水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(On-line Water Quality Monitoring System)是一個(gè)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。
1、水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
水質(zhì)在線分析儀器按測(cè)量方式通常分為電極法和分光光度法兩種,應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境的不同作相應(yīng)的選擇。
按測(cè)量的參數(shù)劃分水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有以下種類:
序號(hào) | 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(dǎo)率 | Conductivity | √ | |
5 | 濁度 | Turbidity | √ | |
6 | 葉綠素 | Chlorophyl | √ | |
7 | 藍(lán)藻 | blue algae | √ | |
8 | 高錳酸鹽指數(shù) | Permanganate Index | | √ |
9 | 化學(xué)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(jī)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(jià)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(tǒng)
取水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要針對(duì)滿足水樣的代表性、可靠性和連續(xù)性來設(shè)計(jì)的,該系統(tǒng)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(diào)節(jié)幾個(gè)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(duì)水位變化小的環(huán)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(duì)水位變化較大的環(huán)境使用,如地表水等。
3、預(yù)處理系統(tǒng)
水樣預(yù)處理的設(shè)計(jì)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(yù)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(jù)水樣的純度來決定預(yù)處理的級(jí)別。有些分析儀器在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了進(jìn)樣的預(yù)處理,需在系統(tǒng)集成時(shí)考慮與之配合使用。
4、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的主要由PLC、現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)、中心站計(jì)算機(jī)以及變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成,其功能主要有:1)、控制整個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行,這部分主要由PLC寫入程序后完成;2)、采集、存儲(chǔ)并傳輸儀表分析的數(shù)據(jù),這部分主要由現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)與數(shù)據(jù)采集傳輸模塊協(xié)作完成。
5、集成輔助系統(tǒng)
輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是為了保障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行,它需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的變化而作相應(yīng)的調(diào)整??傮w來說有以下幾個(gè)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(huì)對(duì)水樣造成污染,所以需要對(duì)管路進(jìn)行定時(shí)定量的清洗,清洗的方式和內(nèi)容多種多樣,目標(biāo)都是為了保證水樣的真實(shí)性和代表性。
2)電力的保障:電力的穩(wěn)定直接關(guān)系到儀表分析的準(zhǔn)確性和連續(xù)性,因此首先盡可能選擇穩(wěn)定的交流電網(wǎng)以供接入;其次,在交流電進(jìn)入自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前,需要對(duì)電流再次整流,以便應(yīng)對(duì)突發(fā)性電流不穩(wěn)情況的發(fā)生;*后,如果有必要的話,可以配備后備電源以供停電時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3)預(yù)防雷擊:防雷主要分為站房防雷、電源防雷和通訊防雷,當(dāng)遭遇雷擊時(shí)電流首先擊穿防雷器以達(dá)到保護(hù)儀表及系統(tǒng)設(shè)備的目的。這一點(diǎn)在雷雨多發(fā)的地區(qū)尤其重要,當(dāng)發(fā)生雷雨后工作人員要盡快檢查防雷器的狀態(tài),如損毀要及時(shí)更換。
4)調(diào)節(jié)溫濕度:適合的溫度和濕度對(duì)于儀表的穩(wěn)定運(yùn)行也很重要,這部分功能主要由空調(diào)和除濕設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
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