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生活饮用水在线监测方案
为配合自来水公司实现《生活饮用水卫生标准GB》文件提供长期可靠的水质监测保障，以确保市民饮用水安全、卫生，生活饮用水在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，自动测量水的色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、PH值，水中铁、锰等微量元素的含量，以及水中的菌落总数、总大肠菌群数、消毒剂余量、水的耗氧量、氨氮和水的总硬度等污染因子，运用各种自动控制和通讯网络所组成的一个综合性生活饮用水自动监测和数据处理系统，可存储、处理、传输和打印各项水质在线监测数据。
二、设计要求
1、现场仪表能准确测量和显示生活饮用水的色度、浑浊度、COD、氨氮和pH值。
2、现场仪表能按要求设置定期自动校验或手动校验。
3、现场仪表测量数据通过中央控制和传输系统能准确传送到企业和环保局电脑上。
4、自来水厂和卫生局电脑能准确接收、显示和保存现场仪表上传的数据。
5、自来水厂和卫生局电脑能准确显示在线测量数据和历史数据。
6、自来水厂和卫生局电脑能检索不同时段不同日期的历史数据进行报表统计和图形曲线分析并自动生成日报、月报、年报。
7、为保证存储在系统中的数据的完整性，系统提供了数据的维护功能，如备份、导入、导出等。
8、报表数据中包含有排放总量累计，并可导出为Excel格式，便于利用Excel生成格式更为复杂的报表。
三、系统原理
进样和预处理单元将自来水厂的生活饮用水抽取到监测房内，并对水样进行预处理，现场仪表利用自带取样设备对预处理后的水样进行取样测量并转换成COD、氨氮、浑浊度值，pH计和色度计也对水质进行测量。现场分析仪、pH计及色度计所测得的数据以4～20mA电流信号传输至数据采集传输系统，进行数据的处理、打包和存储。最后，通过移动GPRS网络与卫生局上位机和自来水厂联网。系统示意图如下。
生活饮用水水质在线监测系统组成框图
生活饮用水
四、系统组成
（一）进样和预处理系统
利用可编程控制器控制水泵运行，将自来水厂的生活饮用水抽取上来。抽取上来的自来水通过滤网去除大的杂质后进入试样容器，试样容器中装有高速旋转式均化器，使悬浮物质破碎、均化。均化后的自来水被送入现场分析仪进行测量。
进样系统的组成部件主要为水泵、管路、过滤网和均化器。
（二）COD在线监测分析仪
美国哈希COD分析仪HACH CODmax
分析原理：
水样、重铬酸钾、硫酸银（催化剂使直链脂肪族化合物氧化更充分）和浓硫酸的混合液在消解池中被加热到175°C，在此期间铬离子作为氧化剂从VI价被还原成III价而改变了颜色，颜色的改变度与样品中有机化合物的含量成对应关系，仪器通过比色换算直接将样品的COD显示出来。
抗干扰：主要干扰物为氯化物，加入硫酸汞形成络合物去除。
仪器特点：
· 测试前仪器自动抽取新鲜样品清洗管路、定量池、消解池，确保测试具有代表性
· 光学定量系统：高精度定量样品/试剂体积，分析结果更加可靠
· 开放槽式吹气使样品与试剂完全混合，反应更加完全
· 全新的活塞泵技术，避免了传统蠕动泵的所有弊端：不与试剂和样品直接接触，仪器维护量减少，使用寿命延长，可靠性得到了大幅度的提升
· 测试完成后仪器自动启动快速冷却系统，并迅速排空管路，减小了测试间隔
HACH CODmax在线化学需氧量分析仪主要技术参数如下：
测量方法：重铬酸钾高温消解，比色测定 测试量程：10～5000mg/L
检测下限：8mg/L 分辨率：&1mg/L 响应时间：（&90%）：20min
准确度：&100mg/L：&10%读数；&100mg/L：±6mg/L
重现性：&100mg/L：&5%读数；&100mg/L：±5mg/L
消解时间：3,5,10,20,30,40,60,80,100,120min
测试时间：连续,1,2,3,4,...24hour,触发模式
校准时间：按选定间隔自动进行 清洗间隔：按选定间隔自动进行
服务间隔：24个月 用户保养：保养间隔&1个月,每月约1小时
试剂消耗：约1个月（连续测量状态） 自我监测：自我监测泄漏；仪器状态自我诊断
模拟输出：2路0/4～20mA模拟输出 继电器控制：2路24V 1A继电器高低点控制（根据仪器状态定义）
服务接口：RS232 数据通讯：标准MODBUS RS485或PROFIBUS,可实现双向通讯和远程控制
显示：大屏幕LCD图表显示,240×128 操作菜单：中文/英文 数据存储：2000组
典型应用：工业污水、市政污水 样品PH：1～12 样品压力：开放槽,无压
消解温度：175℃ 工作温度：5～40℃ 电源：230VAC±10%/50～60Hz
功耗：约100VA 尺寸：550×810×390（W×H×D） 重量：约22Kg（无试剂）
（三）氨氮的测量
本方案采用美国进口哈希氨氮分析仪
HACH公司的Amtax Compact氨氮分析仪能够在线检测废水处理过程中污水的氨氮浓度，是已经通过国家环保总局认可的进口氨氮分析仪。它运用了全新的气、液传输技术和高性能的比色测量方法，从而提供了可靠、准确的氨氮检测结果，而且维护量很低。因为其结构紧凑、价格便宜，Amtax Compact氨氮分析仪可以取代现有的、以电化学原理为基础的、高维护率氨氮分析仪，同时，该分析仪也能满足各类用户对仪器的高可靠性和低成本的要求。它可以检测工业污水排放口、地表水、以及污水厂各控制点等处水中氨氮的浓度。
主要技术参数
测量方法：氨气逐出,比色测量指示剂颜色改变
测量范围：0.2～12mg/L NH4-N;2～120mg/L NH4-N;20～1200mg/L NH4-N
准确度：测量值的±2.5%或者0.2mg/L（标准溶液）,取较大值 最低检测限：0.2mg/L
测量周期：13,15,20,或30min（可选） 结果显示：图形及数据显示 信号输出：0/4～20mA,最大负载500Ω
错误指示继电器：无源,24V,1A 报警继电器：可预设两个报警值（最大值,最小值）,24V,1A
工作温度：10～40℃ 最大工作湿度：40℃时,90% 样品温度：10～40℃ 样品流速：最小值为100mL/h
样品入口压力：1～5psi 工作电源：100～230VAC,50/60Hz 仪器认证：CE,UL,CSA
（四）pH计
根据我公司在水质在线监测领域的经验和污染物排放企业的实际情况，我们推荐性能优良、适用范围广的新加坡优特alpha-800 pH计。该仪表的测量原理为玻璃电极法，由饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极，通过测量电位差而计算pH值。alpha-800 pH计广泛应用于化工、电镀、食品、石油、制药、生物工程、环保等行业过程控制和排放口监测，且具有很好的表现。
1、该仪表主要功能如下
（1）菜单操作，驱动程序简单。
（2）稳定的内存记忆，确保存储的信息不因电源故障而丢失。
（3）通过面板的按钮做两点校准和调节电极补偿。
（4）自动温度补偿（ATC）。
（5）无 ATC 探头时，可用手动温度补偿功能，分别设置校准值和过程温度。
（6）所有继电器具有0~2000秒时间滞后调节，有效地降低误报警情况的发生。
（7）分别可调的高、低点迟滞宽度（死带）保护继电器在设定点附近不会过分频繁跳动。
（8）大屏幕双排液晶显示 易于清晰地读出多种提示、报警状态、操作和误操作信息。
（9）双开关接触作为设定点触发继电器。
（10）LED 指示器 的信号控制可做远距离监视控制器状态。
（11）抗电磁干扰保护 输入和输出信号都不受外界干扰影响。
2、该仪器的技术指标如下
pH测量范围 -2.00 to 16.00 pH
分辨率 0.01 pH
mV 测量范围 - 1000 to +1000 mV
分辨率 1 mV
温度测量范围 - 9.9 to + 125.0 oC
分辨率 0.1 oC
相对准确度
传感器 Pt 100 /Pt 1000 (连线端子选择)
温度补偿方式 自动/ 手动 (参照 25.0 oC)
（六）等比例水质采样仪
选用杭州环保成套HBCT1000A型采样仪
其特点如下：
控制单元采用工控级高可靠嵌入式微机系统
采用美国科尔岶默的蠕动泵，采样精确、寿命长故障率低。
操作简单、可实现全天自动监测采样。
采样量：10-990ml
采样精度：2 ml
采样方式多样：有定时等比例、定时定量单时段、定时定量多时段、定流定量、触发采样、日历定时采样、手动采样
外部输入：6路可扩展（4-20MA）
数据保存：可保存一年
显示模块：彩色液晶显示器，中文操作菜单
（七）数据采集传输系统
数据采集传输系统将现场分析仪、pH计和色度计传送的模拟信号转换成数据量，存储在数据及传输仪内，进行数据的处理、打包，并通过通讯接口和GPRS无线传输分别与卫生局上位机和自来水厂上位机进行远程传输。
数据采集传输系统的基本功能如下
（1）可实时采集8路模拟量输入，输入信号为4～20mA。
（2）可将采集到的各类参数如COD、pH值、色度，经处理后以记录在二进制文件中，记录的历史数据数据存放时间仅受电子盘中的大小限制，供调用查询及作为相关处理的依据。
（3）通讯方法采用通过GPRS无线传输的方式完成远程数据的传送。
（4）全中文的用户界面软件，以完成企业基本信息、各类通道参数设置接收等操作。
（5）可进行实时数据显示，历史数据查询。
（6）为保证存储在系统中的数据的完整性，系统提供了数据的维护功能，如备份、导入、导出等。
（7）提供COD、pH值、色度值的日报表、月报表、年报表，报表数据中包含有排放总量累计，并可导出为Excel格式，便于利用Excel生成格式更为复杂的报表。
（8）可建立被监测点的基本信息库，如名称、地理位置、法人代表、企业代码、联系电话等。
五、自来水厂配合
1、按说明提供仪器房。仪表室面积不小于8平方米，且应安装空调。室内应提供二个三芯插座、一个二芯插座，电源应具有接地线。电话线拉入室内。
2、pH计信号线采用一根RVVP4×1屏蔽信号线，电源线采用RVV3×1.0，外套Φ25PVC保护，自仪表安装现场（排放口）引至仪器房。
3、色度计信号线采用一根RVVP3×1屏蔽信号线，外套Φ25PVC保护，自色度计安装现场引至仪器房。
4、自来水厂购置和安装水泵并将自来水样品引至仪器房，水泵出水口需加装回流旁路（含控制阀门），水泵电源线由水泵安装点引至仪器房内。
5、准备分析仪所用的化学药品试剂瓶。
十一、系统配置参考
在线监测系统配置表
名称 型号和规格 数量 产地 生产厂家
COD分析仪 CODmax 1 美国 哈希
浊度分析仪 1720E 1 美国 哈希
悬浮物(MLSS)分析仪 Txpro-2 1 美国 哈希
余氯分析仪 9184sc 1 美国 哈希
氨氮分析仪 Amtax Compact
1 美国 哈希
alpha-pH800 1 新加坡 优特
色度计 ZN17- SIGRIST 1 中国 中诺远东
等比例采样仪 HBCT1000A 1 中国 环保成套
数据采集传输系统 YH-2000 1 中国 银环
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