水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展現(xiàn)狀

1、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的發(fā)展現(xiàn)狀文章來(lái)源 畢業(yè)論文網(wǎng) 1、前言實(shí)施水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到及掌握主要流域重點(diǎn)斷面水體的水質(zhì)狀況、預(yù)警預(yù)報(bào)重大或流域性水質(zhì)污染事故、解決跨行政區(qū)域的水污染事故糾紛、監(jiān)督總量控制制度落實(shí)情況、排放達(dá)標(biāo)情況等目的。2、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)2.1水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成在水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，中心站通過(guò)衛(wèi)星和電話撥叼兩種通訊方式實(shí)現(xiàn)對(duì)各子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能，托管站也可以通過(guò)電話撥號(hào)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)所托管子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸功能，其他經(jīng)授權(quán)的相關(guān)部門(mén)可通過(guò)電話撥號(hào)方式產(chǎn)現(xiàn)對(duì)相關(guān)子站的實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)傳輸或能。

2、每個(gè)子站是一個(gè)獨(dú)立完整的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一般由6個(gè)主要子系統(tǒng)構(gòu)成，包括：采樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)儀器系統(tǒng)、plc控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、處理與傳輸子系統(tǒng)及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理中心、監(jiān)測(cè)站房或監(jiān)測(cè)小屋。目前，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的子系統(tǒng)及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理中心、監(jiān)測(cè)站房或監(jiān)測(cè)小屋。目前，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的子站的構(gòu)成方式大致有三種：（1）由一臺(tái)或多臺(tái)小型的多參數(shù)水質(zhì)自動(dòng)分析儀（如：ys1公司和hydrolab公司的常規(guī)五參數(shù)分析儀）組成的子站（多臺(tái)組合可用于測(cè)量不同水深的水質(zhì)）。其特點(diǎn)是儀器可直接放于水中測(cè)量，系統(tǒng)構(gòu)成靈活方便。（2）固定式子站：為較傳統(tǒng)的系統(tǒng)組成方式。其特點(diǎn)是監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇范圍寬。（3）流動(dòng)式

3、子站：一種為固定式子站儀器設(shè)備全部裝于一輛拖車（監(jiān)測(cè)小屋）上，可根據(jù)需要遷移場(chǎng)所，也可認(rèn)為是半固定式子站。其特點(diǎn)是組成成本較高。各單元通過(guò)水樣輸送管路系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)、壓縮空氣輸送管路系統(tǒng)、純水輸送管路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)系。一個(gè)可*性很高的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，必須同時(shí)具備4個(gè)要素，即（1）高質(zhì)量的系統(tǒng)設(shè)備；（2）完備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（3）嚴(yán)格的施工管理；（4）負(fù)責(zé)的運(yùn)行管理。2.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)關(guān)鍵2.2.1采水單元包括水泵、管路、供電及安裝結(jié)構(gòu)部分。在設(shè)計(jì)上必須對(duì)各種氣候、地形、水位變化及水中泥沙等提出相應(yīng)解決措施，能夠自動(dòng)連續(xù)地與整個(gè)系統(tǒng)同步工作，向系統(tǒng)提供可*、有效水樣。2.2.2配水單元包

4、括水樣預(yù)處理裝置、自動(dòng)清洗裝置及輔助部分。配水單元直接向自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器供水，具有在線除泥沙和在線過(guò)濾，手動(dòng)和自動(dòng)管道反沖洗和除藻裝置；其水質(zhì)、水壓和水量應(yīng)滿足自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的需要。2.2.3分析單元由一系列水質(zhì)自動(dòng)分析和測(cè)量?jī)x器組成，包括：水溫、ph、溶解氧（do）、電導(dǎo)率、濁度、氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳（toc）、總氮、總磷、硝酸鹽、磷酸鹽、氰化物、氟化物、氯化物、酚類、油類、金屬離子、水位計(jì)、流量/流量/流向計(jì)及自動(dòng)采樣器等組成。各主要在線自動(dòng)分析儀器的發(fā)展現(xiàn)狀將地第3節(jié)詳述。2.2.4控制單元包括：（1）系統(tǒng)控制柜和系統(tǒng)控制軟件；（2）數(shù)據(jù)采集、處理與存儲(chǔ)及其應(yīng)用軟件；（3）

5、有線通訊和衛(wèi)星通訊設(shè)備。2.2.5子站站房及配套設(shè)施包括：（1）站房主體；（2）配套設(shè)施3、在線自動(dòng)分析儀器的發(fā)展3.1概述水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器仍在發(fā)展之中，歐、美、日本、澳大利亞等國(guó)均有一些專業(yè)廠商生產(chǎn)。目前，經(jīng)較成熟的常規(guī)項(xiàng)目有：水溫、ph、溶解氧（do）、電導(dǎo)率、濁度、氧化還原電位（orp）、流速和水位等。常用的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：cod、高錳酸鹽指數(shù)、 toc、氨氮、總氮、總磷。其他還有：氟化物、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、硫酸鹽、磷酸鹽、活性氯、tod、bod、uv、油類、酚、葉綠素、金屬離子（如六價(jià)鉻）等。目前的自動(dòng)分析儀一般具有如下功能：自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換，遙控、標(biāo)準(zhǔn)輸出接口和數(shù)字顯示，自動(dòng)

6、清洗（在清洗時(shí)具有數(shù)據(jù)鎖定功能）、狀態(tài)自檢和報(bào)警功能（如：液體泄漏、管路堵塞、超出量程、儀器內(nèi)部溫度過(guò)高、試劑用尺、高/低濃度、斷電等），干運(yùn)轉(zhuǎn)和斷電保護(hù)，來(lái)電自動(dòng)恢復(fù)，cod、氨氮、toc、總磷、總氮等儀器具有自動(dòng)標(biāo)定校正功能。3.2常規(guī)五參數(shù)分析儀常規(guī)五參數(shù)分析儀經(jīng)常采用流通式多傳感器測(cè)量池結(jié)構(gòu)，無(wú)零點(diǎn)漂移，無(wú)需基線校正，具有一體化生物清洗及壓縮空氣清洗裝置。如：英國(guó)abb公司生產(chǎn)的eil7976型多參數(shù)分析儀、法國(guó)polymetron公司生產(chǎn)的常規(guī)五參數(shù)分析儀、澳大利亞greenspan公司生產(chǎn)的aqualab型多參數(shù)分析儀（包括常規(guī)五參數(shù)、氨氮、磷酸鹽）。另一種類型（“4+

7、1”型）常規(guī)五參數(shù)自動(dòng)分析儀的代表是法國(guó)seres公司生產(chǎn)的mp2000型多參數(shù)在線不質(zhì)分析儀，其特點(diǎn)是儀器結(jié)構(gòu)緊湊。常規(guī)五參數(shù)的測(cè)量原理分別為：水溫為溫度傳感器法（platinumrtd）、ph為玻璃或銻電極法、do為金-銀膜電極法（galvanic）、電導(dǎo)率為電極法（交流阻抗法）、濁度為光學(xué)法（透射原理或紅外散射原理）。3.3化學(xué)需氧量（cod）分析儀cod在線自動(dòng)分析儀的主要技術(shù)原理有六種：（1）重鉻酸鉀消解-光度測(cè)量法；（2）重鉻酸鉀消解-庫(kù)侖滴定法；（3）重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法；（4）uv計(jì)（254nm）；（5）氫氧基及臭氧（混和氧化劑）氧化-電化學(xué)測(cè)量法；（6）臭

8、氧氧化-電化學(xué)測(cè)量法。從原理上講，方法（3）更接近國(guó)標(biāo)方法，方法（2）也是推薦的統(tǒng)一方法。方法（1）在快速cod測(cè)定儀器上已經(jīng)采用。方法（5）和方法（6）雖然不屬于國(guó)標(biāo)或推薦方法，但鑒于其所具有的運(yùn)行可等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，只需將其分析結(jié)果與國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，即可予以認(rèn)可。但方法（4）用于表片水質(zhì)cod，雖然在日本已得到較廣泛的應(yīng)用，但歐美各國(guó)尚未應(yīng)用（未得到行政主客部門(mén)的認(rèn)可），在我國(guó)尚需開(kāi)展相關(guān)的研究。從分析性能上講，在線cod儀的測(cè)量范圍一般在10（或30）2000mg/l，因此，目前的在線cod儀僅能滿足污染源在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)的需要，難以應(yīng)用于地表水的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。另外，與采用電化學(xué)原理的儀器相比，采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器的分周期一般更長(zhǎng)一些