水质自动监测技术与在线自动监测仪器的发展现状 – 工程设计

测试水站类型及内容:
本方案适用于微型水质自动监测系统的测试。监测项目为常规五参数(水温、pH、溶解氧、电导率、浊度)、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a共10项。
高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a监测频次为每2小时测定1次;常规五参数在每周一10:15~10:50期间监测频次为每分钟测定1次,其余时间监测频次为每2小时测定1次。
小时测定1次;常规五参数在每周一10:15~10:50期间监测频次为每分钟测定1次,其余时间监测频次为每2小时测定1次。
测试依据: 《pH水质自动分析仪技术要求(HJ/T
96-2003)》、《电导率水质自动分析仪技术要求(HJ/T
97-2003)》、《浊度水质自动分析仪技术要求(HJ/T
98-2003)》、《溶解氧水质自动分析仪技术要求(HJ/T
99-2003)》、《高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求(HJ/T
100-2003)》、《氨氮水质自动分析仪技术要求(HJ/T
101-2003)》、《总氮水质自动分析仪技术要求(HJ/T
102-2003)》、《总磷水质自动分析仪技术要求(HJ/T 103-2003)》等等。
场地及水质:
微型水质自动监测系统测试场地位于御临河黄印和梁滩河童善桥。系统测试水样由重庆市生态环境监测中心统一提供。
时间安排:
本次系统测试时间为2周14天。黄印与童善桥同步开展测试工作。测试具体时间另行通知。
测试要求:
每个参与测试方在场地面积限制范围内,在黄印和童善桥各提供1套完整的微型水质自动监测系统和管理平台参与测试。测试系统必须完整独立并具备要求的功能,微型水站自动监测系统应由采水单元、配水及预处理单元、分析单元(水温、pH、溶解氧、浊度、电导率、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮)、控制单元和数据传输单元等组成。
系统运行要求:
进入测试的自动监测系统,高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮每天固定0点进行零点校正液核查,1点进行量程校正液核查,自0点起,0:00、2:00、4:00、6:00、……22:00,每隔2小时采集一次水样分析,每天12个数据;常规五参数在0:00、2:00、4:00、6:00、……22:00,每隔2小时采集一次水样分析;数据按整点格式上传至管理平台。常规五参数在每周一10:15~10:50期间监测频次为每分钟测定1次,数据按整分钟格式上传至管理平台。

1、前言

标签: 监测系统

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。

2、水质自动监测技术

2.1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叼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产现对相关子站的实时监视和数据传输或能。

每个子站是一个独立完整的水质自动监测系统,一般由6个主要子系统构成,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:

由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪(如:YS1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。

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。

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*性很高的水质自动监测系统,
必须同时具备4个要素,即高质量的系统设备;完备的系统设计;严格的施工管理;负责的运行管理。

2.2水质自动监测的技术关键

2.2.1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*、有效水样。

2.2.2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。

2.2.3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、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、总有机碳、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/流量/流向计及自动采样器等组成。各主要在线自动分析仪器的发展现状将地第3节详述。

2.2.4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。

2.2.5子站站房及配套设施

包括:站房主体;配套设施

3、在线自动分析仪器的发展

3.1概述

水质自动监测仪器仍在发展之中,欧、美、日本、澳大利亚等国均有一些专业厂商生产。目前,经较成熟的常规项目有:水温、PH、溶解氧、电导率、浊度、氧化还原电位、流速和水位等。常用的监测项目有:COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总氮、总磷。其他还有:氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、UV、油类、酚、叶绿素、金属离子等。

目前的自动分析仪一般具有如下功能:自动量程转换,遥控、标准输出接口和数字显示,自动清洗(在清洗时具有数据锁定功能)、状态自检和报警功能(如:液体泄漏、管路堵塞、超出量程、仪器内部温度过高、试剂用尺、高/低浓度、断电等),干运转和断电保护,来电自动恢复,COD、氨氮、TOC、总磷、总氮等仪器具有自动标定校正功能。

3.2常规五参数分析仪

常规五参数分析仪经常采用流通式多传感器测量池结构,无零点漂移,无需基线校正,具有一体化生物清洗及压缩空气清洗装置。如:英国ABB公司生产的EIL7976型多参数分析仪、法国Polymetron公司生产的常规五参数分析仪、澳大利亚GREENSPAN公司生产的Aqualab型多参数分析仪(包括常规五参数、氨氮、磷酸盐)。另一种类型(“4+1”型)常规五参数自动分析仪的代表是法国SERES公司生产的MP2000型多参数在线不质分析仪,其特点是仪器结构紧凑。

常规五参数的测量原理分别为:
水温为温度传感器法(PlatinumRTD)、PH为玻璃或锑电极法、DO为金-银膜电极法、电导率为电极法、浊度为光学法(透射原理或红外散射原理)。

3.3化学需氧量分析仪

COD在线自动分析仪的主要技术原理有六种: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;UV计;氢氧基及臭氧氧化-电化学测量法;臭氧氧化-电化学测量法。

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