導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

前 言

隨著社會(huì)發(fā)展，飲用水安全已成為政府、社會(huì)、公眾日益關(guān)注的焦點(diǎn)，獲得安全飲用水是人類生存的基本需求。近年來，盡管各地農(nóng)村加大了改水改廁工作力度，部分農(nóng)民喝上了安全水，但仍有部分農(nóng)民無法飲用到安全水，嚴(yán)重影響了農(nóng)村居民的身體健康和生命安全。

重慶市是一個(gè)大城市帶動(dòng)大農(nóng)村的直轄市，其農(nóng)村飲用水安全問題在西南地區(qū)具有典型的代表性，因此加強(qiáng)農(nóng)村飲用水源保護(hù)，保障農(nóng)村飲水安全，已經(jīng)成為當(dāng)前重慶市社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)亟需解決的重要問題。

1.農(nóng)村飲用水安全現(xiàn)狀

1.1我國(guó)農(nóng)村飲用水安全現(xiàn)狀

飲用水是人類生存的基本需求，其安全問題直接關(guān)系到廣大人民群眾的生命安全及身體健康。飲用水污染事件是指因物理、化學(xué)、生物等因素污染飲用水，導(dǎo)致水質(zhì)感觀性狀和一般化學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)、細(xì)菌學(xué)指標(biāo)、放射性指標(biāo)發(fā)生改變，超過國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生規(guī)范的限值或要求，造成或可能造成公眾健康危害的事件。近年來，中國(guó)飲用水污染事件頻繁發(fā)生，如 2014年蘭州市局部自來水苯超標(biāo)事件、2013年杭州自來水異味污染事件、2012年江蘇鎮(zhèn)江自來水污染事件等飲用水安全問題引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

1.2重慶農(nóng)村飲用水安全現(xiàn)狀

重慶農(nóng)村地區(qū)飲水不安全性主要體現(xiàn)在水質(zhì)差、水量不足、取水不便、不能保證供給等方面。截至2009年底，重慶市近2350萬農(nóng)村人口中，有近1063萬人飲水不安全，占農(nóng)村總?cè)藬?shù)的45.2%左右。其中，水質(zhì)超標(biāo)問題導(dǎo)致飲水不安全人口為近235萬人，水量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致飲水不安全人口略為354萬人。

王曉青，侯新等對(duì)重慶市農(nóng)村飲用水現(xiàn)狀調(diào)查表明，除渝中區(qū)以外的39個(gè)區(qū)縣，飲水不安全人口達(dá)到992萬人，占總?cè)丝诘?1.86%。

2.水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用研究現(xiàn)狀

作為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的一項(xiàng)重要補(bǔ)充手段，在線式飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集水質(zhì)衛(wèi)生指標(biāo)監(jiān)測(cè)傳感器、無線數(shù)據(jù)傳導(dǎo)設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)為一體，運(yùn)用現(xiàn)代自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)并配以相關(guān)的專業(yè)軟件，組成一個(gè)從取樣、分析到數(shù)據(jù)處理的完整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飲用水水質(zhì)的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，可 24小時(shí)連續(xù)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)飲用水中余氯、渾濁度、pH 值等衛(wèi)生指標(biāo)及其變化狀況，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控管理平臺(tái)。

2.1國(guó)外水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r

美國(guó)日本等國(guó)很早就開始對(duì)水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究和應(yīng)用了。美國(guó)在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)運(yùn)用水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)河海以及湖泊等地表水進(jìn)行了實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。日本也同樣應(yīng)用自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)城市排水系統(tǒng)以及污水處理排水進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)的有效利用。

目前在國(guó)外已廣泛采用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，GPRS 無線通信網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立起了無線分布式自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及通訊功能，可以對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)進(jìn)行控制。

2.2國(guó)內(nèi)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)、快速分析等體系建設(shè)尚處于探索階段。目前國(guó)內(nèi)市政各大型自來水廠，主要靠直接引進(jìn)國(guó)外飲用水工程成套系統(tǒng)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)也主要靠從國(guó)外進(jìn)口。我國(guó)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀廠家雖然很多，但是多數(shù)為民營(yíng)企業(yè)，技術(shù)水平參差不齊，儀器的穩(wěn)定性和可靠性不足，難以滿足我國(guó)水體環(huán)境復(fù)雜的監(jiān)測(cè)要求?？梢灶A(yù)測(cè)，在未來的幾年，水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器儀表行業(yè)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)將在環(huán)保相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。水質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析將迎來新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

3.建設(shè)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求

3.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇

在生活飲用水水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)控時(shí)，要對(duì)其監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇，這樣才能保證監(jiān)測(cè)的有效性，在線監(jiān)測(cè)過程中所要選擇的監(jiān)測(cè)點(diǎn)有：（1）水源水的在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在該種監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇過程中，應(yīng)該考慮其供電條件、通信狀況、交通狀況、水深狀況、地理位置等各種因素；（2）出廠水的在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇，一般會(huì)將水質(zhì)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置于出水泵房附近的位置；（3）在進(jìn)行管網(wǎng)水水質(zhì)的監(jiān)測(cè)時(shí)，要選擇能夠反映出廠水水質(zhì)變化的監(jiān)測(cè)點(diǎn)來進(jìn)行水質(zhì)的監(jiān)測(cè)。

3.2監(jiān)測(cè)參數(shù)與儀器

根據(jù)水質(zhì)污染特征和監(jiān)督管理的需要，選擇具有代表性的參數(shù)；儀器設(shè)備的準(zhǔn)確度、檢出限、重現(xiàn)性等主要檢測(cè)指標(biāo)要與實(shí)驗(yàn)室方法具有可比性，測(cè)定范圍應(yīng)滿足監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的需要，最好具有方法比對(duì)校準(zhǔn)的功能；應(yīng)配備水質(zhì)超標(biāo)報(bào)警的自動(dòng)采樣器；儀器性能要好，抗干擾能力要強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低。

3.3系統(tǒng)控制平臺(tái)

要求運(yùn)行速度快，內(nèi)存容量大，并具有斷電保護(hù)的功能；要具有仿真操作界面，可隨時(shí)顯示自動(dòng)站各主要設(shè)備和關(guān)鍵部件的工作狀態(tài)，并具有各種故障自動(dòng)報(bào)警功能，具有監(jiān)測(cè)參數(shù)值超控制限報(bào)警功能和設(shè)備控制輸入設(shè)置功能。

3.4數(shù)據(jù)處理與傳輸平臺(tái)

開發(fā)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)接收傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并具有對(duì)數(shù)據(jù)庫檢索、查詢和顯示歷史數(shù)據(jù)等各種功能； 開發(fā)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算、報(bào)表編制的應(yīng)用軟件，可實(shí)時(shí)打印自動(dòng)站傳送的數(shù)據(jù)，并按要求格式打印各種報(bào)表；建立先進(jìn)的軟件操作系統(tǒng)，要求界面友好，兼容性強(qiáng)，易于修改，易于升級(jí)。

4.展望

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷向前發(fā)展的新形勢(shì)下，自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為水資源和水環(huán)境保護(hù)的重要手段受到各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視，積極穩(wěn)妥地發(fā)展水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，已成為水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)的重要任務(wù)。水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成后，將在跨界河流水污染紛爭(zhēng)、水質(zhì)評(píng)價(jià)、入河排污口監(jiān)督管理、水功能區(qū)污染物總量控制、安全供水等方面發(fā)揮人工監(jiān)測(cè)不可替代的作用。實(shí)現(xiàn)水質(zhì)信息在線查詢和共享，為控制水質(zhì)和治理水污染提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]羅翠琴. 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與管理[J]. 現(xiàn)代測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室管理， 2009， （2）：32-33.

[2]侯新， 龍訓(xùn)建. 重慶市農(nóng)村集中式飲用水源地安全評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)農(nóng)村水利水電， 2011， （8）：96-99.

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[4] 王曉青， 侯新. 重慶市農(nóng)村飲用水安全現(xiàn)狀及水源地保護(hù)規(guī)劃[J]. 水利水電技術(shù)， 2011， （7）.

篇2

水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只有在確保系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行，得到有效數(shù)據(jù)的情況下，才可真正在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中能起到重要的預(yù)警作用。由于本系統(tǒng)的運(yùn)行涉及到自動(dòng)化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、化學(xué)分析等多個(gè)學(xué)科、跨領(lǐng)域的知識(shí)，因此必須對(duì)其進(jìn)行專業(yè)、系統(tǒng)的日常維護(hù)工作，同時(shí)也對(duì)運(yùn)維人員的素質(zhì)提出了較高的要求。

南海區(qū)水源水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“南海水站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”）位于佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)北江大提，是一套以19臺(tái)自動(dòng)分析儀器為核心，從水樣的采集、過濾、分析到數(shù)據(jù)的顯示、傳輸、存儲(chǔ)等全自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其監(jiān)測(cè)斷面為東平水道的北江流域，是佛山市南海區(qū)第二水廠的取水點(diǎn)（該水廠是佛山市日供水量最多的自來水廠之一），該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)、連續(xù)、準(zhǔn)確地掌握和評(píng)估東平河水質(zhì)狀況及動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。

我公司在完成南海水站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的前期建設(shè)和中期的安裝調(diào)試驗(yàn)收工作后，受佛山市南海區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站委托，從系統(tǒng)試運(yùn)行開始，就一直負(fù)責(zé)系統(tǒng)的日常運(yùn)行與維護(hù)管理，水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是否能持續(xù)長(zhǎng)期正常運(yùn)行，取決于儀表的日常維護(hù)工作是否做好，精細(xì)化的維護(hù)能夠延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。以下是我司針對(duì)部分參數(shù)列舉的日常維護(hù)內(nèi)容：

1、五參數(shù)的維護(hù)

每星期到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，檢查儀表表面狀況，室內(nèi)環(huán)境狀況，保持儀表表面潔凈，無冷凝水，保持使用環(huán)境通風(fēng)，無激烈振動(dòng)。一旦出現(xiàn)異常，及時(shí)動(dòng)作，解除干擾。

每星期檢查儀表的顯示狀態(tài)，每三個(gè)月檢查連接電纜是否牢固。

經(jīng)常檢查電源供電電壓。保證儀表使用的電源為220V/50Hz±10%，不正確電源有可能造成儀表燒毀。如果供電電源波動(dòng)超過容許范圍，我們會(huì)立即將儀表的電源斷開。（為保證儀表能夠恢復(fù)其內(nèi)存參數(shù)，斷電后最少在10分鐘后再接上電源）

儀表與傳感器之間信號(hào)線性關(guān)系是準(zhǔn)確測(cè)量的保證，所以，除了保證傳感器正?？煽恳酝?，定期的檢查與校正也是準(zhǔn)確測(cè)量的保證。每個(gè)星期應(yīng)檢查所有傳感器（包括溫度、電導(dǎo)、PH、溶解氧、濁度）連接是否完好，電纜線是否有破損，傳感器表面是否結(jié)垢或臟污，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理。

針對(duì)不同電極，應(yīng)按其不同要求進(jìn)行維護(hù)。

2、總磷總氮日常維護(hù)

總磷、總氮分析儀是根據(jù)吸光法原理，將經(jīng)消解的水樣通入檢測(cè)器，通過計(jì)算某一波長(zhǎng)的吸光強(qiáng)度，得出總磷、總氮的含量。儀器的測(cè)量原理和裝置的特性，決定了維護(hù)周期、維護(hù)量。

2.1.維護(hù)人員每周對(duì)儀器進(jìn)行巡檢，查看儀器運(yùn)行情況，讀取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，確保沒有異常狀況。

2.2.儀器運(yùn)行使用的試劑、純水，維護(hù)人員每周進(jìn)行檢查，確保試劑、純水充足，每隔兩周試劑要更換一次，確保測(cè)量質(zhì)量。

2.3.維護(hù)人員每月對(duì)儀器進(jìn)行全面維護(hù)，檢查儀器采水管路是否有臟、堵塞、脫離現(xiàn)象；裝置內(nèi)送液管是否有堵塞、漏、脫離、掉下現(xiàn)象；各電磁閥的動(dòng)作是否正常；送液泵、氣泵、試劑泵、各液體計(jì)量泵的動(dòng)作是否正常，有否異常聲音；加熱室、檢測(cè)器是否正常工作，有沒漏液現(xiàn)象；打印機(jī)的工作是否正常，記錄紙的剩余量；廢液容器的儲(chǔ)液量，是否需要回收處理；試劑容器、純水容器的狀況，是否需要清洗。

2.4.維護(hù)人員每三個(gè)月要對(duì)儀器管路、試劑容器進(jìn)行清洗，六個(gè)月進(jìn)行一次儀器易損配件、裝置內(nèi)管路更換，主要配件如試劑泵一年更換一次。

3、氨氮分析儀日常維護(hù)

氨氮分析儀采用氣敏電極測(cè)試，運(yùn)行比較穩(wěn)定，日常維護(hù)能確保儀器測(cè)量質(zhì)量，為水站提供可靠數(shù)據(jù)。在維護(hù)時(shí)應(yīng)做到；

3.1.每周檢查管路、試劑瓶狀況，管路是否有氣泡，試劑余量是否充足。

3.2.每?jī)芍芨鼡Q試劑，在每次更換試劑后，做一次系統(tǒng)管路填充，然后做校準(zhǔn)，查看校準(zhǔn)結(jié)果如何，如不通過，查找原因。

3.3.每30天移位一次軟管，每180天更換一次軟管和T形片。

3.4.每月更換一次電解液，每三個(gè)月更換一次薄膜。

4、高錳酸鹽指數(shù)分析儀

4.1.每周至少巡檢一次，查看儀器運(yùn)行情況，檢查光度計(jì)的工作情況是否正常；鹵光燈是否發(fā)光；各液位計(jì)是否正常工作；各蠕動(dòng)泵是否正常工作；各閥門是否正常；ORP電極、Pt100、加熱棒工作是否正常；檢查調(diào)節(jié)模塊各項(xiàng)功能。

4.2.每?jī)芍芨鼡Q一次試劑，保證測(cè)量質(zhì)量；三個(gè)月做一次手動(dòng)校準(zhǔn)；

4.3.每月清洗一次恒流器、光度計(jì)內(nèi)管路、反應(yīng)室和試劑瓶，減少儀器內(nèi)環(huán)境污染造成的測(cè)量影響；

4.4.每三個(gè)月檢查并清潔管道和接頭，半年更換一次蠕動(dòng)泵軟管；

4.5. 每2年更換一次AnaCon2000模塊的內(nèi)部電池。

5、TOXcontrol毒性儀日常維護(hù)

毒性監(jiān)測(cè)儀是采用深海發(fā)光菌（費(fèi)歇爾弧菌）在水中遇毒性物質(zhì)時(shí)本身發(fā)出的熒光強(qiáng)度發(fā)生衰變的原理進(jìn)行毒性物質(zhì)的檢測(cè)。菌種本身對(duì)環(huán)境比較依賴，在維護(hù)的時(shí)候注重為其提供適應(yīng)條件，盡量讓測(cè)試更準(zhǔn)確。

5.1.定期為儀器添加新的發(fā)光菌懸浮液。維護(hù)人員一周培養(yǎng)一次菌種，喚醒期為20小時(shí)，保存期為一周。一般添加20ml足夠儀器測(cè)量一個(gè)星期，有時(shí)候菌種會(huì)因污染或不正確操作造成大量死亡，維護(hù)人員巡檢時(shí)會(huì)查看歷史數(shù)據(jù)，若存在異常，及時(shí)更換菌種。

5.2.維護(hù)人員每星期到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，負(fù)責(zé)配制鹽溶液和控制樣溶液并更換，清洗儀器內(nèi)的所有模塊、小黑管、進(jìn)參考樣和被測(cè)水樣的管道、PMT光強(qiáng)測(cè)試盒，更換注射器。

5.3.維護(hù)人員每個(gè)月對(duì)儀器進(jìn)行一次全面維護(hù)，將所有模塊取出并清潔干凈，清洗整個(gè)儀器并給定向臂桿、注射器馬達(dá)上油。

5.4.每隔三個(gè)月，維護(hù)人員要更換小黑管、注射器尖頭上的透明管套、進(jìn)參考和實(shí)際水樣的管子，檢查風(fēng)扇底部通風(fēng)情況和儀器后面的通風(fēng)情況，保證儀器一切正常，若其中一部分出現(xiàn)問題，馬上采取方案解決問題。

5.5.每年維護(hù)人員要對(duì)儀器的溫度、體積、光強(qiáng)進(jìn)行校準(zhǔn)，檢查攪拌裝置、傳送帶、定向臂的工作情況，判斷工作是否正常，是否存在隱患。同時(shí)要注意檢查運(yùn)用程序的更新狀況。

6、重金屬分析儀日常維護(hù)

在線痕量金屬分析儀是設(shè)計(jì)用來自動(dòng)監(jiān)測(cè)水中的痕量金屬的，它使用電氣化學(xué)技術(shù)中陽極溶出伏安法原理測(cè)量。儀器的維護(hù)頻率由水樣的特性和分析頻率決定，一般，進(jìn)行高頻率的維護(hù)，可使儀器的數(shù)據(jù)更精確。

篇3

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）27-0185-03

據(jù)2009年環(huán)境狀況公報(bào)統(tǒng)計(jì)，珠江、長(zhǎng)江水質(zhì)良好，松花江、淮河為輕度污染，黃河、遼河為中度污染，海河為重度污染。 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院環(huán)境與發(fā)展研究中心副主任鄭易生指出，中國(guó)的各種水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，由于受布點(diǎn)數(shù)量和布點(diǎn)區(qū)域的限制，“并不能充分、真實(shí)地反映國(guó)內(nèi)水污染現(xiàn)狀”。目前的水質(zhì)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀揭示了中國(guó)水污染的嚴(yán)重程度和水質(zhì)監(jiān)測(cè)的建設(shè)落后程度。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)，集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)；魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)等靜態(tài)水域。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間以及大量的人力，經(jīng)過繁瑣的步驟才得到數(shù)據(jù)，而在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備的充電，用戶登錄App或者網(wǎng)站即可看到數(shù)據(jù)。

1系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)

在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖1所示，水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體分成三層，感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。感知層是系統(tǒng)的核心，是信息采集的關(guān)鍵部分；網(wǎng)絡(luò)層對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行無線連接，通過①LoRa技術(shù)將所有的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀連接起來，LoRa數(shù)據(jù)接收端將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[1]。應(yīng)用層位于三層的頂層，將服務(wù)器處理的數(shù)據(jù)通過App以及網(wǎng)站展現(xiàn)給用戶，讓用戶可以直接地看到想要的數(shù)據(jù)以及與前幾次對(duì)比所產(chǎn)生的差異。

2水質(zhì)監(jiān)測(cè)硬件設(shè)計(jì)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀構(gòu)想如圖所示，是由CC2530控制了整個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，數(shù)據(jù)的采集主要是通過傳感器來完成，L9110S是用來控制電機(jī)的上浮下潛以及在水中游動(dòng)，而SL1053是用于來管理太陽能，鋰電池用于存儲(chǔ)電量。

CC2530芯片對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，將傳感器收集的信息存儲(chǔ)和發(fā)送到服務(wù)器，并且接收從服務(wù)器傳來的信息，再將數(shù)據(jù)以指令的形式進(jìn)行命令的傳達(dá)。

（一） 數(shù)據(jù)采集模塊

系統(tǒng)通過溫度傳感器、PH值傳感器、濁度傳感器、含氧量傳感器模塊來采集溫度、PH值、濁度、含氧量等信息。

1）溫度傳感器

采用PT100溫度傳感器，對(duì)水的溫度進(jìn)行測(cè)量，PT100是鉑熱電阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的上升而迅速勻速的增長(zhǎng)，鉑熱電阻具有精度高、穩(wěn)點(diǎn)性好、性能可靠的特點(diǎn)，適用于長(zhǎng)期進(jìn)行水質(zhì)的溫度的監(jiān)測(cè)[2]。

2）PH值傳感器

采用PH值傳感器，對(duì)水中的氫離子濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號(hào)，整體是一種密封狀態(tài)，能夠很好的防水，而且使用壽命長(zhǎng)，適用于長(zhǎng)期進(jìn)行水質(zhì)的PH值的監(jiān)測(cè)[3]。

3）濁度傳感器

采用TS濁度傳感器，對(duì)水的污濁度進(jìn)行測(cè)量，判斷水的潔凈度，濁度是由水中的懸浮顆粒引起的，本傳感器采用散射光與透射光比值代替單純的散射光測(cè)量濁度，傳感器的準(zhǔn)確度、可靠性提高，維護(hù)更加簡(jiǎn)單，抗污性增強(qiáng)，適用于長(zhǎng)期進(jìn)行水質(zhì)的濁度的監(jiān)測(cè)[4]。

4）氧氣含量傳感器

氧氣含量傳感器，對(duì)水中的氧氣含有量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，它是由一個(gè)銀陽極和金陰極組成，兩極之間存在著電勢(shì)差，氧氣在陽極下進(jìn)行反映，通過半透膜向陰極擴(kuò)散，根據(jù)流過兩級(jí)電流的大小就能測(cè)試水中氧氣濃度的比例關(guān)系，適用于進(jìn)行氧氣的監(jiān)測(cè)[5]。

（二） 數(shù)據(jù)傳輸模塊

數(shù)據(jù)輸出模塊主要由繼電器及光耦合器構(gòu)成，設(shè)計(jì)中使用的是一種兩個(gè)接線端為輸入端，另外兩個(gè)接線端為輸出端，中間采用光耦合器實(shí)現(xiàn)輸入輸出電隔離的高性能固態(tài)繼電器，該繼電器具有功率小、高靈敏度、高可靠性等特點(diǎn)。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中，當(dāng)控制器接收到用戶的指令后可以將數(shù)據(jù)返回到用戶手中，并且控制儀器進(jìn)行游動(dòng)。

（三） L9110S半導(dǎo)體處理器

如圖3所示，L9110S是控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力控制水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的上浮下潛，以及四處游動(dòng)。

（四） 線性鋰電池芯片SL1053

SL1053是高精度的線性鋰電池充電的芯片，SL1053可以通過檢測(cè)電池電壓來決定其充電的狀態(tài)：預(yù)充電、恒流充電、恒壓充電。均衡的管理鋰電池的充電模式和查看電量的剩余量。同時(shí)控制著太陽能的充電狀態(tài)，以及當(dāng)充電結(jié)束后將自動(dòng)發(fā)送完成指令給CC2530控制芯片。

3水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

如圖4所示，網(wǎng)絡(luò)層是用戶與儀器之間進(jìn)行交流的媒介，網(wǎng)絡(luò)層由LoRa數(shù)據(jù)傳輸芯片、互聯(lián)網(wǎng)以及服務(wù)器組成，水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀通過多個(gè)LoRa節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接以及數(shù)據(jù)的傳輸，可以直接將數(shù)據(jù)直接傳輸給LoRa數(shù)據(jù)接收終端，終端將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器，服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及分析，通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給用戶。

1）LoRa

LoRa是一種新型的基于1GHz以下的超長(zhǎng)距低功耗的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的芯片，其接收數(shù)據(jù)的靈敏度達(dá)到了-148dBm，與其他的芯片相比較得到了很大的提升，所以我們的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中會(huì)采用到LoRa芯片，對(duì)池塘、水庫的監(jiān)測(cè)有較大優(yōu)勢(shì)，相比較其他的監(jiān)測(cè)設(shè)備使用更加便捷，只需要進(jìn)行一次布局就能長(zhǎng)期的進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而不是取到每個(gè)區(qū)域進(jìn)行水的采樣，然后在檢驗(yàn)室來一一的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以省去大量的人力物力以及財(cái)力，用戶操作起來會(huì)簡(jiǎn)單，我們稱之為傻瓜式操作。LoRa數(shù)據(jù)接收終端將幾個(gè)個(gè)體的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一處理得到綜合的數(shù)據(jù)反饋以及位于不同區(qū)域水質(zhì)之間的差異。

2）服務(wù)器

服務(wù)器主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、處理、統(tǒng)計(jì)以及進(jìn)行信息的推送。同時(shí)進(jìn)行管理水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，監(jiān)控各項(xiàng)指標(biāo)是否正常，對(duì)用戶的信息進(jìn)行管理等。

4水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀應(yīng)用設(shè)計(jì)

（一）軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)分為服務(wù)端和客戶端，服務(wù)器端主要是對(duì)用戶的信息進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)的分析。客戶端則是用戶查詢獲取信息，發(fā)送指令，位置的定位。

1）服務(wù)器端

服務(wù)器是信息管理的中心，服務(wù)器內(nèi)儲(chǔ)存著用戶的信息，水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀編號(hào)類型等信息，用戶使用反饋信息，水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，服務(wù)器會(huì)將信息統(tǒng)計(jì)成曲線圖表的形式反饋給用戶，給予用戶最直接的觀察。

2）客戶端

客戶端可分為PC端和移動(dòng)端，移動(dòng)端更適合進(jìn)行信息的修改，數(shù)據(jù)的查看。而移動(dòng)端適合進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的操控，方便攜帶，隨時(shí)都能觀察數(shù)據(jù)的變化。

（1）PC端

PC端會(huì)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的介紹，用戶能根據(jù)自己的需求選擇水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)的指標(biāo)，我們會(huì)根據(jù)用戶提供的信息進(jìn)行私人定制，達(dá)到更精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)；用戶能對(duì)自己的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行地圖定位；用戶能修改自己的信息；用戶能通過圖表、曲線、矩狀圖的形式查看數(shù)據(jù)；用戶能根據(jù)自己的問題向我們反饋；

（2）移動(dòng)端

移動(dòng)端相比PC端攜帶方便，隨時(shí)隨地都能查看水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，能夠綁定水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行操控，能查看水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀的電量，能信息的錄入，位置的定位。

（二）模型設(shè)計(jì)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀整體外觀像一個(gè)蘑菇。上為蘑菇傘帽，下為蘑菇桿，這樣的設(shè)計(jì)有利于設(shè)備的上浮下潛以及設(shè)備在水中的平衡運(yùn)行。最上層為太陽能電池板，對(duì)設(shè)備進(jìn)行電量補(bǔ)給。中間是一個(gè)氣孔，它能夠吸收空氣到設(shè)備內(nèi)部使設(shè)備變輕，從而方便設(shè)備的上浮。旁邊以及下面會(huì)設(shè)有傳感器，來監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。下面設(shè)有螺旋槳，一共設(shè)有四個(gè)，分別控制設(shè)備的上浮下潛和設(shè)備的游動(dòng)。

5結(jié)語

本文提出了基于物聯(lián)網(wǎng)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)想結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)+的創(chuàng)意，符合現(xiàn)在時(shí)代的發(fā)展，能夠很好的解決價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜的水質(zhì)檢測(cè)，運(yùn)用了多種比較穩(wěn)定的傳感器，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性。主要適用于水庫，魚塘等，對(duì)人類的健康造成威脅的一切水源都能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，給人們健康美好的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

篇4

中圖分類號(hào)：U664文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、前言

按照GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)為106項(xiàng)，從2012年7月起國(guó)家要求各制水企業(yè)強(qiáng)制執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并要求管網(wǎng)末梢處水質(zhì)符合該標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)在2011年沈陽水務(wù)集團(tuán)編制完成的《沈陽城市供水發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》中，明確提出水質(zhì)達(dá)到的目標(biāo)――建立本市的全方位的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，提高供水安全保證率，水質(zhì)綜合合格率達(dá)到99%。因此從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，為確保實(shí)現(xiàn)供水完全符合國(guó)標(biāo)要求，將建立水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。再者由于水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的成熟化及價(jià)格的下降，使企業(yè)監(jiān)測(cè)成本得到改善，建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為可能。

2、沈陽市T區(qū)供水管網(wǎng)及水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)概況

沈陽市市區(qū)分為八個(gè)自然行政區(qū)， T區(qū)位于沈陽市的西部，到2010年底人口統(tǒng)計(jì)85萬，供水面積484km2，供水水源為7個(gè)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)水質(zhì)離線監(jiān)測(cè)點(diǎn)29處，見圖1該區(qū)拓?fù)鋱D。是所有供水區(qū)中離線監(jiān)測(cè)點(diǎn)最多的區(qū)。

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)是一個(gè)循序漸進(jìn)的系統(tǒng)工程，根據(jù)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取的原則，結(jié)合沈陽市現(xiàn)有離線監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的實(shí)際情況，又經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘，故將T區(qū)作為本次水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)的第一試點(diǎn)區(qū)域。對(duì)現(xiàn)有的29處離線監(jiān)測(cè)點(diǎn)中選取在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)的好處是：原離線點(diǎn)的選擇也是積于經(jīng)驗(yàn)積累，避免了選址上的盲目。

圖1T區(qū)離線水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)拓?fù)鋱D

3、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立

一個(gè)完善的供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括水源、水廠水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)包括一套完善的管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[1]。目前本企業(yè)已建立了水源與水廠的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于管網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還是空白，本文就是對(duì)本企業(yè)供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提出總體設(shè)計(jì)方案，并實(shí)施。而管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵在于要在何處設(shè)置水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器，本文在對(duì)現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置方法總結(jié)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有離線水質(zhì)監(jiān)測(cè)地址，優(yōu)選出在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，為下一步在全市范圍內(nèi)全面展開管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)建設(shè)提供參考。

供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩部分。本文主要討論沈陽市管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，即主要涉及相關(guān)的硬件設(shè)備（如監(jiān)測(cè)儀表、傳輸設(shè)施、接收設(shè)施、計(jì)算機(jī)終端），軟件系統(tǒng)主要是指與硬件設(shè)備相配套的管網(wǎng)水質(zhì)管理信息系統(tǒng)以及管網(wǎng)水質(zhì)模型。相關(guān)的軟件系統(tǒng)將不再此討論。

建立管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，需要分階段、分步驟地進(jìn)行，如監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取、儀表的選取、監(jiān)測(cè)方法的確定、監(jiān)測(cè)參數(shù)的選擇及原則，以及數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理等將按照水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案于2014年逐步進(jìn)行。

3.1 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、通訊、控制、傳感器“3C+S”（Computer、Communication、Control、Sensor）相結(jié)合，發(fā)揮綜合功效，具有國(guó)際先進(jìn)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，以計(jì)算機(jī)為輔助手段，進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸。包括以下四個(gè)方面：

（1）計(jì)算機(jī)（Computer）技術(shù)

（2）通訊（Communication）技術(shù)

（3）控制（Control）技術(shù)

（4）傳感（Sensor）技術(shù)

3.2 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能

水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該具備以下功能：

采集的功能；傳輸?shù)墓δ?；顯示及分析的功能；顯示歷史數(shù)據(jù)、查詢、檢索、存儲(chǔ)、及分析功能；遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)查詢；顯示報(bào)表及打?。粓?bào)警及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)功能。

3.3 沈陽市T區(qū)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定

根據(jù)CJ／T 206―2005《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定：管網(wǎng)水質(zhì)檢測(cè)必須測(cè)定渾濁度、色度、臭和味、余氯、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、CODMn(管網(wǎng)末梢點(diǎn))這七項(xiàng)指標(biāo)。又根據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》GB5750―2006中規(guī)定：在這七項(xiàng)指標(biāo)中色度、臭和味是通過人的感覺器官來完成的；細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、CODMn是在化驗(yàn)室來完成的，不適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；而其它兩個(gè)監(jiān)控指標(biāo)渾濁度、余氯是可以由儀器在現(xiàn)場(chǎng)完成的。

渾濁就是水的澄清度，是評(píng)判水質(zhì)的必要指標(biāo)，是監(jiān)測(cè)水質(zhì)的重要的指標(biāo)，根據(jù)渾濁度值直接可以判斷供水管網(wǎng)水質(zhì)是否受到了污染，通常濁度變高，一是微生物、細(xì)菌、病原菌入侵，二是無機(jī)物或有機(jī)物或兩者的侵入，三是由于爆管造成水質(zhì)的突然惡化，也會(huì)使?jié)岫燃眲∩摺Ｔ腥俗鲞^濁度對(duì)水質(zhì)影響試驗(yàn)[2]，當(dāng)濁度降至0.1NTU時(shí)，絕大多數(shù)有機(jī)物被去除，致病微生物也幾乎無，有機(jī)物的降低，使有機(jī)鹵代烴這種有毒物質(zhì)產(chǎn)生的幾率降低。這也是西方發(fā)達(dá)國(guó)家把濁度降至0.1NTU甚至接近0的原因。

余氯是國(guó)標(biāo)中規(guī)定的檢測(cè)指標(biāo)之一。由水廠生產(chǎn)出的合格水在龐大、管材不一的輸配水管網(wǎng)輸送過程中水質(zhì)會(huì)逐漸下降，在輸配水過程中保持一定的余氯，可避免水體的再污染和微生物等的繁殖，確保用戶端合格水質(zhì)。同時(shí)水中的余氯量要有一個(gè)“度”，過多的余氯量一是造成資源浪費(fèi)，成本增加；二是在管網(wǎng)中會(huì)與有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生“三致”物質(zhì)，對(duì)人體有害；三是由于氯是強(qiáng)氧化劑，過多時(shí)會(huì)與輸水管道反應(yīng)，腐蝕管道。因此，把測(cè)定余氯值作為管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)另一個(gè)指標(biāo)。

如今，還有一些制水企業(yè)在管網(wǎng)中監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率、PH值、溫度等[3]，相較于濁度和余氯這兩個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，無論從監(jiān)測(cè)效果與投入成本比較，都無濁度與余氯其對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)更好。

3.4 沈陽市T區(qū)供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)選址

安裝水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器可做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，預(yù)測(cè)水質(zhì)變化規(guī)律，判斷是否需要調(diào)整制水工藝。而選取能全面、真實(shí)、準(zhǔn)確的反映大部分管網(wǎng)內(nèi)水的質(zhì)量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)是建立在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵與核心。根據(jù)沈陽市“十二五”供水發(fā)展規(guī)劃，泵站水質(zhì)綜合管理達(dá)標(biāo)率≥95%，其中包括：泵站水質(zhì)監(jiān)測(cè)率100%，未發(fā)生水質(zhì)事件100%。今后沈陽水司將陸續(xù)上馬在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，主要是余氯檢測(cè)儀和濁度檢測(cè)儀。主要安裝在水源、二次加壓泵站、管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等。

從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，在管網(wǎng)中選擇合理的水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，能滿足下列要求[4-6]：

（1）以最少的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備投入，而了解整個(gè)管網(wǎng)盡可能多的水質(zhì)信息；

（2）在已知水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的前提下，最能代表整個(gè)輸配水系統(tǒng)供水量的；

（3）供水管網(wǎng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有可能成為潛在的的水質(zhì)突變污染源，當(dāng)污染事故發(fā)生時(shí)，所選的這組監(jiān)測(cè)點(diǎn)集合必須能在最短的時(shí)間內(nèi)捕捉到這一變化；

（4）從污染事件發(fā)生到監(jiān)測(cè)到這一污染事件，受到污染的供水量最少的這樣的布點(diǎn)。

還有必要處設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在本市管網(wǎng)中，存在一定數(shù)量的上個(gè)世紀(jì)五、六十年代鋪設(shè)的石棉水泥管、解放前鋪設(shè)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管等。這些管道，一是鋪設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，管道老化嚴(yán)重；二是內(nèi)壁沒有防腐，管道腐蝕嚴(yán)重。這些管道分布在全市范圍內(nèi)，尤其是老城區(qū)比較多，對(duì)下游的水質(zhì)產(chǎn)生惡化影響，水質(zhì)下降明顯，還會(huì)增加輸水成本。由于本企業(yè)資金緊張，要想徹底改造更換管網(wǎng)，不是三、五年內(nèi)能夠做到的事，因此有必要設(shè)置水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可選取特別嚴(yán)重的幾處管段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，又可為今后研究管材對(duì)水質(zhì)影響提供技術(shù)數(shù)據(jù)。

從以上分析可見，選址主要還是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇。

3.5、沈陽市供水管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀器的選擇

在線儀器的選擇要根據(jù)企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，比較同行業(yè)中使用的同類產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)，所選擇的儀器在未來幾十年應(yīng)該是最先進(jìn)的、不落伍的。

1、在線濁度儀的比選

本企業(yè)選擇的是哈希的1720系列在線濁度儀。它是目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)已經(jīng)建設(shè)的管網(wǎng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中普遍使用的產(chǎn)品。同時(shí)，從儀表的性價(jià)比、售后的維修來說，哈希都是最佳的選擇。

2、在線余氯儀的比選

由于美國(guó)HACH公司是一家生產(chǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器的專業(yè)廠家，產(chǎn)品具有測(cè)量精確、運(yùn)行可靠、操作簡(jiǎn)單、低維護(hù)量、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。其在線化學(xué)分析過程更方便、更迅捷、更可靠，本市還有其辦事處，為維護(hù)與安裝提供了便捷條件，同時(shí)性價(jià)比合理，故本企業(yè)在線監(jiān)測(cè)余氯儀全部采用該產(chǎn)品。見圖3所示。

圖3HACH1720E型濁度儀與HACH CL17余氯儀

3.6 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸手段的選擇

綜合考慮水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)置處的現(xiàn)場(chǎng)條件、運(yùn)行成本及管理方便等諸多因素，本文對(duì)2種數(shù)據(jù)傳輸通訊手段進(jìn)行分析與比較。

在供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)中，對(duì)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸方式可分為有線和無線兩種。

無線通訊方式又分為：電信CDPD（Cellular Digital Packet Data星空數(shù)字分組數(shù)據(jù)）傳輸，移動(dòng)GPRS（General Packet Radio Service通用無線分組業(yè)務(wù)）或聯(lián)通CDMAIX(Code Division Multiple Access多碼分址――數(shù)字技術(shù)分支)傳輸、超短波傳輸、移動(dòng)（或聯(lián)通）短信傳輸、光纖傳輸、3G、4G等。一般地講，3G、4G是指將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。

無線通訊網(wǎng)絡(luò)靈活、經(jīng)濟(jì)，成本低、應(yīng)用越來越廣泛，智能化、自動(dòng)化越來越程度高，因此成為最主要和有效的數(shù)據(jù)傳輸方式。

由于本企業(yè)現(xiàn)有的泵站遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式為GPRS通訊傳輸方式，故本水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)資源的共享，同時(shí)降低了成本。

3.7 在線監(jiān)測(cè)儀表的管理與日常維護(hù)

（1）建立與健全一系列嚴(yán)格的水質(zhì)管理規(guī)章制度，包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)操作規(guī)程，水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目及頻率、水質(zhì)上報(bào)制度，水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制制度、各組織職責(zé)等。

（2）健全組織機(jī)構(gòu)，明確崗位職責(zé)，對(duì)制定水質(zhì)監(jiān)測(cè)計(jì)劃及保證實(shí)施的措施，保證樣品質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)分析及方法完整、準(zhǔn)確。

（3）監(jiān)測(cè)人員具有良好的技能，人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，持證上崗；同時(shí)注重技術(shù)人員的繼續(xù)教育與專業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)。

（4）記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)遠(yuǎn)傳通訊設(shè)備進(jìn)行每日跟蹤，由中心控制服務(wù)終端建立數(shù)據(jù)庫，對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

（5）定期校核儀器測(cè)量精度，按照測(cè)試試液使用頻度定期更換。

（6）對(duì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行正確處理、校對(duì)、審查并形成分析報(bào)告，建立分析報(bào)告審核制度、保密制度。

（7）建立儀器報(bào)警申報(bào)制度，及時(shí)上報(bào)有關(guān)部門和人員，對(duì)水質(zhì)當(dāng)時(shí)狀況進(jìn)行取樣，留作備查。

4、結(jié)論

本文對(duì)沈陽市T區(qū)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立方案進(jìn)行了闡述。作為制水企業(yè)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立，可以滿足用戶對(duì)水質(zhì)安全性的要求，為水質(zhì)安全提供了技術(shù)上的保證，是避免發(fā)生大規(guī)模水質(zhì)事故和日常水質(zhì)監(jiān)控的有力保障。

參考文獻(xiàn)

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篇5

一、制藥工程純化水系統(tǒng)概述

制藥工程中，不可避免地需要用到純化水。而制藥方面所用純化水對(duì)于整體制備過程中的各項(xiàng)過程有著嚴(yán)苛的需求。在對(duì)于整體的制備過程中，制藥企業(yè)現(xiàn)階段使用的純化水系主要是將正常市政中的自來水，進(jìn)行一系列加工處理，去除水體中不符合藥物生產(chǎn)制造中對(duì)于水質(zhì)要求的物質(zhì)，最終達(dá)到純化水質(zhì)的目的，滿足制藥過程中對(duì)于純化水的需求。

二、制藥工程純化水系統(tǒng)的在線檢測(cè)與自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

1.制藥工程純化水生產(chǎn)的特點(diǎn)

在大多數(shù)制藥工程中，純化水的生產(chǎn)制備都是企業(yè)進(jìn)行藥品生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，許多制藥企業(yè)在純化水生產(chǎn)過程中采取 24 小時(shí)持續(xù)作業(yè)的方式，這也對(duì)純化水生產(chǎn)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行能力提出了較高的要求。

2.純化水系統(tǒng)的在線檢測(cè)與自動(dòng)控制

由于純化水系統(tǒng)需要 24 小時(shí)持續(xù)運(yùn)行，因此，自動(dòng)化控制模塊的設(shè)計(jì)就顯現(xiàn)出了極大的必要性。純化水系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)與在線控制主要由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)及相關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)的，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)純化水系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行整個(gè)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)管與控制，包括實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理、生產(chǎn)過程互連鎖、安全方面的連鎖包括報(bào)警、供給順序的過程控制、開關(guān)量與模擬量控制、過程I＼O等，水質(zhì)的在線自動(dòng)檢測(cè)也可以通過在系統(tǒng)中配置在線電導(dǎo)率儀或在線電阻率儀等檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的純化水在線水質(zhì)檢測(cè)，并通過對(duì)水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸與分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)不合格的純化水產(chǎn)品不進(jìn)行有效處理，并通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)對(duì)各設(shè)備的監(jiān)控，找出生產(chǎn)設(shè)備中的故障部分，對(duì)故障予以及時(shí)排除。

三、制藥工程純化水系統(tǒng)自控流程

純化水的生產(chǎn)與制備是制藥工程中的重要環(huán)節(jié)，通常，純化水系統(tǒng)的作業(yè)方式為24小時(shí)持續(xù)生產(chǎn)，由此，要求純化水系統(tǒng)具有非常高的持續(xù)運(yùn)行能力。在對(duì)持續(xù)生產(chǎn)過程進(jìn)行制時(shí)，主要包含兩個(gè)方面，一是實(shí)時(shí)控制層面，包含實(shí)施生產(chǎn)管理、生產(chǎn)過程互連鎖、攻順序的過程控制等，一是生產(chǎn)管理層面，包含準(zhǔn)備各生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度方案等。在制藥工業(yè)純化水系統(tǒng)，自動(dòng)控制流程主要包含四個(gè)部分，具體如下。

1.原水

原水罐、原水進(jìn)水閥以及原水泵共同組成了原水部分，主要的功能是預(yù)處理原水，并將理之后的原水供給純化水系統(tǒng)，在原水自動(dòng)控制系統(tǒng)中，包含原水罐液位和原水進(jìn)水閥鎖操作，以便于保證原水管液位的數(shù)值與運(yùn)行要求相符合。

2.預(yù)處理系統(tǒng)

在預(yù)處理系統(tǒng)中，主要包含多介質(zhì)過濾器和軟化器。原水即為市政供水，通過物理方法市政供水進(jìn)行相應(yīng)的處理，以便于保證其與膜純化系統(tǒng)對(duì)水的要求相適應(yīng)，具體說來，處理的措施主要包含將原水的濁度、硬度及污染指數(shù)降低，并將其中的氯化物等化學(xué)分的含量減少，將原水的pH值調(diào)節(jié)至規(guī)定范圍之內(nèi)，并對(duì)其他基本的水指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，滿足膜純化系統(tǒng)的進(jìn)水要求之后，進(jìn)人到此系統(tǒng)中l(wèi)1]。實(shí)施預(yù)處理之后的水進(jìn)人膜純化系統(tǒng)后，可將系統(tǒng)的壓力減輕，延長(zhǎng)系統(tǒng)RO膜的使用壽命，并加快工作速度。

3.純化制備

純化制備中由三部分組成，分別為保安過濾器、RO膜和EDI監(jiān)測(cè)儀，其所包含的自控系統(tǒng)操作比較多，如原水過濾、軟化、溫度控制。EDI、紫外設(shè)備狀態(tài)等。

4.純化水的儲(chǔ)存與分配

在純化水的儲(chǔ)存系統(tǒng)中，組成部分包含罐體、溫度和液位傳感器、進(jìn)出水閥和呼吸器。

純化水制備完成之后，由儲(chǔ)存系統(tǒng)負(fù)責(zé)儲(chǔ)存，在純化水機(jī)和儲(chǔ)罐之間的循環(huán)、儲(chǔ)罐和各用水點(diǎn)之間的循環(huán)工作中為自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要操作方式。而純化水的分配系統(tǒng)中，主要的功能是輸送純化水，滿足各個(gè)用水點(diǎn)的純化水需求，控制泵的變頻器純化水在管道中的運(yùn)行速度、電導(dǎo)率的檢測(cè)控制為分配系統(tǒng)自控系統(tǒng)的主要操作。

四、關(guān)于純化水系統(tǒng)在軟硬件控制上的設(shè)計(jì)理念

1.軟件

將純化水系統(tǒng)的控制軟件需具有三方面的條件，一是對(duì)于整個(gè)純化水系統(tǒng)的控制；第二是對(duì)在軟件上要能反映出對(duì)于設(shè)備在處理水質(zhì)過程中每個(gè)步驟的控制；第三是在設(shè)計(jì)界面與結(jié)構(gòu)上要能體現(xiàn)出對(duì)于設(shè)備上相應(yīng)的基本操作與稻菹允盡K悸飛洗炕水系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)基于PLC與上位機(jī)關(guān)聯(lián)的應(yīng)用，在系統(tǒng)編程的過程中滿足對(duì)于設(shè)備各項(xiàng)常用功能的控制，充分考慮到在純化水質(zhì)過程中各設(shè)備所需的各種需求。

2.硬件

硬件上應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求對(duì)于純化水系統(tǒng)中的各項(xiàng)處理單元中的儀器配件，儀表選擇，水體傳輸和制備的過程中可能用到的管路，閥門等設(shè)施靜心嚴(yán)格篩選。對(duì)于使用PLC與上位機(jī)控制的方式時(shí)，對(duì)于模塊的選擇應(yīng)當(dāng)選取常規(guī)上能夠具備微調(diào)功能的量程模塊。在整體的設(shè)備運(yùn)行方面要保證設(shè)備的流暢運(yùn)行，確保在整個(gè)純化水的制備過程中不出現(xiàn)任何人為不可控環(huán)節(jié)。

五、純化水的制備

1.預(yù)處理

預(yù)處理系統(tǒng)部分是純化水原水處理的重要環(huán)節(jié)，主要由多介質(zhì)過濾器、軟化器等部分構(gòu)成，根據(jù)不同制藥工程藥品生產(chǎn)實(shí)際情況的差異，所用設(shè)備可能有所不同。這一部分的主要功能在于通過一系列的物理手段，對(duì)進(jìn)入正式膜純化處理前的原水進(jìn)行初步的處理，由于市政自來水系統(tǒng)在自來水的效度過程中會(huì)使用氯化物進(jìn)行消毒，并且原水中本身也可能存在一些其他化學(xué)成分或較大顆粒物，在預(yù)處理過程中，要對(duì)原水的化學(xué)成分進(jìn)行過濾或消除，并要對(duì)酸堿值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，同時(shí)還要盡可能降低其硬度、池度及污染指數(shù)，使其滿足膜純化處理的基本要求。這一階段的自動(dòng)控制，主要是進(jìn)出水閥門與管道壓力的監(jiān)控，以及對(duì)預(yù)處理設(shè)備的自動(dòng)控制與管理。

2.制備過程

純化制備部分是純化水系統(tǒng)自動(dòng)控制的最主要環(huán)節(jié)，也是原水純化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中，主要是通過膜純化技術(shù)對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的原水進(jìn)行純化處理，生產(chǎn)出適用于藥品生產(chǎn)的純化水。純化制備部分的構(gòu)成因制藥企業(yè)的生產(chǎn)條件不同，設(shè)備也有所區(qū)別，通常情況下都是由保安過濾器、RO 膜處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)儀器系統(tǒng)等構(gòu)成，條件較好的制藥企業(yè)會(huì)采用 TO C 檢測(cè)儀器設(shè)備，進(jìn)行對(duì)水質(zhì)的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，不具備條件的制藥企業(yè)則是安裝在線電導(dǎo)率儀來實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的在線檢測(cè)。純化制備部分的自動(dòng)控制主要包括原水自動(dòng)過濾與軟化、進(jìn)水 /出水 /回水點(diǎn)到、溫度自動(dòng)控制、反滲透、ED I、液位、紫外設(shè)備狀態(tài)、CIP/SIP 狀態(tài)等。

3.儲(chǔ)備與分配

制備完成后，所得純化水要經(jīng)特殊管道進(jìn)入儲(chǔ)備系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)備，實(shí)際的藥物制造過程中，需要純化水的部分會(huì)有相應(yīng)的系統(tǒng)分配入所需的藥品生產(chǎn)部門。因此在純化水的儲(chǔ)備與分配問題上，對(duì)于儲(chǔ)備本身的容器有著極為系統(tǒng)的要求，包括相應(yīng)的溫度、液位、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于傳輸管路的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，相關(guān)的閥門控制系統(tǒng)等。在分配過程中對(duì)于水的輸送動(dòng)力通常有專門的水泵進(jìn)行純化水的輸送。

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1、前言

汽化冷卻系統(tǒng)是采用除鹽水汽化的方式冷卻冶金部件并吸收熱量，從而產(chǎn)生蒸汽的裝置，在原理上可視為一種特定鍋爐。

唐鋼第一鋼軋廠150噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道每年都要更換活動(dòng)煙罩、爐口段、移動(dòng)段和末段，新煙道在大修更換后的第2個(gè)月就開始出現(xiàn)泄漏，直至下一年的設(shè)備大修。汽化煙道設(shè)備使用壽命低，成本消耗較大，同時(shí)造成蒸汽回收不穩(wěn)定。煙道漏水直接影響轉(zhuǎn)爐冶煉安全，由于煙道漏水后在線維修工作環(huán)境惡劣、在線修補(bǔ)又很難達(dá)到連續(xù)使用要求，反復(fù)修補(bǔ)嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的分析，水冷部件正常的壽命應(yīng)在2年以上。

A.泄漏 B.爆管

C.堵塞 D.結(jié)垢

2、汽化冷卻系統(tǒng)水處理的意義

現(xiàn)代大型鋼鐵企業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，水系統(tǒng)是連續(xù)、安全、高效鋼鐵生產(chǎn)的重要保障。水系統(tǒng)的良好運(yùn)行，對(duì)于減少檢修頻度及費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，穩(wěn)定高效生產(chǎn)，降低綜合生產(chǎn)成本、避免意外事故等方面，具有重要意義。

2.1 結(jié)垢的形成機(jī)理與危害

水中的鈣、鎂離子與碳酸根、磷酸根等結(jié)合生成難溶的小晶體，這些小晶體不斷碰撞并按一定的方向增長(zhǎng)變成大晶體。水中的鈣、鎂鹽晶體及其不溶性微粒同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，即與管壁上的水垢結(jié)合生成體積更大的垢的結(jié)晶力和水流的剪切力，當(dāng)結(jié)晶力較大時(shí)便易使垢增長(zhǎng)，當(dāng)結(jié)晶力較小時(shí)（如加入阻垢劑后）或剪切力較大（如水流速較大的部位）時(shí)，垢無法增厚，水中的微粒只能以水渣的形式被水沖走。一旦結(jié)垢，將會(huì)導(dǎo)致鍋爐管壁溫度大幅度上升，如圖1所示。

A.清潔的內(nèi)部傳熱面，T1為冷卻水溫度，T2為受熱面溫度；

B.結(jié)垢的表面，若想管壁溫度達(dá)到T2，則冷卻水溫度需由T1降至T0

C.若冷卻水溫度仍為T1，則表面結(jié)垢的管壁熱源側(cè)溫度由T2升高到T4，T3影響金屬結(jié)構(gòu)。

圖2 汽化管道清潔表面與結(jié)構(gòu)表面溫度對(duì)比

2.2 腐蝕的形成機(jī)理與危害

給水和低壓系統(tǒng)因溶氧存在而發(fā)生氧腐蝕。爐水中的游離氫氧化鈉過高或PH值過低，又含有較多中性鹽等情況下，會(huì)導(dǎo)致鍋爐金屬腐蝕，壁厚減薄。腐蝕產(chǎn)物又會(huì)導(dǎo)致沉積，產(chǎn)生沉積物下腐蝕。

為此，第一鋼軋廠在2012年通過對(duì)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備改造的同時(shí)，又提出了一套汽化水質(zhì)綜合處理方案。

3、汽化水質(zhì)處理綜合方案

轉(zhuǎn)爐冶煉具有一定的周期性，約40分鐘冶煉一爐鋼，其中吹氧時(shí)間為14分鐘，吹氧時(shí)煙氣量、煙氣溫度均達(dá)到最高，其最高溫度可達(dá)1700℃，熱負(fù)荷明顯增大，停止吹煉時(shí)煙氣總量為零，熱負(fù)荷減小，管壁溫度隨之驟降，使受熱管產(chǎn)生周期性的熱交變應(yīng)力，極易造成熱疲勞破壞。另外由于結(jié)垢、腐蝕、雜物等因素造成汽化冷卻水管堵塞，進(jìn)一步降低冷卻效果，導(dǎo)致水管局部干燒，出現(xiàn)爆管。工藝條件惡劣變化會(huì)影響汽化系統(tǒng)的各種部件的使用壽命。而且，這種影響往往是突發(fā)性的。為此，第一鋼軋廠采取了汽化水質(zhì)處理綜合方案，該水處理方案包括水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及控制自動(dòng)化設(shè)備和投加水處理化學(xué)藥劑兩部分內(nèi)容?？梢詾殄仩t提供最有效的保護(hù)。

3.1 水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化控制設(shè)備

通過腐蝕應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以探測(cè)鍋爐給水系統(tǒng)的腐蝕應(yīng)力并作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)工作條件下的直接測(cè)量。此外，鍋爐水自動(dòng)控制系統(tǒng)還采用熒光示蹤技術(shù)來防止鍋爐內(nèi)結(jié)垢。

鍋爐給水系統(tǒng)腐蝕控制：腐蝕應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在鍋爐實(shí)際工作溫度和壓力條件下測(cè)量?jī)粞趸€原電位，根據(jù)電位的變化作出響應(yīng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)除氧劑或金屬鈍化劑的投加量，優(yōu)化腐蝕控制，以保護(hù)鍋爐系統(tǒng)。因此，鍋爐技術(shù)能夠在實(shí)際的鍋爐給水工作溫度和壓力條件下測(cè)量并立即作出響應(yīng)，以保證鍋爐系統(tǒng)的卓越性能。

鍋爐結(jié)垢和沉積控制：采用熒光儀結(jié)合最先進(jìn)的爐內(nèi)水處理劑控制鍋爐內(nèi)結(jié)垢和沉積。該控制系統(tǒng)探測(cè)鍋爐系統(tǒng)的變化，確定正確的化學(xué)品加藥量，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)投加速率。

鍋爐水自動(dòng)控制系統(tǒng)也可以幫助優(yōu)化鍋爐排污控制。水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)與汽包連排閥門連鎖，通過電導(dǎo)率控制排污；系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制在5-8倍左右。同時(shí)根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整各段煙道排污頻率。總之，鍋爐控制系統(tǒng)可以提高熱效率，降低能耗，提高水的循環(huán)利用率，防止設(shè)備腐蝕和結(jié)垢。

3.2 水處理化學(xué)藥劑

篇7

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平日益提高，人們對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量也更為關(guān)注，環(huán)境意識(shí)的提升使我國(guó)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展取得了良好的進(jìn)展，我國(guó)的生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展能力得到了較大的提升，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)人民生活富裕、生態(tài)良好文明的必經(jīng)之路。目前隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化水平的提高，工業(yè)廢水和城鄉(xiāng)生活污水的排放量大大增加，致使水質(zhì)日趨惡化，資源短缺和水污染加重等水環(huán)境問題日益突出，使人們的健康和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到了嚴(yán)重的威脅和制約。因此，要加大水污染治理的力度，加強(qiáng)對(duì)水污染的控制，采用新技術(shù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全時(shí)段的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)是目前廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)裝置，用現(xiàn)代管理手段對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)變化和污染物總量進(jìn)行控制的重要方法。

1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀

通過加大環(huán)境保護(hù)力度，優(yōu)先發(fā)展環(huán)境產(chǎn)業(yè)可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量的提升和保護(hù)，我國(guó)主要是通過制定一系列污水排放標(biāo)準(zhǔn)并加監(jiān)管力度的手段，對(duì)水質(zhì)分析項(xiàng)目分析進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，對(duì)污水和廢水排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，輔助罰款、停產(chǎn)整頓等手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)水污染的整治和對(duì)水資源進(jìn)行有效保護(hù)的。我國(guó)普遍采用通過人工采集、分析數(shù)據(jù)、手工匯總制表等工作手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的監(jiān)理，這些手段存在一定的缺陷，比如采樣間隔時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)據(jù)分析匯總慢且傳遞不及時(shí)，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境現(xiàn)狀的反映不及時(shí)、不準(zhǔn)確等。目前我國(guó)從事水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)研究工作的比較少，盡管環(huán)境監(jiān)測(cè)部門現(xiàn)在已經(jīng)計(jì)劃實(shí)施城市水質(zhì)參數(shù)與污水流量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目，通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)對(duì)水質(zhì)情況和污染物排放情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是到目前為止還缺乏基層水環(huán)境在線監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)膬x器設(shè)備。因此，需要發(fā)展環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備項(xiàng)目，通過研制一種連接基層監(jiān)測(cè)部門與轄區(qū)內(nèi)企業(yè)之間的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全時(shí)段的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以便對(duì)環(huán)境能夠最好的進(jìn)行保護(hù)。國(guó)外目前已經(jīng)早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)發(fā)展了水質(zhì)移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過在一個(gè)水系或一個(gè)地區(qū)設(shè)置若干個(gè)有連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的監(jiān)測(cè)站，由一個(gè)中心站控制若干個(gè)子站，隨時(shí)對(duì)該區(qū)的水質(zhì)污染狀況進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，形成一個(gè)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方式對(duì)水質(zhì)污染綜合指標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，并通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和GPRS/GSM無線數(shù)據(jù)通訊裝置對(duì)信息進(jìn)行傳輸，建立網(wǎng)絡(luò)化的“環(huán)境評(píng)價(jià)體系”和“自然災(zāi)害防御體系”，來實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，從而有效防治和控制水污染及保護(hù)水資源。

2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，需要研制和開發(fā)出水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以美國(guó)GLOBAL WATER公司的wQ系列水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)傳感器為研究模型，通過在線監(jiān)測(cè)儀器，單片機(jī)電路、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和液晶顯示器電路的硬件設(shè)計(jì)，以及A/D轉(zhuǎn)換程序、數(shù)字平滑濾波程序、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理程序和字體顯示程序的編寫，把MSP430單片機(jī)作為現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的核心器件與電路進(jìn)行合理配置，把水質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA/0—5V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并通過數(shù)據(jù)運(yùn)算處理得出實(shí)際化學(xué)或物理量的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)進(jìn)行合理化設(shè)置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心的服務(wù)器與監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀之間的遠(yuǎn)程通訊和對(duì)轄區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)的數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)以及通行分析，來建立一個(gè)完整的水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)。

2.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件構(gòu)架——水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)

客觀、科學(xué)、公正地監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)水資源質(zhì)量是反映水環(huán)境狀況的首要表征，水質(zhì)水量同步監(jiān)測(cè)、資料配套是相關(guān)部門及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地提供水質(zhì)動(dòng)念信息的主要手段。在實(shí)際工作中要以社會(huì)需要為前提，通過多種方式向社會(huì)展開全方位服務(wù)。通過有效地采集、存儲(chǔ)、分析、報(bào)告、預(yù)測(cè)、公布的手段把實(shí)時(shí)、大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確的上報(bào)，通過科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐為水行政主管部門提供決策的考量和執(zhí)法的依據(jù)，以有效做好水資源保護(hù)工作。目前我國(guó)廣泛采用的水環(huán)境管理信息系統(tǒng)是通過應(yīng)用Internet技術(shù)、GIS技術(shù)，以Microsoft的XML語言為基礎(chǔ)，在的服務(wù)平臺(tái)上，應(yīng)用W EB G I s，有機(jī)結(jié)合地理信息系統(tǒng)的空間圖形與水環(huán)境評(píng)價(jià)屬性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各層空間信息、屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸、分類存儲(chǔ)、更新顯示、分析評(píng)價(jià)、有效管理、報(bào)告和。這個(gè)系統(tǒng)最用覆蓋面廣、運(yùn)行費(fèi)用低、安全、穩(wěn)定、可擴(kuò)充性強(qiáng)、業(yè)務(wù)操作簡(jiǎn)捷、日常運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。

2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)架——立體化監(jiān)測(cè)解決方案

實(shí)驗(yàn)室、移動(dòng)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)立體化共同構(gòu)成了立體化的監(jiān)測(cè)解決方案。實(shí)驗(yàn)室是四級(jí)監(jiān)測(cè)體系中進(jìn)行同常水質(zhì)分析工作的基本單位，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)具有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)規(guī)范、統(tǒng)一的特性。建立起相應(yīng)的移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是預(yù)防重大流域的突發(fā)性水污染事故和災(zāi)害的重要手段同，通過應(yīng)急移動(dòng)監(jiān)測(cè)解決方案可以使實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物質(zhì)的迅速監(jiān)測(cè)。自動(dòng)站監(jiān)測(cè)解決方案是通過自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站對(duì)水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)或間歇地實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總結(jié)與展望

我國(guó)通過單片機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行合理組合設(shè)計(jì)出了適合在我國(guó)基層環(huán)境與水質(zhì)監(jiān)測(cè)單位應(yīng)用的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為我國(guó)基層水環(huán)境及水質(zhì)監(jiān)測(cè)提供了一種新的檢測(cè)手段和系統(tǒng)設(shè)備。通過綜合應(yīng)用解決方案，在提高水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸和分析效率的同時(shí)，還有效提升了有關(guān)部門對(duì)突發(fā)、惡性水質(zhì)污染事故的預(yù)警預(yù)報(bào)及快速反應(yīng)能力，使水質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急移動(dòng)監(jiān)測(cè)，有效提升了我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的水平。

篇8

早在上世紀(jì)70年代初期，美國(guó)和日本等國(guó)開展了自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究，并率先在城市、企業(yè)、污水處理廠等區(qū)域開展自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)，并逐漸形成了兩種在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，一種是實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，另一種是間歇式在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，這兩種監(jiān)測(cè)技術(shù)的測(cè)定內(nèi)容有水溫、濁度、電導(dǎo)率、DO、氰化物、氟化物等[1]。隨著總量控制制度的全面施行，在70年代末期又在測(cè)定內(nèi)容中增添了T-N、T-P、COD等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控體系將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送至環(huán)境執(zhí)法部門，為其作出行政決策提供參考資料。近年來，隨著環(huán)境保護(hù)力度的加大，地表水質(zhì)環(huán)境得到極大改善，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開始將市政污水排放監(jiān)測(cè)納入自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系中，并將其視為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。隨著自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的推廣和成熟，人們逐漸意識(shí)到一個(gè)新的問題：自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能否代表某一區(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量狀況，也就是判斷監(jiān)測(cè)結(jié)果是否具有代表性。經(jīng)過技術(shù)人員的改進(jìn)研究發(fā)現(xiàn)，通過監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的優(yōu)化可以提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。此外，隨著水土流失現(xiàn)象的加重，其水樣監(jiān)測(cè)再次成為在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容，新增監(jiān)測(cè)項(xiàng)目促使自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需同時(shí)具備自動(dòng)校正、自動(dòng)清洗、報(bào)警、遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ躘2]。

1.2自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成熟和COD監(jiān)測(cè)體系的應(yīng)用

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，水質(zhì)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已相當(dāng)成熟，并逐漸展現(xiàn)出新的發(fā)展活力，世界各國(guó)對(duì)有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)的重視程度不斷提高，使得COD（錳法和鉻法）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目得到快速發(fā)展。水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo)是T-N、T-P，關(guān)于這兩項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)得較早，相比之下水溫、電導(dǎo)率、DO、濁度等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的迫切性則遠(yuǎn)不如前述。COD監(jiān)測(cè)體系的施行方法較多，從所用氧化劑角度分析可以分為錳法、鉻法、OH-法、紫外法，其中，紫外法并不適用氧化劑，從測(cè)量方法角度分析可以分為庫侖法和光學(xué)法。由于錳法、鉻法所用氧化劑Mn、Cr6+都是有毒重金屬，因此，以日本為代表的國(guó)家率先采用光吸收UV法來代替COD法，日本目前的COD自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀保守量為3500臺(tái)，UV儀有2500臺(tái)。

2簡(jiǎn)易現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)及其儀器的發(fā)展

由于我國(guó)幅員遼闊，水環(huán)境污染事故頻發(fā)，簡(jiǎn)易現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)相比更加具有發(fā)展前景。在諸多簡(jiǎn)易現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)中，XRF（車載型X線熒光光譜儀）是應(yīng)用最多、測(cè)量最簡(jiǎn)便的一種監(jiān)測(cè)手段，尤其在固體樣品的監(jiān)測(cè)中更加具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不經(jīng)消解處理即可直接用于監(jiān)測(cè)。車載型GC是測(cè)量有機(jī)物污染的首選方法，在發(fā)達(dá)國(guó)家已得到普遍應(yīng)用，但在我國(guó)的起步時(shí)間較晚，從技術(shù)優(yōu)勢(shì)來看，在我國(guó)有著廣闊的市場(chǎng)前景。在現(xiàn)有推廣應(yīng)用的便攜監(jiān)測(cè)儀器中，最具發(fā)展前景的是PASTELUV型水質(zhì)快速監(jiān)測(cè)儀，該監(jiān)測(cè)儀可在40s的時(shí)間內(nèi)快速監(jiān)測(cè)樣品中的COD、TOC、BOD含量，這取決于其巧妙的設(shè)計(jì)原理和高集成的中心處理器[3]。其中心處理器可同時(shí)存儲(chǔ)成千上萬個(gè)樣品實(shí)測(cè)圖譜，通過對(duì)比分析實(shí)測(cè)圖譜與標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)量結(jié)果，可以得出最終測(cè)量值。因此，借助PASTELUV型水質(zhì)快速監(jiān)測(cè)儀不僅可以大大縮短監(jiān)測(cè)時(shí)間，提高監(jiān)測(cè)效率，而且還有效省略了繁雜的前處理程序，從而減少了使用化學(xué)試劑帶來的二次污染。

3實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)及其儀器的發(fā)展

在第五次全國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)會(huì)議的倡導(dǎo)下，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)及配套儀器得到快速發(fā)展，各級(jí)監(jiān)測(cè)站也都添置了許多實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)分析儀器。這類儀器除可以用于常規(guī)環(huán)境監(jiān)測(cè)外，還可用于實(shí)驗(yàn)室精密分析和科研分析，GS-MS（氣相色譜-質(zhì)譜儀）、HPLC-MC（液相色譜-質(zhì)譜儀）、XRF、ICP-AES（等離子發(fā)射光譜儀）等都是監(jiān)測(cè)站水環(huán)境監(jiān)測(cè)常用的大型實(shí)驗(yàn)分析儀器[4]。

篇9

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸，其將用戶端擴(kuò)展到物與物之間，實(shí)現(xiàn)了物與物、物與人、人與環(huán)境之間的信息傳遞交換。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過各種傳感設(shè)備獲取信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，形成巨大的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞，實(shí)現(xiàn)各信息的智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，還可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行智能分析，及時(shí)對(duì)水質(zhì)做出評(píng)價(jià)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋到用戶端，從而提高水質(zhì)管理水平。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，可推動(dòng)環(huán)境信息化建設(shè)。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)是管理供水安全與排水情況的基礎(chǔ)。國(guó)外在城市污染源及江河流域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面起步較早，美國(guó)在20世紀(jì)中葉就已建立自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用以代替人工監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的工作。到了20世紀(jì)70年代，英國(guó)、日本、荷蘭、德國(guó)等國(guó)都先后建立了水質(zhì)污染連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。我國(guó)對(duì)水污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)80年代。我國(guó)從最初由人工對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，發(fā)展到用水質(zhì)監(jiān)測(cè)的專業(yè)儀器進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，到如今實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，做到及時(shí)反饋分析和預(yù)警。如今的在線監(jiān)測(cè)不僅有物理、化學(xué)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，還有生物監(jiān)測(cè)技術(shù)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，可保證水質(zhì)監(jiān)測(cè)的全面性和可靠性。相比傳統(tǒng)檢測(cè)手段存在監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)局限、數(shù)據(jù)采集速度慢等問題，采用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)更能高效地反映水質(zhì)結(jié)果。

二、 物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)管部門可以從客戶端清楚地看到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)情況。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中還存在警報(bào)系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)水質(zhì)污染，系統(tǒng)將會(huì)將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋給監(jiān)管部門客戶端，監(jiān)管就能及時(shí)做出控制管理，因此水質(zhì)監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在水質(zhì)監(jiān)管方面發(fā)揮了很大的作用。如今我國(guó)多個(gè)院校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成效突出，已在多個(gè)地區(qū)實(shí)施應(yīng)用。

1.無錫太湖運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)太湖水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)

無錫太湖充分利用物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，對(duì)太湖水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，感知節(jié)點(diǎn)的傳感器裝有360度攝像頭、6個(gè)精密探頭、集成光學(xué)感知芯片，對(duì)應(yīng)6種水質(zhì)指標(biāo)，可以立體呈現(xiàn)水體情況，結(jié)合陸上屏控及環(huán)境衛(wèi)星遙感，形成太湖水域“三位一體”監(jiān)測(cè)體系。以感知為先，傳輸為基，計(jì)算為要，管理為本，構(gòu)建環(huán)境與社會(huì)全向互聯(lián)的智慧型環(huán)保感知網(wǎng)絡(luò)，率先實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)監(jiān)控的現(xiàn)代化和智能化，率先實(shí)現(xiàn)環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化。

2. 浙江富陽物聯(lián)網(wǎng)管控平臺(tái)在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)

浙江富陽是浙江省率先建立農(nóng)村生活污水智能管理監(jiān)測(cè)的地區(qū)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于污水管理方面，一旦水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)將信息傳遞給技術(shù)人員的用戶端。富陽環(huán)保部門也能通過用戶端查看各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的視頻和水質(zhì)、水量等數(shù)據(jù)，一方面從視覺上觀察水質(zhì)，另一方面從實(shí)時(shí)傳回的COD、BOD、氨氮、濁度、pH、總氮、總磷、金屬離子等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)對(duì)水質(zhì)做出評(píng)價(jià)。如今富春江富陽段水質(zhì)穩(wěn)定保持在Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)以上，富陽12個(gè)地表水監(jiān)測(cè)斷面及6個(gè)集中飲用水源地達(dá)標(biāo)率為100%，全區(qū)境無劣Ⅴ類水。

3.浙大海濱研究院開展智慧水務(wù)

浙大研究院的“天津泰達(dá)智慧水務(wù)建設(shè)”在水環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與可視化、大數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化決策、集群控制與智能調(diào)度等方面取得了豐碩成果，形成了世界領(lǐng)先的智慧水務(wù)技術(shù)產(chǎn)業(yè)模式。在管網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)監(jiān)控的地圖上，只需點(diǎn)擊管網(wǎng)上的任意一點(diǎn)，就能直觀地看到這個(gè)點(diǎn)的材質(zhì)、管徑、壓力、流量等信息，實(shí)現(xiàn)快捷管理。

三、物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面存在的問題

1. 水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的局限性

物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的檢測(cè)設(shè)備主要依賴于國(guó)外進(jìn)口的設(shè)備儀器，由于國(guó)內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備存在技術(shù)不成熟、性能穩(wěn)定性不好、容易發(fā)生故障、檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度都不高等問題，致使外國(guó)檢測(cè)水質(zhì)的儀器在國(guó)內(nèi)更受歡迎。雖然國(guó)外監(jiān)測(cè)設(shè)備質(zhì)量存在優(yōu)越性，但由于不同地區(qū)水質(zhì)特點(diǎn)不同，一些設(shè)備在國(guó)內(nèi)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)方面也會(huì)存在誤差，不能因地制宜地應(yīng)用到監(jiān)測(cè)中。

2.監(jiān)測(cè)規(guī)范不統(tǒng)一

物聯(lián)網(wǎng)檢測(cè)手段與傳統(tǒng)檢測(cè)手段存在差異。例如，采用傳統(tǒng)方法檢測(cè)水中COD時(shí)應(yīng)先將取得的水搖勻，再進(jìn)行檢測(cè)分析；但采用自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)儀檢測(cè)的是將懸浮顆粒物過濾掉的水樣，兩組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水體性質(zhì)存在本質(zhì)上的差異，且在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展更新得快，因此應(yīng)對(duì)采用自動(dòng)檢測(cè)手段監(jiān)測(cè)出的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及時(shí)更新。

3. 信息透明度不高

物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的客戶端一般只是監(jiān)管部門，而不熟悉該事物的群眾只能從新聞等渠道間接獲取信息，監(jiān)管不能很好地展開，致使一些企業(yè)存在偷排污水的僥幸行為。因此，讓用戶獲取水質(zhì)信息，開放大多數(shù)部分監(jiān)測(cè)結(jié)果是有必要的，這有利于強(qiáng)化公眾的參與和社會(huì)監(jiān)督意識(shí)，提高群眾對(duì)水質(zhì)的信任度。

四、對(duì)策

為應(yīng)對(duì)上述提出的幾點(diǎn)問題，提出以下幾點(diǎn)對(duì)策：第一，提高國(guó)內(nèi)科研發(fā)展水平，加大研發(fā)力度，重點(diǎn)培養(yǎng)引進(jìn)研究環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的高技術(shù)人才，開發(fā)出符合國(guó)內(nèi)水質(zhì)特點(diǎn)的技術(shù)設(shè)備；第二，相關(guān)部門要建立自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)各檢測(cè)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)，并隨著技術(shù)儀器的更新及時(shí)做出調(diào)整；第三，政府應(yīng)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接向社會(huì)公布，出現(xiàn)水質(zhì)問題時(shí)，政府應(yīng)及時(shí)對(duì)污染企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查并作出處罰，公布相應(yīng)的處罰結(jié)果和處理后的水質(zhì)信息，有助于全社會(huì)的監(jiān)督管理，做到公開透明，也有助于政府各部門信息的共享和相應(yīng)措施的實(shí)施。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)為水環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了很好的發(fā)展方向，我國(guó)在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測(cè)水質(zhì)方面的應(yīng)用已經(jīng)產(chǎn)生較好效應(yīng)，但仍存在一些問題。物聯(lián)網(wǎng)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用是一個(gè)長(zhǎng)期投入的^程，其對(duì)水質(zhì)的改善也是潛移默化的，但效果也將是有目共睹的，加大物聯(lián)網(wǎng)在水環(huán)境方面的應(yīng)用對(duì)優(yōu)化水環(huán)境有極其深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張 玨.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2010.

篇10

1、前言

我國(guó)是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1/4、美國(guó)的1/5，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。我國(guó)城市因缺水，每年經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1200多億元人民幣，而工業(yè)用冷卻水要占工業(yè)水總量的70%左右，因此，通過節(jié)水提高水的重復(fù)利用率是現(xiàn)代工業(yè)的重點(diǎn)工作。

河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼分公司（以下簡(jiǎn)稱邯鋼）位于嚴(yán)重缺水的河北南部，作為國(guó)有特大型鋼鐵企業(yè)，已經(jīng)跨入千萬噸級(jí)鋼鐵企業(yè)行列，隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，水資源的大量消耗勢(shì)必造成水資源短缺及水污染。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為一種高新技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)的不間斷監(jiān)測(cè)，為生產(chǎn)運(yùn)行提供及時(shí)數(shù)據(jù)，提高水處理效率，減低補(bǔ)充水的用量，從而節(jié)約水資源；降低污水排放量，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)節(jié)約了水處理劑的使用成本。

2、邯鋼東區(qū)高爐循環(huán)水系統(tǒng)

邯鋼東區(qū)5#、7#、8#高爐循環(huán)水泵站采用通風(fēng)冷卻塔、蒸發(fā)式空冷器和干式空冷器冷卻方式，生產(chǎn)的開路凈環(huán)水主供高爐風(fēng)渣口各套及爐身噴水；軟水閉路循環(huán)水主供高爐爐體及熱風(fēng)閥系統(tǒng)。在開路凈環(huán)水中投加緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑，對(duì)軟水閉路循環(huán)水投加緩蝕阻垢劑。

3、水質(zhì)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)

3.1 PH值

pH值有時(shí)也稱為氫離子指數(shù)。由水中氫離子的濃度可以知道水溶液是呈堿性、中性或酸性，它是循環(huán)冷卻水處理過程中的重要控制指標(biāo)之一。我國(guó)大部分水處理藥劑采用磷系配方，PH值的調(diào)節(jié)失控，會(huì)對(duì)水處理藥劑效果產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至?xí)斐上到y(tǒng)腐蝕，結(jié)垢等問題，常用的磷系配方水處理法，要求PH值范圍較小，故控制好PH值指標(biāo)是水處理的關(guān)鍵。

3.2 硬度

硬度是指水樣中鈣鎂離子的總濃度，由于工業(yè)循環(huán)水中水的蒸發(fā)濃縮，很容易形成水垢；而投加的磷系藥劑與產(chǎn)生硬度的陽離子結(jié)合，形成保護(hù)膜附著在管道內(nèi)壁，最終目的是降低系統(tǒng)結(jié)垢幾率，這樣硬度的高低也是發(fā)揮藥劑最大能力的體現(xiàn)。

3.3 氯離子

氯離子有很強(qiáng)的穿透性，它的原子半徑小，并有很高的極性，能促進(jìn)腐蝕反應(yīng)，又容易穿透金屬表面的保護(hù)膜，造成縫隙和空蝕等局部腐蝕。另外氯離子也是確定水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)的一種方法，用于指導(dǎo)系統(tǒng)的補(bǔ)水及排污。

3.4 總磷

循環(huán)水中總磷包括有機(jī)磷和無機(jī)磷，它是衡量阻垢緩蝕劑的投加量的指標(biāo)，若阻垢緩蝕劑的投加量過高，在水中有機(jī)膦容易轉(zhuǎn)化為磷酸鹽而產(chǎn)生結(jié)垢的傾向，并加劇水中菌藻微生物的繁殖，投加量過低，則不能起到阻垢和緩蝕的作用。保證總磷指標(biāo)，即保證藥劑發(fā)揮最理想效果時(shí)的投加量，相應(yīng)最大限度降低藥劑使用成本。

4、在線監(jiān)測(cè)儀器的應(yīng)用

對(duì)于邯鋼而言，在節(jié)水方面還存在著大的潛力，循環(huán)水濃縮倍數(shù)的控制直接影響到鋼鐵企業(yè)的用水成本，提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率，減低補(bǔ)水的用量，降低排污量，進(jìn)而降低水處理藥劑的消耗量。這就需要有及時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，及時(shí)反映循環(huán)冷卻水的水質(zhì)情況。

邯鋼東區(qū)高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)總磷監(jiān)測(cè)以往依靠手工取樣化驗(yàn)，這種離線分析往往會(huì)造成采樣誤差大，分析周期長(zhǎng)，數(shù)據(jù)代表性差，不能及時(shí)反映水質(zhì)的瞬時(shí)狀況，進(jìn)而對(duì)藥劑的投加量把握失衡，人工檢驗(yàn)帶來藥劑投加效果的滯后，難以滿足企業(yè)進(jìn)行有效水質(zhì)管理的需求。因此，只有對(duì)水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞給水站崗位，才能評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況和變化規(guī)律，車間及時(shí)掌握循環(huán)水的總磷變化，進(jìn)而科學(xué)合理調(diào)整水質(zhì)加藥，把握排污量和補(bǔ)水量。邯鋼東區(qū)有3座高爐循環(huán)水系統(tǒng)加裝水質(zhì)總磷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行多通道監(jiān)測(cè)，經(jīng)過半年的調(diào)試運(yùn)行后，為驗(yàn)證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用情況，比較實(shí)驗(yàn)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)分析方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，并與在線儀器的測(cè)定結(jié)果相對(duì)比（見表1，2，3）。

4.1 結(jié)果分析

（1）分析方法：相對(duì)誤差：γ=（x/x）×100%，其中，x表示手工總磷監(jiān)測(cè)值，x表示兩種方法的差值。

顯著性檢驗(yàn)：根據(jù)實(shí)際情況，本文采取置信度為95%時(shí)，F(xiàn)、t檢驗(yàn)法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

（2）結(jié)果對(duì)比：（表4）

4.2 結(jié)論

查看F值，F(xiàn)n

根據(jù)高爐循環(huán)冷卻水對(duì)水質(zhì)的要求，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中，總磷的日常數(shù)據(jù)符合規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo)范圍內(nèi)。因此可以得出結(jié)論， 總磷在線分析儀測(cè)得的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，可以用于高爐循環(huán)冷卻水日常生產(chǎn)的監(jiān)督和指導(dǎo)。

5、儀器運(yùn)行、維護(hù)

由于進(jìn)口總磷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備昂貴，操作界面復(fù)雜，成本較高，邯鋼東區(qū)高爐循環(huán)水系統(tǒng)引進(jìn)的核工業(yè)北京化工冶金研究院的HGY-Tp型總磷在線分析儀，采用大屏幕液晶顯示器，中文界面操作，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行在線即時(shí)監(jiān)測(cè)，并將所得到的水質(zhì)情況信號(hào)即時(shí)傳送給崗位監(jiān)控畫面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)循環(huán)水中總磷含量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

5.1 儀器的檢查

（1）保持儀器內(nèi)外清潔，每日打開儀器前門觀察儀器工作狀態(tài)，檢查試驗(yàn)過濾器有無泄漏等。

（2）根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況及被檢測(cè)水體的水質(zhì)狀況來確定校準(zhǔn)周期，清洗儀表探頭，及時(shí)

更換試劑，六個(gè)月更換一次泵管，一年更換一次閥管，更換試劑、配件后對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定。

5.2 質(zhì)量控制管理

（1）試液的質(zhì)量控制：在線監(jiān)測(cè)儀器所需的試液需要定期檢查，如發(fā)現(xiàn)有沉淀、變色等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)更換、重配。

（2）比較實(shí)驗(yàn)控制：發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，采用實(shí)驗(yàn)室手工取樣分析，并與在線儀器的測(cè)定結(jié)果相對(duì)比，來判斷在線儀器測(cè)定的準(zhǔn)確度。

6、結(jié)語

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

考慮到減輕手工化驗(yàn)負(fù)擔(dān)后，年可節(jié)約人工費(fèi)用18萬元；現(xiàn)在每月3座高爐減少投加緩蝕阻垢1500kg，每噸緩蝕阻垢劑按照1萬元計(jì)算，年可節(jié)約藥劑成本18萬元；通過藥劑投加量的調(diào)整后，在保證藥劑的停留濃度前提下，東區(qū)高爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)平均每天節(jié)約河水補(bǔ)充量400噸，水價(jià)參照1.76元/噸合計(jì)，年可節(jié)省對(duì)外付水費(fèi)用約26萬元。

6.2 社會(huì)效益