并且具有非常高的稀釋準(zhǔn)確度，所以該裝置大大的拓寬了在線監(jiān)測(cè) COD勺濃度 范圍，再加上軟件的靈活設(shè)置，可以由用戶自主選擇是否進(jìn)行稀釋測(cè)定， 保證了 同一臺(tái)設(shè)備可以寬泛的使用在不同濃度范圍的 co線

15、監(jiān)測(cè)。在線稀釋裝置3.1.3 預(yù)處理模塊預(yù)處理模塊采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利 用樣品水流與整體水流方向相反，使大部 分水流沿濾芯外壁沖刷而下，只有很少一 部分水流通過濾芯過濾后從相反的方向流 出，該少部分水樣送入測(cè)試裝置進(jìn)行紫外 吸收光譜的采集，而大部分水流則通過沖 刷濾芯的外表面而達(dá)到清潔濾芯的作用, 這樣大大延長(zhǎng)了用戶清潔濾芯的時(shí)間，減 少了用戶的維護(hù)工作量。濾芯自清潔原理3.1.4 輔助參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)3.2.1流量監(jiān)測(cè)流量的監(jiān)測(cè)通過超聲波明渠流量計(jì)來完成，該裝置是通過超聲波來監(jiān)測(cè)明渠水流量的儀表，當(dāng)水渠是具有側(cè)壁和下底的渠道時(shí)， 被稱為明渠，當(dāng)水流是靠自 身重力勢(shì)能在明渠中流動(dòng)時(shí)，此時(shí)的水面稱

16、為自由水面，對(duì)這種水流量的監(jiān)測(cè)可以通過非接觸式的明渠流量計(jì)來實(shí)現(xiàn)，該流量計(jì)固定在距離水面有一定距離（0.42m的水流正上方，由于不與被監(jiān)測(cè)水流接觸，所有具有不受污水腐蝕的特點(diǎn)， 可以長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行。超聲波流量計(jì)3.2.2其他參數(shù)監(jiān)測(cè)對(duì)于除流量以外的其他輔助參數(shù)監(jiān)測(cè)通常情況下通過傳感器來直接接觸被 監(jiān)測(cè)水樣而直接獲得所需的監(jiān)測(cè)參數(shù)，其原理一般都采用電極或光傳感器來實(shí) 現(xiàn)，電極通常采用金屬電極或玻璃電極，光傳感器通常為對(duì)一定波長(zhǎng)的光敏感的 光探測(cè)器。這些傳感器通常被封裝在具有一定防腐蝕功能的殼體內(nèi)，然后直接浸 入水中進(jìn)行相應(yīng)的水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)。輔助參數(shù)監(jiān)測(cè)丁 P名稱規(guī)格和型號(hào)單位數(shù)量備注1.水質(zhì)在線分析儀1.1.分析儀套11.2.GPR邈訊模塊1.3.GPR攵線2.輔助參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2.1.流量計(jì)套12.2.pH計(jì)/氧化還原電位/溫度套12.3.電導(dǎo)率儀套12.4.濁度/懸浮固體分析儀套12.5.溶氧儀套13.采樣系統(tǒng)3.1.污水泵套13.2.一級(jí)過濾器