水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

1、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過建立無人值守實時監(jiān)控的水質(zhì)自動監(jiān)測站，可以及時獲得連續(xù)在線的水質(zhì)監(jiān)測數(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，實現(xiàn)環(huán)保信息中心對自動監(jiān)測站的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有利于全面、科學(xué)、真實地反映各監(jiān)測點的水質(zhì)情況，及時、準(zhǔn)確地掌握水質(zhì)狀況和動態(tài)變化趨勢。水質(zhì)在線監(jiān)測系統(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)在線式水中有機物濃度分析儀，在水質(zhì)的在線監(jiān)測方面與傳統(tǒng)的COD化學(xué)法和現(xiàn)有的紫外單/雙波長法相比均具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢，同時給用戶的使用帶來了明顯的

2、經(jīng)濟效益，具體表現(xiàn)如下：與傳統(tǒng)的COD化學(xué)法在線監(jiān)測設(shè)備想比，在技術(shù)上具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、響應(yīng)速度快（1秒鐘一個數(shù)據(jù)）實時性高、不存在二次污染等特點，從經(jīng)濟效益上講水質(zhì)在線分析儀具有運行費用低、維護周期特別長（一般可達(dá)到半年之久）、維護量小等顯著特點。與現(xiàn)有的紫外單/雙波長法（利用污水在254nm處的吸光度與污水中COD之間的線性關(guān)系測定COD濃度）相比具有測試準(zhǔn)確度高、檢測范圍寬、維護周期特別長（一般可達(dá)到半年之久）、維護量小等顯著特點。這是因為單波長法僅能對有機污染物組分較為單一的污水或者污水中所含有機污染物組分相對固定的污水進行COD的測定，而對于污染物組分復(fù)雜多變的樣品由于吸光度與

3、COD之間的相關(guān)性較差直接導(dǎo)致測試結(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)與有機污染物濃度之間所建立的數(shù)學(xué)模型來預(yù)測水中有機污染物的濃度，由于模型本身的外推能力會使測試準(zhǔn)確度隨著用戶的使用時間增長而愈來愈高。在檢測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量濃度超過1000mg/L的水樣。輔助參數(shù)測試系統(tǒng)中的pH、氧化還原電位和溫度采用具有溫度補償功能的氧化還原電極法監(jiān)測水樣的pH值、氧化還原電位和水溫；流量測量采用明渠流量計實時監(jiān)測；電導(dǎo)率的檢測通過電導(dǎo)率傳感器完成；濁度和懸浮固體的檢測通過可見光透射和散射的原理進行測定；溶解氧的測定采用電極法。

4、所有測量結(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機進行數(shù)據(jù)的儲存和圖形分析或上傳之上一級環(huán)保部門并可進行遠(yuǎn)程監(jiān)控。該系統(tǒng)實現(xiàn)了完全自動化的監(jiān)測功能，可自動啟動和停止，自動進行數(shù)據(jù)存儲和上傳，真正實現(xiàn)了工作現(xiàn)場無須人員人值守。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護工作量極少，實時性強，運行成本低，同時系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，可任意組合監(jiān)測項目。此外，該系統(tǒng)還能夠與企業(yè)內(nèi)部的DCS和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊，同樣可實現(xiàn)以上所有的功能。1 系統(tǒng)方案1.1 監(jiān)測項目 化學(xué)需氧量（COD）、光吸收系數(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

5、氧、氨氮等1.2 監(jiān)測方法 化學(xué)需氧量（COD）、光吸收系數(shù)（SAC）：紫外光譜法 pH值、氧化還原電位、溫度：帶溫度補償?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-2000水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)由水質(zhì)在線分析儀（可監(jiān)測化學(xué)需氧量和光吸收系數(shù)）、pH計、氧化還原電位計、流量計、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)測儀都可以通過通用模擬接口420mA與水質(zhì)連續(xù)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的主設(shè)備化學(xué)需氧

6、量（COD）紫外在線監(jiān)測儀連接，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)都進入COD紫外在線監(jiān)測儀統(tǒng)一匯總，然后，COD紫外在線監(jiān)測儀可根據(jù)用戶要求分別通過GPRS或RS485將監(jiān)測結(jié)果上傳到上一級監(jiān)控部門以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)上報和遠(yuǎn)程控制等功能或上傳至PC機中，如果PC機中安裝有相應(yīng)的監(jiān)控軟件則還可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的儲存、歷史實時數(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)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)也可以通過如下方案安裝：系統(tǒng)安裝方案二如圖所示，水質(zhì)連續(xù)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)可以斷開系統(tǒng)內(nèi)所有水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測設(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420mA與數(shù)據(jù)集成采集設(shè)備連接，將所有化學(xué)需氧

7、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)通訊接口與上一級監(jiān)控部門實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)上報和遠(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)境下長期安全運行：供電電壓：AC220V20%，頻率501Hz。環(huán)境溫度：050 環(huán)境濕度：90%環(huán)境氣壓：86-106kPa所有設(shè)備的用電量：約100W1.5 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)描述1.水質(zhì)在線分析儀測試方法紫外全光譜法測試范圍COD濃度：101000 mg/L，可擴展到10000 mg/L 準(zhǔn)確度鄰苯二鉀酸氫鉀：5%F.S ， 實際水樣：10%F.S重現(xiàn)性2%

8、F.S零點漂移2% F.S /周量程漂移2% F.S /周單次測量耗時12秒測量方式三種方式：連續(xù)測量；定時測量清洗、調(diào)零方式自動或手動方式清洗、調(diào)零間隔可隨意設(shè)置間隔時間維護周期3-6個月模擬輸出2路420mA輸出，隔離、最大負(fù)載750歐模擬輸入2路420mA輸入（可擴展之8路）繼電器控制4路24V 1A繼電器控制輸出數(shù)據(jù)存儲若每小時儲存一個數(shù)據(jù)，可儲存1年有效數(shù)據(jù)功耗約100W尺寸5801350420（WHD）重量約60kg2.pH/ORP（氧化還原電位）/溫度計測試方法帶溫度補償?shù)难趸€原電極法測試范圍pH：014 ；ORP：1500mV ； 溫度：0100校正方式自動或手動溫度補償方式

9、自動補償模擬接口至少提供一路420mA輸出3.流量計測試方法超聲波式或靜壓式測試范圍0.01m3/S10 m3/S測試精度1%模擬接口至少提供一路420mA輸出4.電導(dǎo)率儀測試方法電導(dǎo)傳感器測試范圍二極式：0200s/cm ： 四極式：0200ms/cm測試精度1%F.S重復(fù)性1%穩(wěn)定性1%F.S/h溫度補償方式自動線形/非線形溫度補償溫度補償范圍0100模擬接口至少提供一路420mA輸出5.懸浮固體/濁度分析儀測試方法可見光透射和散射的原理測試范圍懸浮固體：010000mg/L ； 濁度：02000NTU測試精度1%重復(fù)性1%模擬接口至少提供一路420mA輸出6.溶氧儀測試方法膜式溶氧電極法

10、測試范圍020mg/L測試精度2%F.S重復(fù)性1%補償方式溫度補償 補償范圍0100 模擬接口至少提供一路420mA輸出7氨氮測量方法分光光度法測量范圍0051500mg/L準(zhǔn)確度5%FS精密度2%FS檢出限0.05mg/L分辨率0.01mg/L最短測量周期5min功率100W通信接口RS232/485/4-20mA儀器校正自動報警超標(biāo)、故障自動報警電源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)特點水質(zhì)在線分析儀采用了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的在線監(jiān)測技術(shù)，其主要特點可表述如下：l 先進性多 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、運行費用低等特點 紫外全譜

11、快速掃描系統(tǒng)保證測定的準(zhǔn)確性高于現(xiàn)有的單波長紫外測量法 自主開發(fā)的流通測量池、光纖光源光譜儀保證真正意義上的實時性監(jiān)測和全天候24小時的連續(xù)性監(jiān)測 已有的水質(zhì)模型和現(xiàn)場自建模型功能保證適用各個行業(yè)的水質(zhì)監(jiān)測 在線稀釋大大拓寬了紫外法的測試范圍l 維護量少 獨特的水樣預(yù)處理系統(tǒng)保證用戶極少的維護量 自動測量、自動清洗和自動調(diào)零功能可實現(xiàn)運行的完全自動化 常規(guī)情況下只需半年維護1次，水質(zhì)較差的一個季度維護1次l 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、長壽命氙燈 歷史數(shù)據(jù)在每小時存儲一次平均值的情況下可至少存儲1年數(shù)據(jù)，同時可根據(jù)用戶需求將所有數(shù)據(jù)存儲在PC機上 大屏液晶

12、顯示輸出及觸摸屏輸入保證用戶簡單快捷地操作l 聯(lián)網(wǎng)方便 RS232/RS485/GPRS等通訊接口提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程控制監(jiān)測系統(tǒng)啟動、停止，真正實現(xiàn)現(xiàn)場無人化運行 多路4-20mA模擬接口可隨意組合同時測定包括COD在內(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)用戶要求完成報警及其他相關(guān)設(shè)備的控制2 測試原理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)典法所測得的COD濃度值相對應(yīng)建立數(shù)學(xué)模型，隨著樣品數(shù)量增加該模型會逐漸穩(wěn)健，進而達(dá)到預(yù)測水樣中COD濃度的作用，對于

13、要監(jiān)測的水樣，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COD濃度。3.1.1測試模塊對于如何獲得水樣的紫外全波段光譜，測試模塊采用了如下圖所示的光路原理，光源發(fā)出的紫外光通過光纖傳輸?shù)搅魍ǔ?，穿過流通池時經(jīng)被測水樣吸收后，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轉(zhuǎn)換為電信號，獲得水樣的連續(xù)吸收光譜信息。測試原理圖3.1.2在線稀釋模塊在線稀釋采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的稀釋裝置，可以非?？焖俚耐瓿砂匆欢ū壤膶悠愤M行在線稀釋，同時保證在線混合均勻，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

14、寬了在線監(jiān)測COD的濃度范圍，再加上軟件的靈活設(shè)置，可以由用戶自主選擇是否進行稀釋測定，保證了同一臺設(shè)備可以寬泛的使用在不同濃度范圍的COD在線監(jiān)測。在線稀釋裝置3.1.3預(yù)處理模塊預(yù)處理模塊采用獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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試裝置進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，這樣大大延長了用戶清潔濾芯的時間，減少了用戶的維護工作量。濾芯自清潔原理2.2 輔助參數(shù)檢測系統(tǒng)3.2.1流量監(jiān)測流量的監(jiān)測通過超聲波明渠流量計來完成，該裝置是通過超聲波

15、來監(jiān)測明渠水流量的儀表，當(dāng)水渠是具有側(cè)壁和下底的渠道時，被稱為明渠，當(dāng)水流是靠自身重力勢能在明渠中流動時，此時的水面稱為自由水面，對這種水流量的監(jiān)測可以通過非接觸式的明渠流量計來實現(xiàn)，該流量計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)測水流接觸，所有具有不受污水腐蝕的特點，可以長期可靠的運行。超聲波流量計3.2.2其他參數(shù)監(jiān)測對于除流量以外的其他輔助參數(shù)監(jiān)測通常情況下通過傳感器來直接接觸被監(jiān)測水樣而直接獲得所需的監(jiān)測參數(shù)，其原理一般都采用電極或光傳感器來實現(xiàn)，電極通常采用金屬電極或玻璃電極，光傳感器通常為對一定波長的光敏感的光探測器。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行相應(yīng)的水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測。輔助參數(shù)監(jiān)測3 供貨范圍序號名稱規(guī)格和型號單位數(shù)量備注1.水質(zhì)在線分析儀1.1.分析儀套11.2.GPRS通訊模塊1.3.GPRS天線2.輔助參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)2.1.流量計套12.2.pH計/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13.2.一級過濾器套13.3.PVC管米若