自來水與地下水質監測系統集成

自來水與地下水質監測系統集成

水質在線自動監測系統(On-line Water Quality Monitoring System)是一個以在線分析儀表和實驗室研究需求為服務目標,以提供具有代表性、及時性和可靠性的樣品信息為核心任務,運用自動控制技術、計算機技術并配以專業軟件,組成一個從取樣、預處理、分析到數據處理及存貯的完整系統,從而實現對樣品的在線自動監測。自動監測系統一般包括取樣系統、預處理系統、數據采集與控制系統、在線監測分析儀表、數據處理與傳輸系統及遠程數據管理中心,這些分系統既各成體系,又相互協作,以完成整個在線自動監測系統的連續可靠地運行。

1. 水質在線分析儀器

水質在線分析儀器按測量方式通常分為電極法和光度法兩種,應根據使用環境的不同作相應的選擇。

目前常見的進口水質在線分析儀器生產商有:美國HACH,法國SERES、德國WTW、德國E+H、德國KUNTZE、日本島津、日本Horiba、奧地利SCAN等。

按測量的參數劃分水質在線分析儀器有以下種類:

序號

中文名稱

英文名稱

電極法

光度法

1

溫度

Temperature


  

2

PH

Ph


  

3

溶解氧

Dissolved Oxygen(DO)


  

4

電導率

Conductivity


  

5

濁度

Turbidity


  

6

葉綠素

Chlorophyl


  

7

藍藻

blue algae


  

8

高錳酸鹽指數

Permanganate Index


  

9

化學需氧量

Chemical Oxygen Demand(COD)

9

生物需氧量

Biological Oxygen Demand (BOD)


  

10

氨氮

Ammonium

11

硝酸鹽氮

Nitrates

12

亞硝酸鹽氮

Nitrites

13

總磷

Total Phosphorus


  

14

磷酸鹽

Phosphates


  

15

總氮

Total Nitrogen


  

16

總有機碳

Total Organic Carbon

17

水中油

Hydrocarbons


  

18

余氯

Free Chlorine


  

19

氯離子

Chlorides


  

20

總氯

Total Chlorine


  

21

硬度

Hardness

22

氟化物

Fluorides


  

23

氰化物

Cyanide


  

24

總酚

Phenols


  

25

大腸桿菌

Coliform Bacteria


  

26

硅酸鹽

Silica


  

27

硫酸鹽

Sulfates


  

28

硫化物

Sulfides


  

29

臭氧

Ozone


  

30

重金屬

Heavy Metals

30.01

銅離子

Copper


  

30.02

鋁離子

Aluminium


  

30.03

六價鉻

Chromium VI


  

30.04

鐵離子

Iron


  

30.05

總鐵

Total Iron


  

30.06

鉛離子

Lead


  

30.07

錳離子

Manganese


  

30.08

鎳離子

Nickel


  

30.09

鋅離子

Zinc


  

30.10

鈉離子

Sodium


  

30.11

鎘離子

Cadmium


  

30.12

鈾化物

Uranium


  

2. 取水系統

取水系統的設計主要針對滿足水樣的代表性、可靠性和連續性來設計的,該系統的主要組成部分有:取水頭、取水泵、水樣輸送管道和流速流量調節幾個部分組成。按照取水方式的劃分主要分為直取式和浮筒式兩種,直取式主要針對水位變化小的環境使用,如污水廠、污染源、自來水涵管取水等,而浮筒式主要針對水位變化較大的環境使用,如地表水等。
3. 預處理系統
水樣預處理的設計主要是為了既要消除干擾儀表分析和影響儀表使用的因素,又不能失去水樣的代表性。預處理的手段通常有自然沉降、物理過濾及滲透等。通常是根據水樣的純度來決定預處理的級別。有些分析儀器在設計時已經考慮了進樣的預處理,需在系統集成時考慮與之配合使用。

4.數據采集控制系統
數據采集控制系統的主要由PLC、現場工控機、中心站計算機以及變送器、執行機構等組成,其功能主要有:

(1)控制整個在線監測系統的自動運行,這部分主要由PLC寫入程序后完成;

(2)采集、存儲并傳輸儀表分析的數據,這部分主要由現場工控機與數據采集傳輸模塊協作完成。
5.集成輔助系統

輔助系統的設計主要是為了保障在線監測系統的連續穩定的運行,它需要根據現場情況的變化而作相應的調整?傮w來說有以下幾個方面需要注意:

(1)管路的清洗:由于管路中殘留的污垢以及因此而孳生的藻類會對水樣造成污染,所以需要對管路進行定時定量的清洗,清洗的方式和內容多種多樣,目標都是為了保證水樣的真實性和代表性。

(2)電力的保障:電力的穩定直接關系到儀表分析的準確性和連續性,因此首先盡可能選擇穩定的交流電網以供接入;其次,在交流電進入自動監測系統前,需要對電流再次整流,以便應對突發性電流不穩情況的發生;最后,如果有必要的話,可以配備后備電源以供停電時在線監測系統的正常運行。

(3)預防雷擊:防雷主要分為站房防雷、電源防雷和通訊防雷,當遭遇雷擊時電流首先擊穿防雷器以達到保護儀表及系統設備的目的。這一點在雷雨多發的地區尤其重要,當發生雷雨后工作人員要盡快檢查防雷器的狀態,如損毀要及時更換。

(4)調節溫濕度:適合的溫度和濕度對于儀表的穩定運行也很重要,這部分功能主要由空調和除濕設備來實現。

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