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自來水與地下水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)集成

? ? ? ?水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測系統(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)對樣品的在線自動(dòng)監(jiān)測。自動(dòng)監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)的連續(xù)可靠地運(yùn)行。

1. 水質(zhì)在線分析儀器

? ? ? ?水質(zhì)在線分析儀器按測量方式通常分為電極法和光度法兩種，應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境的不同作相應(yīng)的選擇。

目前常見的進(jìn)口水質(zhì)在線分析儀器生產(chǎn)商有：美國HACH，法國SERES、德國WTW、德國E+H、德國KUNTZE、日本島津、日本Horiba、奧地利SCAN等。

按測量的參數(shù)劃分水質(zhì)在線分析儀器有以下種類：

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)測系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，它需要根據(jù)現(xiàn)場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)對水樣造成污染，所以需要對管路進(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)測系統(tǒng)前，需要對電流再次整流，以便應(yīng)對突發(fā)性電流不穩(wěn)情況的發(fā)生；最后，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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