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水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心,运用现代传感器技术、自动测量技术,自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。 一套完整的水质自动监测系统能连续、及时、准确地监测目标水域的水质及其变化状况;中心控制室可随时取得各子站的实时监测数据,统计、处理监测数据,可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表(棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等),并可输入中心数据库或上网。收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能;自动运行,停电保护、来电自动恢复功能;维护检修状态测试,便于例行维修和应急故障处理等功能。 实施水质自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。 1 水质自动监测技术 1.1 水质自动监测系统的构成 在水质自动监测系统网络中,中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对各子站的实时监视、远程控制及数据传输功能,托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能,其他经授权的相关部门可通过电话拨号方式实现对相关子站的实时监视和数据传输功能。 每个子站是一个独立完整的水质自动监测系统,一般由6个子系统构成,包括:采样系统、预处理系统、监测仪器系统、PLC控制系统、数据采集、处理与传输子系统及远程数据管理中心、监测站房或监测小屋。目前,水质自动监测系统中的子站的构成方式大致有三种: (1)由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪(如:YSI公司和HYDROLAB公司的常规五参数分析仪)组成的子站(多台组合可用于测量不同水深的水质)。其特点是仪器可直接放于水中测量,系统构成灵活方便。 (2)固定式子站:为较传统的系统组成方式。其特点是监测项目的选择范围宽。 (3)流动式子站:一种为固定式子站仪器设备全部装于一辆拖车(监测小屋)上,可根据需要迁移场所,也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较高。 各单元通过水样输送管路系统、信号传输系统、压缩空气输送管路系统、纯水输送管路系统实现相互联系。 一个可靠性很高的水质自动监测系统,必须同时具备4个要素,即:(1)高质量的系统设备;(2)完备的系统设计;(3)严格的施工管理;(4)负责的运行管理。 1.2 水质自动监测的技术关键 (1)采水单元:包括水泵、管路、供电及安装结构部分。在设计上必须对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等提出相应解决措施,能够自动连续地与整个系统同步工作,向系统提供可靠、有效水样。 (2)配水单元:包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。配水单元直接向自动监测仪器供水,具有在线除泥沙和在线过滤,手动和自动管道反冲洗和除藻装置;其水质、水压和水量应满足自动监测仪器的需要。 (3)分析单元:由一系列水质自动分析和测量仪器组成,包括:水温、pH、溶解氧(DO)、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量/流速/流向计及自动采样器等组成。 (4)控制单元:包括系统控制柜和系统控制软件;数据采集、处理与存储及其应用软件;有线通讯和卫星通讯设备。 (5)子站站房及配套设施:包括站房主体和配套设施。
本书系统、全面地介绍了水质自动监测系统的组成、功能和基本要求(第一章);阐明了水质自动监测系统的监测目的、监测项目与频次,以及如何选择站点位置,进行站房土建、水、电、防雷等各方面的建设(第二章)。同时重点论述了组成水质自动监测系统各单元的具体要求、核心组成要素、工作原理、各种仪器性能指标、安装维护的技巧等方面的内容(第三章)。通过以上理论方面的叙述,结合各仪器性能测试的数据结果,本书作者提出了水质自动监测仪器的选型原则,以及在此原则指导下,对重庆新建的两个水质自动监测站的自动监测仪器的选型进行了介绍(第四章)。此外,本书还将系统建成后的验收工作(第五章)、系统维护(第六章)、系统日常运行和管理(第七章)、水质自动监测站的质量保证和质量控制(第八章)等内容进行了详细的介绍。最后将重庆新建的万木水质自动监测站和金子水质自动监测站作为实例简要地对水质自动监测站建设中的要点进行了回顾(第九章)。 本书可供从事水质自动监测站建设、管理、维护的技术人员,水质自动监测系统集成的技术人员以及相关专业的大专院校的师生参考。 [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=165849]地表水水质自动监测系统概论[/url]
水质污染自动监测系统(WPMS)是一套以在线自动分析仪器为核心,运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系。WPMS可尽早发现水质的异常变化,为防止下游水质污染迅速做出预警预报,及时追踪污染源,从而为管理决策服务。 1998年以来,我国已先后在七大水系的10个重点流域建成了100个国家地表水水质自动监测站,各地方根据环境管理需要,也陆续建立了400多个地方级地表水水质自动监测站,实现了水质自动监测周报。WPMS可以实现监测自动化、实现水污染的预警预报,对于防止污染事件的进一步发展可起到至关重要的作用;WPMS还可以实现水质信息的在线查询和共享,可快速为领导决策提供科学依据。1 水质在线监测系统的组成 水质在线监测系统由采样单元、分析测试单元(监测仪器)、数据采集与传输单元、监控中心四部分组成。目前,应用比较多的是水质COD、NH3-N、TOC、TN、TP、五参数、UV等在线监测系统。1.1 采样单元 目前大多数采用自吸泵或潜水泵方式采样,建议采用10~20目的金属筛网阻隔,避免漂浮物堵塞采样口。自吸泵扬程应保证大于实际采样高度的2倍。采用潜水泵采样的系统,应保证潜水泵在液位变化情况下能正常工作。1.2 在线监测仪器(1)COD在线监测仪器 根据氧化方式不同,可将COD在线监测系统分为两大类,即采用重铬酸钾氧化和非重铬酸钾氧化方式。重铬酸钾氧化方式可分为重铬酸钾消解—光度测量法,重铬酸钾消解—库仑滴定法、重铬酸钾消解—氧化还原滴定法。非重铬酸钾氧化方式可分为臭氧(混合氧化剂)氧化—电化学测量法羟基氧化—电化学测量法。(2)NH3-N在线监测仪器 NH3-N在线监测仪可分为滴定法、比色法、铵离子选择电极法、氨气敏电极法、电导法等方法。(3)TOC在线监测仪器 按原理不同,可将TOC在线监测仪器分为燃烧氧化—红外吸收法、紫外催化氧化—红外吸收法和电导法。 1.3 数据采集与传输单元 数据采集传输仪通常采用单片机、可编程控制器或工控机方式,不论哪种方式,通讯协议应全国统一,以方便仪器连接通讯。数据传输方式可采用电话线、GPRS、GSM、局域网、无线电台等多种方式。1.4 监控中心 监控中心的主要作用就是接收、汇总、统计各污染源的监测数据。