地表水在線監(jiān)測微型水質(zhì)自動監(jiān)測站

為貫徹《環(huán)境保護(hù)法》和《水污染防治法》，加強(qiáng)地表水環(huán)境管理，防治水環(huán)境污染，國家環(huán)?？偩峙c國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布?！兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，二00二年四月二十六日頒布。劣五類水，污染程度已超過五類的水。

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，難以滿足監(jiān)管部門和企業(yè)進(jìn)行有效水質(zhì)管理的需求。

因此，我們設(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)。

該系統(tǒng)具備現(xiàn)場采集控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以避免地域環(huán)境限制，及時有效的掌握污水處理過程中的實時水質(zhì)情況，不僅簡化了繁瑣的程序，還節(jié)約了監(jiān)測時間，方便人們隨時隨地了解的被監(jiān)測區(qū)域的水質(zhì)情況。

02方案建設(shè)

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(jìn)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(biāo)綜合評價，為管理部門決策提供科學(xué)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(jìn)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)。

建設(shè)目標(biāo)

? 為環(huán)境管理和環(huán)境科學(xué)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(jìn)一步的理論基礎(chǔ)；

? 獲取當(dāng)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。

地表水在線監(jiān)測微型水質(zhì)自動監(jiān)測站

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(biāo)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(jī)、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(jìn)行遠(yuǎn)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(hù)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、抗干擾能力強(qiáng)等特點。計量進(jìn)樣采用“蠕動泵+液位傳感”的非接觸式進(jìn)樣方式，可有效解決注射泵因長期運(yùn)行產(chǎn)生的機(jī)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(bǔ)償措施”，可大幅降低環(huán)境變化對測量的影響。

此外，“自動進(jìn)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(jī)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(jìn)樣擴(kuò)展至2-6通道進(jìn)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(kuò)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(yán)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(hù)和售后工作。

技術(shù)優(yōu)勢

05智慧云平臺

審核編輯 黃昊宇