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(shí)時(shí)監(jiān)控的水質(zhì)自動(dòng)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(duì)自動(dòng)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(dòng)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(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

2、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)量小等顯著特點(diǎn)。這是因?yàn)閱尾ㄩL法僅能對(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勺測定，而對(duì)于污染物組分

3、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(huì)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然后過可見光

4、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)， 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

5、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? 氨氮:分光光度法1.3 系統(tǒng)組成WA-2OO0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:4-：2X企業(yè)盟苗! r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

6、擬接口 4 20mA與水質(zhì)連續(xù)在線自動(dòng)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，COD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(jí)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(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(dòng)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

7、，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(jí)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環(huán)境濕度環(huán)境氣壓86-106k Pa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)在線分析儀指標(biāo)描述測試方法紫外全光譜法測試范圍COD 濃度：101000 mg/

8、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秒測量方式二種方式：連續(xù)測量；定時(shí)測量清洗、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)載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 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)

9、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(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)測試方法超聲波式或靜壓式測試范圍0.01m3/S 10 m3/S測試精度± 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%穩(wěn)定性± 1%F.S/h溫度補(bǔ)償方式自

10、動(dòng)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%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.氨氮測量方法分光光度法測量范圍0. 051500mg/L準(zhǔn)確度± 5%FS指標(biāo)描述精密度± 2%FS檢出

11、限0.O5mg/L分辨率0.O1mg/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(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

12、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(dòng)測量、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、長壽命氙燈根據(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單快捷地操作聯(lián)網(wǎng)方便RS232/RS485/G PRS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(dòng)、停止，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場無人化運(yùn)行 多路420mA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)

13、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(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)測水樣中COD度的作用，對(duì)于要 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(duì)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

14、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。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(shí)產(chǎn)權(quán)的稀釋裝置， 可以非常快速的完成按一定比 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 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 COD4線監(jiān)測。3.1.3預(yù)處理模塊o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，

15、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IIiI【1*Q rA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)3.2.1流量監(jiān)測流量的監(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(dòng)時(shí)，此時(shí)的水面稱為自由水面，對(duì)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

16、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)3.2.2其他參數(shù)監(jiān)測對(duì)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(duì)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(hào)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112GPRSS訊模塊13GPRS線2.輔助參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)2.1.流量計(jì)套122pH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)過濾器套13.3