水質(zhì)在線(xiàn)監測系統（On-line Water Quality Monitoring System）

水質(zhì)在線(xiàn)監測系統是以在線(xiàn)分析儀表和實(shí)驗室研究需求為服務(wù)目標，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)，運用自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)并配以專(zhuān)業(yè)軟件，組成一個(gè)從取樣、預處理、分析到數據處理及存貯的完整系統，從而實(shí)現對樣品的在線(xiàn)自動(dòng)監測。

自動(dòng)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(xiàn)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(xié)作，以完成整個(gè)在線(xiàn)自動(dòng)監測系統的連續可靠地運行。

水質(zhì)在線(xiàn)監測系統主要應用于以下領(lǐng)域和行業(yè)：

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

2. 環(huán)保監測站：用于監測江河湖泊、水庫等水體的水質(zhì)，以評估水體的健康狀態(tài)。

3. 市政水處理過(guò)程：用于監測水的處理過(guò)程，以確保處理后的水質(zhì)符合標準。

4. 市政管網(wǎng)水質(zhì)監督：用于監測市政管網(wǎng)中的水質(zhì)，以確保供水安全。

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

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

7. 工業(yè)水源循環(huán)利用：用于監測工業(yè)水源的循環(huán)利用情況，以確保其再利用的水質(zhì)符合標準。

8. 工廠(chǎng)化水產(chǎn)養殖：用于監測養殖池的水質(zhì)，以確保養殖的水產(chǎn)質(zhì)量。

1. 城市的環(huán)保監測站，通過(guò)使用水質(zhì)在線(xiàn)監測系統，成功地監測了該市的江河湖泊、水庫等水體的水質(zhì)，并提供了及時(shí)、準確的數據，為政府和環(huán)保機構提供了決策依據。

2. 自來(lái)水廠(chǎng)，通過(guò)使用水質(zhì)在線(xiàn)監測系統，實(shí)現了對水源地、水處理過(guò)程和市政管網(wǎng)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監測，確保了供水安全和穩定。

3. 工業(yè)園區，通過(guò)使用分布式水質(zhì)監測系統，實(shí)現了對園區內多個(gè)企業(yè)的水源利用情況的監測和管理，提高了水源的利用效率和管理水平。

4. 水產(chǎn)養殖場(chǎng)，通過(guò)使用智能遠程水質(zhì)監測系統，實(shí)現了對養殖池水質(zhì)的實(shí)時(shí)監測和數據分析，提高了養殖效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

水質(zhì)監測系統架構

系統需集成采配水單元、供電單元、預處理系統，整套裝置內需配備監測設備、數據管理及控制單元、輔助系統、數據采集和控制單元等，需滿(mǎn)足儀器設備長(cháng)期穩定運行要求。箱體采用不銹鋼材質(zhì)，外部采用圍欄防護。整個(gè)系統占地面積小于1平方米。

2 供電系統

采用市電或太陽(yáng)能供電系統。

3. 采配水系統

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(xiàn)分析儀表分析，并保證水樣在傳輸的管路中不發(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、供電及安裝結構部分。采水單元向系統提供可靠、有效的樣品水，能夠自動(dòng)連續地與整個(gè)系統同步工作。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)以避免對水樣產(chǎn)生污染，必要時(shí)采用可拆洗式設計，配備足夠的活動(dòng)接頭，方便管路清洗維護；

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

在取水管道設有壓力或流量監控裝置，保證整個(gè)系統的正常運行；同時(shí)生成報警信息；

采水系統可通過(guò)手動(dòng)或遠程調節連續或間歇方式工作，能夠根據監測要求現場(chǎng)或遠程設置監測頻次；

采水系統在建設時(shí)采用zui大化原則設計建設，水壓水量滿(mǎn)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)增加分析項目的可能，采水量上留出足夠冗余；

系統留有比對試驗用取水口，方便水樣比對實(shí)驗的采水。

3.1 管線(xiàn)設計

1）采水泵組

采樣泵采用潛水泵或自吸泵。揚程>20米，系統設計流速：0.8～1.2米/秒，取水量滿(mǎn)足現有儀表及將來(lái)擴展的需要。

2）輸水管路

管道設計為單路，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)應在地面上開(kāi)挖一條深20厘米、寬20厘米的溝便于鋪設管路；采樣點(diǎn)至岸邊段采用增強型鋼絲軟管，其余部分用DN25，灰色UPVC管，UPVC管材質(zhì)化學(xué)及物理性能穩定對被測水樣不產(chǎn)生吸附、腐蝕、分解、氧化等任何物理化學(xué)作用。

系統能自動(dòng)控制清洗泵和自吸泵處于工作和待機狀態(tài)，并定時(shí)啟動(dòng)清洗泵對采樣管路進(jìn)行反向沖洗，防止管路淤積泥沙，保證系統采樣穩定可靠；采樣管路鋪設避免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(cháng)度。

4. 預處理系統

水樣預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(mǎn)足分析儀表對水樣的要求。預處理裝置具有自動(dòng)清洗及排空功能，預處理系統的自動(dòng)運行及定時(shí)清洗由自動(dòng)控制系統控制。

5．數據管理及控制單元

能夠自動(dòng)采集分析儀器的監測數據，并分類(lèi)保存；能夠采集分析儀器和集成系統各單元的工作狀態(tài)量，并以運行日志的形式記錄保存；斷電后能自動(dòng)保存歷史數據和參數設置。

采用無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)的通訊方式滿(mǎn)足數據傳輸要求。具備對通訊鏈路的自動(dòng)診斷功能，具備超時(shí)補發(fā)功能，可采用 4G 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸方式。

控制單元實(shí)現對管路、電路的控制及數據的采集、傳輸工作，主要由工控機、PLC 電器控制系統的現場(chǎng)控制、各類(lèi)閥門(mén)管路傳感器等部件組成?？刂茊卧凑疹A先設定的程序負責完成系統的采水配水控制，啟動(dòng)各儀器測試等一系列的動(dòng)作。

6．監測設備

在線(xiàn)檢測的具有高性?xún)r(jià)比、多參數、穩定可靠自動(dòng)監測預警的裝置，監測傳感器采用免試劑檢測方法，配合連續監測清洗裝置測量，實(shí)現快速、連續測量免維護。對超標水體，系統將自動(dòng)記錄超標數據，并根據報警設置進(jìn)行現場(chǎng)報警。大大提高了監測效率，避免人工采樣的頻繁及降低日常監測的工作量。

（1）性能及特點(diǎn)

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

2）水樣預處理裝置采用免維護設計，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(mén)。

3）在線(xiàn)監測方式多樣化，可實(shí)現人工隨時(shí)測量、自動(dòng)定時(shí)測量、自動(dòng)周期性測量等測定方式。

4）監測數據存儲容量10年以上，智能化數據處理，可自動(dòng)剔除由于儀器故障引起的異常突變值，使測量數據更準確。

5）數據傳輸具有TCP/IP\RS485\MQTT等多種信號輸出，直觀(guān)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）超標自動(dòng)報警。

8）本地數據觸摸屏顯示與瀏覽器web、微信小程序顯示。

（2）技術(shù)要求