水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（On-line Water Quality Monitoring System）

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以在線分析儀表和實(shí)驗(yàn)室研究需求為服務(wù)目標(biāo)，以提供具有代表性、及時(shí)性和可靠性的樣品信息為核心任務(wù)，運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)并配以專業(yè)軟件，組成一個(gè)從取樣、預(yù)處理、分析到數(shù)據(jù)處理及存貯的完整系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般包括取樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)分析儀表、數(shù)據(jù)處理與傳輸系統(tǒng)及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理中心，這些分系統(tǒng)既各成體系，又相互協(xié)作，以完成整個(gè)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的連續(xù)可靠地運(yùn)行。

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域和行業(yè)：

1. 水源地監(jiān)測(cè)：用于監(jiān)測(cè)水源地的水質(zhì)，以確保水源的質(zhì)量。

2. 環(huán)保監(jiān)測(cè)站：用于監(jiān)測(cè)江河湖泊、水庫(kù)等水體的水質(zhì)，以評(píng)估水體的健康狀態(tài)。

3. 市政水處理過(guò)程：用于監(jiān)測(cè)水的處理過(guò)程，以確保處理后的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。

4. 市政管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)督：用于監(jiān)測(cè)市政管網(wǎng)中的水質(zhì)，以確保供水安全。

5. 農(nóng)村自來(lái)水監(jiān)控：用于監(jiān)控農(nóng)村自來(lái)水的質(zhì)量，以確保村民的飲用水安全。

6. 循環(huán)冷卻水、泳池水運(yùn)行管理：用于監(jiān)測(cè)循環(huán)冷卻水和泳池水的水質(zhì)，以確保其正常運(yùn)行和管理。

7. 工業(yè)水源循環(huán)利用：用于監(jiān)測(cè)工業(yè)水源的循環(huán)利用情況，以確保其再利用的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。

8. 工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖：用于監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖池的水質(zhì)，以確保養(yǎng)殖的水產(chǎn)質(zhì)量。

1. 城市的環(huán)保監(jiān)測(cè)站，通過(guò)使用水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成功地監(jiān)測(cè)了該市的江河湖泊、水庫(kù)等水體的水質(zhì)，并提供了及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為政府和環(huán)保機(jī)構(gòu)提供了決策依據(jù)。

2. 自來(lái)水廠，通過(guò)使用水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水源地、水處理過(guò)程和市政管網(wǎng)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保了供水安全和穩(wěn)定。

3. 工業(yè)園區(qū)，通過(guò)使用分布式水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)園區(qū)內(nèi)多個(gè)企業(yè)的水源利用情況的監(jiān)測(cè)和管理，提高了水源的利用效率和管理水平。

4. 水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)，通過(guò)使用智能遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)養(yǎng)殖池水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，提高了養(yǎng)殖效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)需集成采配水單元、供電單元、預(yù)處理系統(tǒng)，整套裝置內(nèi)需配備監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)管理及控制單元、輔助系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和控制單元等，需滿足儀器設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行要求。箱體采用不銹鋼材質(zhì)，外部采用圍欄防護(hù)。整個(gè)系統(tǒng)占地面積小于1平方米。

2 供電系統(tǒng)

采用市電或太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。

3. 采配水系統(tǒng)

采樣單元的主要目的是采集具有一定代表性的水樣供在線分析儀表分析，并保證水樣在傳輸?shù)墓苈分胁话l(fā)生物理、化學(xué)性質(zhì)的變化。另因每個(gè)站點(diǎn)具體水文和地質(zhì)情況有差異。

采水單元包括水泵、管路、供電及安裝結(jié)構(gòu)部分。采水單元向系統(tǒng)提供可靠、有效的樣品水，能夠自動(dòng)連續(xù)地與整個(gè)系統(tǒng)同步工作。采水管路的安裝保證安全可靠；

采樣頭在水面下0.5~1.0米浮動(dòng)，并與水體底部有足夠的距離（枯水期＞1米），以保證不受水體底部泥沙的影響，具有防止進(jìn)水口堵塞的措施；

采水泵和管路選用合適材質(zhì)以避免對(duì)水樣產(chǎn)生污染，必要時(shí)采用可拆洗式設(shè)計(jì)，配備足夠的活動(dòng)接頭，方便管路清洗維護(hù)；

采水泵和管路內(nèi)徑配合，使水樣在管路中保持穩(wěn)流狀態(tài)，減少對(duì)水中溶解氧參數(shù)的影響；采水管路安裝保溫材料，減少環(huán)境溫度對(duì)水樣溫度的影響；

在取水管道設(shè)有壓力或流量監(jiān)控裝置，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；同時(shí)生成報(bào)警信息；

采水系統(tǒng)可通過(guò)手動(dòng)或遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)連續(xù)或間歇方式工作，能夠根據(jù)監(jiān)測(cè)要求現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程設(shè)置監(jiān)測(cè)頻次；

采水系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)采用zui大化原則設(shè)計(jì)建設(shè)，水壓水量滿足分析單元的需要，保障在汛期或枯水期能正常工作，并且考慮將來(lái)增加分析項(xiàng)目的可能，采水量上留出足夠冗余；

系統(tǒng)留有比對(duì)試驗(yàn)用取水口，方便水樣比對(duì)實(shí)驗(yàn)的采水。

3.1 管線設(shè)計(jì)

1）采水泵組

采樣泵采用潛水泵或自吸泵。揚(yáng)程>20米，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流速：0.8～1.2米/秒，取水量滿足現(xiàn)有儀表及將來(lái)擴(kuò)展的需要。

2）輸水管路

管道設(shè)計(jì)為單路，安裝時(shí)增加一條備用管路；輸水管在經(jīng)過(guò)水泥地面時(shí)應(yīng)在地面上開(kāi)挖一條深20厘米、寬20厘米的溝便于鋪設(shè)管路；采樣點(diǎn)至岸邊段采用增強(qiáng)型鋼絲軟管，其余部分用DN25，灰色UPVC管，UPVC管材質(zhì)化學(xué)及物理性能穩(wěn)定對(duì)被測(cè)水樣不產(chǎn)生吸附、腐蝕、分解、氧化等任何物理化學(xué)作用。

系統(tǒng)能自動(dòng)控制清洗泵和自吸泵處于工作和待機(jī)狀態(tài)，并定時(shí)啟動(dòng)清洗泵對(duì)采樣管路進(jìn)行反向沖洗，防止管路淤積泥沙，保證系統(tǒng)采樣穩(wěn)定可靠；采樣管路鋪設(shè)避免U型連接，使管道排空不受影響。

為了避免環(huán)境溫度對(duì)水樣的影響及延緩管路老化可采取如下措施：

a、管路可采取地溝鋪設(shè)方式；

b、管路外部增加防凍防曬保溫層；

c、盡量縮短室外采樣管路長(zhǎng)度。

4. 預(yù)處理系統(tǒng)

水樣預(yù)處理部分的主要作用是除去水樣中的泥沙等雜質(zhì)等，使處理后的水樣能夠滿足分析儀表對(duì)水樣的要求。預(yù)處理裝置具有自動(dòng)清洗及排空功能，預(yù)處理系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行及定時(shí)清洗由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制。

5．?dāng)?shù)據(jù)管理及控制單元

能夠自動(dòng)采集分析儀器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并分類保存；能夠采集分析儀器和集成系統(tǒng)各單元的工作狀態(tài)量，并以運(yùn)行日志的形式記錄保存；斷電后能自動(dòng)保存歷史數(shù)據(jù)和參數(shù)設(shè)置。

采用無(wú)線、有線的通訊方式滿足數(shù)據(jù)傳輸要求。具備對(duì)通訊鏈路的自動(dòng)診斷功能，具備超時(shí)補(bǔ)發(fā)功能，可采用 4G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。

控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)管路、電路的控制及數(shù)據(jù)的采集、傳輸工作，主要由工控機(jī)、PLC 電器控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制、各類閥門管路傳感器等部件組成。控制單元按照預(yù)先設(shè)定的程序負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的采水配水控制，啟動(dòng)各儀器測(cè)試等一系列的動(dòng)作。

6．監(jiān)測(cè)設(shè)備

在線檢測(cè)的具有高性價(jià)比、多參數(shù)、穩(wěn)定可靠自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警的裝置，監(jiān)測(cè)傳感器采用免試劑檢測(cè)方法，配合連續(xù)監(jiān)測(cè)清洗裝置測(cè)量，實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)測(cè)量免維護(hù)。對(duì)超標(biāo)水體，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄超標(biāo)數(shù)據(jù)，并根據(jù)報(bào)警設(shè)置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。大大提高了監(jiān)測(cè)效率，避免人工采樣的頻繁及降低日常監(jiān)測(cè)的工作量。

（1）性能及特點(diǎn)

1）先進(jìn)的電極傳感器測(cè)量技術(shù)，無(wú)需試劑，維護(hù)工作量小。

2）水樣預(yù)處理裝置采用免維護(hù)設(shè)計(jì)，自動(dòng)去除水樣中大顆粒懸浮物，定期自動(dòng)排污。管路采用耐腐蝕 UPVC管材閥門。

3）在線監(jiān)測(cè)方式多樣化，可實(shí)現(xiàn)人工隨時(shí)測(cè)量、自動(dòng)定時(shí)測(cè)量、自動(dòng)周期性測(cè)量等測(cè)定方式。

4）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量10年以上，智能化數(shù)據(jù)處理，可自動(dòng)剔除由于儀器故障引起的異常突變值，使測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

5）數(shù)據(jù)傳輸具有TCP/IP\RS485\MQTT等多種信號(hào)輸出，直觀顯示含氯離子濃度mg/L值

6）無(wú)需藥劑及消耗品，無(wú)污染，真正環(huán)保。

7）超標(biāo)自動(dòng)報(bào)警。

8）本地?cái)?shù)據(jù)觸摸屏顯示與瀏覽器web、微信小程序顯示。

（2）技術(shù)要求