水质自动监测系统设计方案.docx
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水质自动监测系统设计方案
水质自动监测系统
二零一三年六月
第一章概述
水质自动监测系统是以在线自动分析仪器为核心,运用现代自动监测技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。
系统完全实现水样的自动采集和预处理,水质分析仪器的连续自动运行,对监测数据能自动采集和存储,能提供远程传输接口及控制接口。
水质自动监测系统能做到实时、连续监测和远程监控,能够及时掌握主要流域重点断面和水源水体水质状况,预警预报重大流域性水质污染事故,在发生重大水污染时掌控水源水质状况,做到防范、解决突发水污染事故的目的。
同时还可以在发生源水水质污染时及时通报政府相关部门,启动相应应急预案,确保城市供水安全。
第二章水质自动监测站
水质自动监测站由取水单元、水样预处理及配水单元、分析监测单元、现场系统控制单元、通信单元、辅助单元和监测中心管理系统组成。
系统工作以在线自动监控仪表为核心,取水、预处理工程为辅助,数据采集传输和远程监控为最终目的。
二.1组成单元
Ø取水单元：
负责完成水样采集和输送的功能,分别有浮船式、滑杆式、悬臂式等。
Ø水样预处理及配水单元：
负责完成水样的一级、二级预处理和将水或气导入到相应的管路,以达到水样输送和清洗的目的。
水样预处理采用旋转式固液分离器和全自动自清洗型过滤器的方式,是江河瑞通公司专为在线水质自动监测站设计制造的,由旋转式固液分离器、过滤芯等组成,主要应用于含沙量比较大的地表水区域。
目前,该产品在松辽流域、海河流域、淮河流域应用广泛,使用效果得到了用户的肯定。
Ø分析监测单元：
由监测分析仪表组成,完成系统水样监测分析任务。
目前主要监测的参数有温度、电导率、溶解氧、pH、浊度、总磷、总氮、氨氮、叶绿素a、蓝绿藻、有机物、重金属、综合毒性、微生物等。
Ø现场系统控制单元：
负责完成水质自动监测系统的控制、数据采集、存储、处理等工作。
Ø通信单元：
负责完成监测数据从各水质自动监测站到监测中心的通讯传输工作。
Ø辅助单元：
辅助单元是保证水质自动监测站正常稳定运行所不可或缺的重要组成部分。
主要包括：
清洗装置、除藻装置、空气压缩设备、停电保护及稳压设备、防雷设备、超标留样装置、纯水制备、废水收集处理等。
Ø监测中心管理系统：
监测中心管理系统作为水质自动监测系统的中心站,是一个集远程数据采集、数据汇总、分析以及远程控制等功能组成的系统。
包括：
服务器、监测管理软件、组态软件以及通讯模块等。
监测管理软件包括在线水质监测、查询、评价等功能。
整体系统采用机柜式设计,主要由控制柜、各监测仪表分析柜、预处理柜等标准机柜组成。
水样预处理及配水单元、分析单元、现场系统控制单元、辅助单元系统等各项装置均合理布置于机柜中,柜与柜之间采用接插件连接,现场施工简单快速,不破坏现有建筑设施。
二.2主要功能
〔1自动监测
根据用户的设定,系统能连续、及时、准确地监测目标水域的水质及其变化状况,并可获得24小时连续的在线监测水质数据；
〔2自动化控制
现场利用PLC〔可编程控制器控制水泵、电磁阀、空压机、分析仪表等设备,完成管路取水、配水、分析、清洗、反吹等分步控制功能；
〔3数据采集
现场测站信息处理系统具有信息提取采集功能,并把提取采集来的数据以统一的格式自动存入数据库；
〔4数据传输
监测站可自动与远程监测中心建立连接,并把数据存入本地和监测中心数据库；支持PSTN、SMS、GPRS等通讯方式；
〔5直观显示
现场可通过LED触摸屏及大屏幕实时显示仪器运行状态和监测数据；
〔6自动报警
当监测数据发生较大变化时自动向中心站进行报警,如：
数据异常、仪器状态、试剂减少、电源停电等报警功能；
〔7设备运转状态管理
具备自动运行、停电保护、来电恢复功能；维护检查状态测试,便于例行维修和应急故障处理；
〔8远程控制
远程设置监测时间及频次、数据召测、打开关闭自动运行等远程控制功能。
〔9数据处理
监测中心具备对监测数据进行合理性检查和实时处理,按规定格式存入数据库；能进行分析、统计计算数据<如：
月均值、年均值及日、月、年、最大值统计>,并能按规定标准进行水质评价和各类图表处理；
〔10反吹清洗
在每次分析的过程中,对系统管路进行反吹清洗,具备除藻、杀菌等功能。
第三章水质分析单元
监测分析单元负责完成水样的监测分析工作。
水质自动监测仪器是水质自动监测系统中最重要、最昂贵的部分,不同厂家的仪器各有特色,性能也有较大差异。
作为地表水水质监测领域的集成商,我们对目前主要水质在线监测仪器的特点和性能有十分全面的了解。
本单元构成图如下：
三.1五参数分析仪
常规五项多参数包括水温、PH值、电导率、溶解氧、浊度等五参数,五参数可集成在一个仪表中,即常规五参数分析仪。
设备名称
数量
单位
主要技术指标
常五水质分析仪
1
套
pH:
量程：
0～14pH单位
精度：
±0.2单位
分辨率：
0.01单位
温度:
量程：
-5～50℃
精度：
±0.10℃
分辨率：
0.01℃
电导率:
量程：
0～100mS/cm
精度：
±0.5%或±0.001mS/cm
分辨率：
4位数字
自清洗浊度：
量程：
0～3000NTU
精度：
1%100NTU
3%100-400NTU
5%400-3000NTU
分辨率：
0.1NTU,0-400NTU;
1NTU,>400NTU
荧光法溶解氧：
量程：
0-20mg/L
精度：
±0.1mg/L<8mg/L
±0.2mg/L>8mg/L
分辨率：
0.01mg/L
三.2COD分析仪
监测高锰酸盐指数分析仪,主要适用于饮用水和地表水,用于评估水体中有机物的含量。
设备名称
数量
单位
主要技术指标
高锰酸盐指数在线分析仪
1
台
分析方法：
氧化还原电位滴定法
测量范围:
0-10/20mg/L;
分辨率:
0.1mg/L；
准确度:
±5%；
检测下限：
0.5mg/L；
测量分析时间：
30-40分钟；
输出信号：
4-20mA；
通讯协议：
Modbus或Profibus；
工作温度及湿度：
5～40℃；低于80％〔RH。
三.3总磷、氨氮分析仪
总磷、氨氮是评价水体富营养化的一个重要指标。
设备名称
数量
单位
主要技术指标
总磷在线分析仪
1
台
分析方法：
钼蓝分光光度法；
测量范围：
0～0.5/6mg/L,可扩展；
分辨率：
0.001mg/L；
检测下限：
0.01mg/L
测量分析时间：
＜30分钟；
准确度：
小于±3%；
输出信号：
4-20mA；
通讯协议：
Modbus或Profibus
工作温度及湿度：
5～40℃；低于80％〔RH
氨氮在线分析仪
1
台
分析方法：
水杨酸分光光度法；
测量范围：
0～20mg/L,可扩展；
分辨率：
0.01mg/L；
检测下限：
0.01mg/L；
测量分析时间：
15分钟；
准确度：
小于±2%；
输出信号：
4-20mA；
通讯协议：
Modbus或Profibus
工作温度及湿度：
5～40℃；低于80％〔RH
第四章水质在线监测管理软件
水质在线监测管理系统是由北京江河瑞通技术发展根据水质自动监测的要求及发展方向,自行开发研制的水质监测管理软件。
软件集数据管理和远程控制等功能为一体,面向多种仪器、多个平台,能够准确地监测出被测区域的水质变化情况,及时发现突发环境污染事件,为水环境质量评价、环境污染控制和加强水资源管理提供了决策支持的依据。
主要功能：
◆数据采集
◆站点GIS地图分布
◆监测点维护、控制
◆监测流程图设计
◆数据浏览
◆数据处理
◆报表生成
◆数据输出
◆数据校正
◆平均报表
◆水质评价
◆统计报表
主要特点：
◆调取子站实时、历史数据；
◆自动形成各子站日报并允许人工修正；
◆形成各站的日报〔日报发布、浓度指数,形成dbf文件上报总站；
◆一系列的图形、点位图、曲线图等；
◆可以时间段或两站点间进行对比；
◆可以按设置进行自动数据采集、自动形成各报表；
◆添加GIS功能,可以在地图上进行点位设置和点位数据演示；
◆自动数据上传。
第五章工程量清单
水质监测站标准配置表
序号
项目
数量
单位
说明
价格
〔万元
一
取水单元
1
套
5
二
水样预处理及配水单元
1
套
10
三
现场系统控制单元
1
套
包括PLC控制器、组态软件、工控机等
12
四
水质分析监测单元
1
常五水质分析仪
1
套
监测温度、pH、电导率、浊度、溶解氧。
18
2
叶绿素a传感器
1
套
监测水体中叶绿素a的含量
6.5
4
总磷在线分析仪
1
台
评价水体中的总磷含量
28
5
氨氮在线分析仪
1
台
评价水体中的氨氮含量
26
6
高锰酸盐指数在线分析仪
1
台
评价水体中有机物的含量
26
七
控制中心配置表
1
中心站数据接收软件
1
套
组态软件
3
2
水质监测管理软件
1
套
系统整体结构采用B/S结构。
15
八
监测站房〔用户提供
1
套
包括站房、供电系统、防雷系统、空调等
总计
149.5
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