水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

1、僅供個(gè)人參考For pers onal use only in study and research; not for commercial use水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過建立無人值守實(shí)時(shí)監(jiān)控的水質(zhì)自動監(jiān)測站，可以及時(shí)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(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)保信息中心對自動監(jiān)測站的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有利于全面、科學(xué)、真實(shí)地反映各監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)情況，及時(shí)、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)

2、在線式水中有機(jī)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(shí)給用戶的使用帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)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(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（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(hù)周期特 別長（一般可達(dá)到半年之久）、維護(hù)量

3、小等顯著特點(diǎn)。這是因?yàn)閱尾ㄩL法僅能對 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)污染物組分相對固定的污 水進(jìn)行COD勺測定，而對于污染物組分復(fù)雜多變的樣品由于吸光度與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(jī)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(jī)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(shí)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(bǔ)償功能的 不得用于商業(yè)用途僅

4、供個(gè)人參考氧化還原電極法監(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(jì)實(shí)時(shí)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(jìn)行測定；溶解氧的測定采用電極法。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(jī)進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。 該系統(tǒng)實(shí)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(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和上傳，真正實(shí)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(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

5、組合監(jiān)測項(xiàng)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(shí)現(xiàn)以上所有的功能。1 系統(tǒng)方案1.1 監(jiān)測項(xiàng)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(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-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(jì)、氧化還原電位計(jì)、流量計(jì)、溫度傳感

6、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 4 20mA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)需氧量（COD紫外在線監(jiān)測儀連接，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)都進(jìn)入 COD紫外在線監(jiān) 測儀統(tǒng)一匯總，然后，CO紫外在線監(jiān)測儀可根據(jù)用戶要求分別通過 GPR或RS485 將監(jiān)測結(jié)果上傳到上一級監(jiān)控部門以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(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PC機(jī)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，

7、 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(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(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)境下長期安全運(yùn)行：供電電壓：AC220± 20% 頻率 50 ± 1Hz。環(huán)境溫度：0 50 C

8、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(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 /周單次測量耗時(shí)1 2秒測量方式三種方式：連續(xù)測量；定時(shí)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(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)載750歐模擬

9、輸入2路420mA俞入（可擴(kuò)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(shí)儲存一個(gè)數(shù)據(jù)，可儲存1年有效數(shù)據(jù)指標(biāo)描述功耗約 100W尺寸580X 1350X 420 (W HX D)重量約 60kg2.pH/0RP （氧化還原電位）/溫度計(jì)測試方法帶溫度補(bǔ)償?shù)难趸€原電極法測試范圍pH: 014 ; ORP ± 1500mV; 溫度：0 100C校正方式自動或手動溫度補(bǔ)償方式自動補(bǔ)償模擬接口至少提供一路4 20mA俞出3.流量計(jì)測試方法超聲波式或靜壓式測試范圍330.01m/S 10 m/S測試精度± 1%模擬接口至少提供一路4 20mA俞出4.電導(dǎo)率儀測

10、試方法電導(dǎo)傳感器測試范圍二極式：0 200 卩 s/cm : 四極式：0 200ms/cm測試精度± 1%F.S重復(fù)性± 1%指標(biāo)描述穩(wěn)定性± 1%F.S/h溫度補(bǔ)償方式自動線形/非線形溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償范圍0 100C模擬接口至少提供一路4 20mA俞出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：0 10000mg/L ; 濁度：02000NTU測試精度± 1%重復(fù)性± 1%模擬接口至少提供一路4 20mA俞出6.溶氧儀測試方法膜式溶氧電極法測試范圍020mg/L測試精度± 2%F.S重復(fù)性± 1

11、%補(bǔ)償方式溫度補(bǔ)償補(bǔ)償范圍0 100C模擬接口至少提供一路4 20mA俞出7氨氮指標(biāo)描述測量方法分光光度法測量范圍0. 05 1500mg/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5mi n功率100W通信接口RS232/485/4-20mA儀器校正自動報(bào)警超標(biāo)、故障自動報(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)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的在線監(jiān)測技術(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

12、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(shí)時(shí)性監(jiān)測和全天候 24 小時(shí)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(gè)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)量自動測量、自動清洗和自動調(diào)零功能可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的完全自動化常規(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、長壽命氙燈歷史數(shù)據(jù)在每小時(shí)存儲一次平均值的情況下可至少存儲 1 年數(shù)據(jù)，同時(shí)可根據(jù)用戶需求將所有數(shù)據(jù)存儲在 PC 機(jī)上大屏液晶顯示輸出及觸摸屏

13、輸入保證用戶簡單快捷地操作聯(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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人化運(yùn)行多路4-20mA模擬接口可隨意組合同時(shí)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(bào)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(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(jìn)而達(dá)到預(yù)測水樣中CODS度的作用，對于要 監(jiān)測的水樣，

14、 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。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兀?穿過流通池時(shí)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?例的對樣品進(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 COD勺

15、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 COW線監(jiān)測。在線稀釋裝置預(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2.2 輔助參數(shù)檢測系統(tǒng)流量的監(jiān)測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)測明渠 水流量的儀表，當(dāng)水

16、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 身重力勢能在明渠中流動時(shí)，此時(shí)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(jì)來實(shí)現(xiàn)，該流量計(jì)固定在距離水面有一定距離（0.4 2m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(diǎn)， 可以長期可靠的運(yùn)行。超聲波流量計(jì)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(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(jìn)行相

17、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)量備注水質(zhì)在線分析儀分析儀套1GPRSS訊模塊GPRS天線輔助參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)流量計(jì)套1pH計(jì)/氧化還原電位/溫 度套1電導(dǎo)率儀套1濁度/懸浮固體分析儀套1溶氧儀套1采樣系統(tǒng)污水泵套1一級過濾器套1PVCt米若干4.隨機(jī)備件4.1硅膠管6米14.2波紋管20個(gè)24.3比例稀釋環(huán)套14.4濾芯只24.5螺絲刀中型套14.6扳手8寸把14.7觸摸筆把14.8電源線220V/3 芯根15.長期備件5.1模擬輸入擴(kuò)展板塊5.2模擬輸出擴(kuò)展板塊5.3硅膠管6米5.4兩通電磁閥個(gè)5.5波紋管20個(gè)5.6快速管接頭個(gè)5.7硅膠管接頭M6個(gè)5.8比例口套5.9濾芯只5.10USB線A型一B型根5.11光纖520mm根5.12比色皿個(gè)5.13稀釋器個(gè)5.14三通電磁閥個(gè)5.15計(jì)量泵臺5.16潛水泵臺5.17接口板塊不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den p