水质自动监测系统的组成

    随着人们对环境质量要求的不断提高，水污染问题也越来越受到政府和社会的重视。对水质监测的市场需求正迅速扩大，必须要有先进的水质监测系统才能满足要求。水质监测系统能做到实时、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水质状况，预警预报重大流域性水质污染事故，以便使水厂在发生重大水污染时掌控水源水质状况，做到防范、解决突发水污染事故的目的。同时还可以在发生源水水质污染时及时通报政府有关部门,启动相应应急预案,确保城市供水安全。

    水质自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代自动监测技术、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系统。因此，系统完全实现水样的自动采集和预处理，水质分析仪器的连续自动运行，对监测数据能自动采集并存储到计算机中，并能提供远程传输接口及控制接口。

    水质自动监测系统应具备以下功能。

    自动监测：根据用户的设定，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；

    自动化控制：现场利用PLC可控制水泵、电磁阀、空压机等设备，完成管路取水、配水、清洗、反吹等分步功能；

    数据采集：现场测站信息处理系统具有信息提取采集功能，并把提取采集来的数据以统一的格式自动存入数据库；

    数据传输：监测站可自动与监测中心站建立连接，并把数据存入本地和中心站数据库；支持电话拨号、GPRS、GSM、CDMA网络；

    直观显示：现场可通过LED触摸屏实时显示仪器运行状态和监测数据；

    自动报警：当监测数据发生较大变化时自动向中心站进行报警，如：数据异常、仪器状态、电源停电等报警功能；

    设备运转状态管理：具备自动运行、停电保护、来电恢复功能；维护检查状态测试，便于例行维修和应急故障处理；

    远程控制：远程设置监测时间及频次、数据召测、打开关闭自动运行等远程控制功能。

    数据处理：中心站具备对监测数据进行合理性检查和实时处理，按规定格式存入数据库；能进行分析、统计计算数据(如：月均值、年均值及日、月、年、最大值统计)，并能按规定标准(可修改)进行水质评价、各类图表处理；

    反吹清洗：在每次分析的过程中，对系统管路进行反吹清洗，具备除藻、杀菌功能。

    水质自动监测系统一般的构成如下：中心站通过卫星和网络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。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。　

  水质自动监测系统的关键单元有：

    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、可靠地向系统提供水样。水泵是其中重要的易损器件，其可靠性很关键。国产低端水泵能满足流量、压力等性能，但寿命、可靠性欠佳。高端的进口泵和国产“气海”泵质量较好。“气海”调速泵可以方便地调节流量，具备反馈信号功能，适合自控。

    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。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(DO)、电导率、浊度、氧化还原电位(ORP)、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(如六价铬)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。

    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、配套设施。 

    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。

SLS-2012-05