?。ㄎⅲ┬退|(zhì)自動監(jiān)測站 一站式服務(wù)驗收

01項目背景

傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方式以人工現(xiàn)場釆樣、實驗室儀器分析為主。雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監(jiān)測存在監(jiān)測頻次低、釆樣誤差大、監(jiān)測數(shù)據(jù)分散、不能實時反映水質(zhì)變化狀況等缺陷，難以滿足政府和企業(yè)進行有效水質(zhì)管理的需求。

設(shè)計并實現(xiàn)了一個?。ㄎⅲ┬退|(zhì)自動監(jiān)測站的方案，該方案以在線自動監(jiān)測儀器微核心，結(jié)合現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，構(gòu)建了一個綜合性的小型在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。

建設(shè)原則

• 自動化

實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測全自動化已經(jīng)成為了管理部門及時獲得連續(xù)性的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效手段。此外，釆用實時自動連續(xù)的監(jiān)測技術(shù)也可以實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測采集的完整性、實時性

• 智能化

系統(tǒng)在監(jiān)測點對水質(zhì)進行連續(xù)的釆集、處理、分析的同時，完成相關(guān)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，實現(xiàn)全區(qū)域水質(zhì)的指標綜合評價，為管理部門決策提供科學依據(jù)。

• 網(wǎng)絡(luò)化

這一功能有助于相關(guān)部門建立大范圍的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)收集環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測信息的在線查詢、分析、計算、圖表顯示、打印，以及各單位之間信息的互訪共享操作。

• 信息化管理

云平臺將各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分類和組合，建立水質(zhì)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為大區(qū)域水質(zhì)安全提供決策性的依據(jù)。

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建設(shè)目標

• 為環(huán)境管理和環(huán)境科學研究提供數(shù)據(jù)和資料；

• 探明污染原因，為水污染的研究提供進一步的理論基礎(chǔ)；

• 獲取當前水體的水質(zhì)狀況數(shù)據(jù)，為以后逬行水質(zhì)評價提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

• 獲取水體污染物的分布狀況，用來預(yù)測水體污染的變化趨勢、追溯污染物來源等；

• 為防止污染措施的實際效果提供反饋。

03系統(tǒng)架構(gòu)

水質(zhì)自動監(jiān)測站主要由環(huán)境數(shù)據(jù)采集顯示層、環(huán)境數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層、環(huán)境在線云平臺層四部分組成。

環(huán)境數(shù)據(jù)采集顯示層：該部分由水質(zhì)五參數(shù)測定儀（溫度、PH值、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度）、污染物因子在線監(jiān)測儀、輔助系統(tǒng)（采水單元、超標留樣器、反沖洗單元、2-3級沉沙單元、除藻單元等）和流量計構(gòu)成。

環(huán)境數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層：該部分由工控機、信號采集轉(zhuǎn)換器、I/O單元和無線網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。現(xiàn)場控制級和監(jiān)控管理級組成控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)進行遠程通信。

環(huán)境在線云平臺層：該部分是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與用戶的接口。云平臺可根據(jù)監(jiān)控點的數(shù)量及監(jiān)控點的儀器，靈活配置或定制實時畫面、歷史數(shù)據(jù)畫面、報表、統(tǒng)計分析、實時報警、維護提醒等功能。

04相關(guān)產(chǎn)品

水質(zhì)在線分析儀具有精度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快、抗*力強等特點。計量進樣采用“蠕動泵+液位傳感”的非接觸式進樣方式，可有效解決*因長期運行產(chǎn)生的機械磨損所造成的計量誤差問題，以及直接接觸所面臨的易被腐蝕的困擾。特殊的“光路結(jié)構(gòu)”、“載氣流路構(gòu)造”以及“背光補償措施”，可大幅降低環(huán)境變化對測量的影響。

此外，“自動進樣及劑量計量”技術(shù)，加之優(yōu)化的試劑配方，結(jié)合其他專有技術(shù)，使得儀器的靈敏度和測量穩(wěn)定性得到了大幅提高，不僅降低了儀器的檢出限，還將儀器的應(yīng)用范圍從環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域拓展至工業(yè)過程分析領(lǐng)域。

技術(shù)優(yōu)勢

• 集數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸于一體，可靠性高，低成本;

• 用戶可通過無線的方式把采集的數(shù)據(jù)傳遞回來；

• 系統(tǒng)可預(yù)置多個時段，將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為時段數(shù)據(jù)；

• 占地面積小，施工周期短、安全靈活，可移址；

• 采用“背景吸收及濁度校正”功能，大幅降低水樣發(fā)黑、或帶色、或濁度對測量的影響；

• 采用冷暖空調(diào)，機柜箱體設(shè)置了保溫層，雙重恒溫措施，有效減少應(yīng)環(huán)境溫度變化造成的檢測誤差，同時延長試劑保證期；

• 可根據(jù)用戶需求，將常規(guī)的單通道進樣擴展至2-6通道進樣；

• 分析儀采用開放式結(jié)構(gòu)，在軟硬件方面保證了具有良好的擴展性，用戶在后續(xù)的使用中可不斷地升級完善；

• 系統(tǒng)設(shè)備采用高規(guī)格工業(yè)級設(shè)計、研發(fā)、測試、生產(chǎn)，通過專業(yè)測試環(huán)境嚴格測試，可以滿足現(xiàn)場的復(fù)雜惡劣環(huán)境，大為簡化了系統(tǒng)的維護和售后工作。

技術(shù)優(yōu)勢

在日常生活中，我們經(jīng)常見到水壺用久后內(nèi)壁會有水垢生成。這是什么原因呢？原來在我們?nèi)∮玫乃泻胁簧贌o機鹽類物質(zhì)，如鈣、鎂鹽等。這些鹽在常溫下的水中肉眼無法發(fā)現(xiàn)，一旦它們加溫煮沸，便有不少鈣、鎂鹽以碳酸鹽形成沉淀出來，它們緊貼壺壁就形成水垢。我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用“硬度”這個指標來表示。硬度1度相當于每升水中含有10毫克氧化鈣。低于8度的水稱為軟水，高于17度的稱為硬水，介于8～17度之間的稱為中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是軟水，泉水、深井水、海水都是硬水。

再來看一下軟化水與其它水的區(qū)別
原水，是指未經(jīng)過處理的水。從廣義來說，對于進入水處理工序前的水也稱為該水處理的原水。例如由水源送入澄清池處理的水稱為原水。

軟化水，是指水中硬度（主要指水中鈣、鎂離子）去除或降低一定程度的水。水在軟化的過程中，僅硬度降低，而總含鹽量不變。

除鹽水，是指水中鹽類（主要是溶于水中的強電解質(zhì)）除去或降低到一定程度的水。其電導(dǎo)率一般為1.0～10.0µS/cm，電阻率（25℃）（0.1～1.0）×106Ω·cm ，含鹽量為1～5mg/L。

純水，是指水中的強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)（如SiO2、CO2等），去除或降低到一定程度的水。其電導(dǎo)率一般為：1.0～0.1µS/cm，電導(dǎo)率（1.01.0～10.0）×106Ω·cm 。含鹽量為<1mg/L。

超純水，是指水中的導(dǎo)電介質(zhì)幾乎*去除，同時不離解的氣體、膠體以及有機物質(zhì)（包括細菌等）也去除至很低程度的水。其電導(dǎo)率一般為0.1～0.055µS/cm，電阻率（25℃）﹥10×106Ω·cm ，含鹽量﹤0.1 mg/L。理想純水（理論上）電導(dǎo)率為0.05µS/cm，電阻率（25℃）為18.3×106Ω·cm。

什么是軟化水處理？
采用強酸性陽離子樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出來，再經(jīng)該軟化水設(shè)備過濾出的鍋爐進水就是成為硬度極低的鍋爐用軟化凈水。

工作原理
離子交換法
方法：采用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由于鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。

特點及效果：效果穩(wěn)定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。

使用范圍：餐飲、食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域、空調(diào)、工業(yè)循環(huán)水等應(yīng)用中。目前標準方式。

電磁法
方法:采用在水中加上一定的電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。

特點效果：設(shè)備投資小，安裝方便，運行費用低。效果不夠穩(wěn)定性，沒有統(tǒng)一的衡量標準，而且由于主要功能僅是影響一定范圍內(nèi)的水垢的物理性能，所以處理后的水的使用時間、距離都有一定局限。

適用范圍：多用于商業(yè)(如*空調(diào)等)循環(huán)冷卻水的處理，不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及鍋爐補給水的處理。

膜分離法
方法：納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。

只能將硬度降到一定的范圍。

特點效果：效果明顯而穩(wěn)定，處理后的水適用范圍廣。對進水壓力有較高要求，設(shè)備投資、運行成本都較高。

適用范圍：一般較少用于專門的軟化處理。

石灰法
方法：向水中加入石灰。

特點效果：只能將硬度降到一定的范圍。

適用范圍：適用范圍大流量的高硬水。

加藥法
方法：向水中加入的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結(jié)合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。

特點效果：一次性投入較少，適應(yīng)性廣。水量軟大時運行成本偏。

適用范圍:由于加入了化學物質(zhì)，所以水的應(yīng)用受到很大限制，一般情況下不能應(yīng)用于飲用、食品加工、工業(yè)生產(chǎn)等方面。在民用領(lǐng)域中也很少應(yīng)用。