生活飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)
一、產(chǎn)品背景
水是生命之源，人類在生活和生產(chǎn)活動中都離不開水，生活飲用水水質(zhì)的優(yōu)劣直接影響人類健康。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人口的增加，不少地區(qū)水資源短缺，不時發(fā)生城市飲用水水源污染嚴(yán)重，居民生活飲用水安全受到威脅的情況。另一方面，隨著科學(xué)進步和人民生活水平的提高，人們對生活飲用水的水質(zhì)與檢測頻度要求不斷提高，飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)地不斷發(fā)展和完善。
1985 年發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749－85）已不能滿足保障人民群眾健康的需要。為此，衛(wèi)生部和管理委員會對原有標(biāo)準(zhǔn)進行了修訂，聯(lián)合發(fā)布新的強制性國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749－2006）。
現(xiàn)狀：
現(xiàn)在很多的水質(zhì)檢測儀器，都是實驗室用的，需要去取水樣，然后送到實驗室去檢測，最后出數(shù)據(jù)，檢測周期長，數(shù)據(jù)不及時，人工成本大。
國內(nèi)外同類水質(zhì)監(jiān)測儀器往往都比較笨重、龐大，集成度低，一般一種儀器只能監(jiān)測一項指標(biāo)，而且不能實現(xiàn)在線自動監(jiān)測。
監(jiān)管痛點：
? 農(nóng)村水廠偏遠、地理位置分散，集中監(jiān)管的成本較高同時難度較大；
? 目前的水質(zhì)檢測/監(jiān)測方式；
? 目前農(nóng)村普遍檢測方式滯后，監(jiān)測手段單一，信息滯后，監(jiān)管部門不能夠?qū)崟r對水廠水質(zhì)安全進行有效管理。
二、 編制目的
1、通過對方案的編制，了解企業(yè)的基本情況，水質(zhì)現(xiàn)狀和在線監(jiān)測建設(shè)情況。
2、分析該企業(yè)的主要監(jiān)測指標(biāo)。
3、選擇合適的監(jiān)測儀器，達到穩(wěn)定實時監(jiān)測的效果。
4、明確污染源在線監(jiān)測的規(guī)范，對排污口等實施規(guī)范化改造。
三、 編制依據(jù)
本設(shè)計方案采用標(biāo)準(zhǔn)：國家或地方政府頒布的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
序號 | 標(biāo)準(zhǔn)名稱 | 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) |
1 | 超聲波明渠流量計 | HJ/T15-2007 |
2 | 化學(xué)需氧量（CODCr）水質(zhì)在線自動監(jiān)測儀 | HJ/T 377-2007 |
3 | 氨氮水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求 | HJ/T 101-2003 |
4 | pH 水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求 | HJ/T 96-2003 |
5 | 總磷水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求 | HJ/T 103-2003 |
6 | 總氮水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求 | HJ/T 102-2003 |
7 | 污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) | HJ/T212-2005 |
8 | 環(huán)境污染源自動監(jiān)控信息傳輸、交換技術(shù)規(guī)范 | HJ/T352-2007 |
9 | 水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范 | HJ/T353-2007 |
10 | 水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)范 | HJ/T354-2007 |
11 | 水污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)規(guī)范 | HJ/T356-2007 |
12 | 水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)運行與考核技術(shù)規(guī)范 | HJ/T355-2007 |
四、 總體
4.1 自來水在線監(jiān)測設(shè)備安裝位置選擇
安裝位置應(yīng)選擇在凈化設(shè)施的上下游，位于凈化設(shè)備的上游與下游兩個部位都要監(jiān)測，并易于接近，安全，有足夠的空間，便于操作；
原水與出水這兩個部分的數(shù)據(jù)做對比，即可知道凈化設(shè)施是否失效。
4.2 主要監(jiān)測因子分析
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，濁度、pH，余氯為自來水的基本監(jiān)測指標(biāo)，所以都需要進行檢測。
原水監(jiān)測設(shè)備：
? pH 值：當(dāng)原水受到化學(xué)污染等，pH值將發(fā)生變化，進而達到提前預(yù)警。
? 濁度：濁度值可以指導(dǎo)凈水劑的添加量，同時可以反映原水的變化。
? 溫度：監(jiān)測原水溫度可以有效的知道凈水劑的添加條件。
出水監(jiān)測設(shè)備：
? pH值：監(jiān)測pH值指標(biāo)是否在國標(biāo)范圍內(nèi)。
? 濁度：實時監(jiān)控出廠水濁度的是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，同時指導(dǎo)生產(chǎn)制水。
? 二氧化氯/余氯：實時監(jiān)控水中消毒劑的余量，從而指導(dǎo)生產(chǎn)。
? 電導(dǎo)率：監(jiān)控水質(zhì)金屬離子的含量，可以有效的反應(yīng)重金屬含量。
4.3 設(shè)備組成與說明
序號 | 儀器配置 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
（1） | 濁度水質(zhì)自動分析儀 | 套 | 1 |
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（2） | 余氯水質(zhì)自動分析儀 | 套 | 1 |
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（3） | pH在線監(jiān)測儀 | 套 | 1 |
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（4） | 溶解氧自動分析儀 | 套 | 1 |
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（5） | 臭氧自動分析儀 | 套 | 1 |
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（6） | 硬度自動分析儀 | 套 | 1 |
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（7） | TDS 自動分析儀 | 套 | 1 |
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（8） | 數(shù)據(jù)采集傳輸主機 | 套 | 1 |
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五、建設(shè)方案設(shè)計
5.1 飲用水在線監(jiān)測設(shè)備安裝位置選擇
安裝位置應(yīng)選擇在自來水廠進水口以及自來水廠出水口，有足夠的空間，便于操作。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使自來水廠可實時通過網(wǎng)絡(luò)查看水質(zhì)狀態(tài)。
5.2 主要監(jiān)測因子
根據(jù)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)除有物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)外，還有微生物指標(biāo)，常用指標(biāo)：
5.2.1 渾濁度
為水樣光學(xué)性質(zhì)的一種表達語，用以表示水的清澈和渾濁的程度，是衡量水質(zhì)良好程度的最重要指標(biāo)之一，也是考核水處理設(shè)備凈化效率和評價水處理技術(shù)狀態(tài)的重要依據(jù)。渾濁度的降低就意味著水體中的有機物、細菌、病毒等微生物含量減少，這不僅可提高消毒殺菌效果，又利于降低鹵化有機物的生成量。
5.2.2 余氯
余氯是指水經(jīng)加氯消毒，接觸一定時間后，余留在水中的氯量。在水中具有持續(xù)的殺菌能力可防止供水管道的自身污染，保證供水水質(zhì)。也基本被殺滅。標(biāo)準(zhǔn)是在檢測中不超過 3 個/L。
5.2.3 pH值
水質(zhì)酸堿度值，飲用水 pH 值控制在 6.5~8.5pH。
5.2.4 COD（化學(xué)需氧量）【成本較高，可選】
耗氧量（耗氧量也稱化學(xué)需氧量（錳法），以 COD 表示，又稱（高錳）酸鉀指數(shù)。它指以（高錳）酸鉀為氧化劑，在一定條件下氧化水中還原性物質(zhì)，將消耗（高錳）酸鉀的量折算為氧表示（O2，mg/L）。水中還原性物質(zhì)包括無機物和有機物，主要是有機物，因此耗氧量能間接反映水受有機污染的程度，是評價水體受有機物污染總量的一項綜合指標(biāo)）。
5.2.5 溶解氧自動分析儀
健康的飲用水中溶解氧含量不得小于 6mg/L。當(dāng)溶解氧（DO）消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時，溶解氧的含量可趨近于 0，此時厭氧菌得以繁殖，使水體惡化，所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染，特別是有機物污染的程度，它是水體污染程度的重要指標(biāo)，也是衡量水質(zhì)的綜合指標(biāo)。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環(huán)境監(jiān)測以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。
5.2.6 臭氧自動分析儀
臭氧極易溶解于水而生成臭氧水，臭氧在溶解于水的過程中，除能殺滅水中的細菌外，還能分解水中的有機物等害污染物質(zhì)，同時對水有脫色作用；
利用臭氧(O3)消毒時，臭氧會快速同溴離子反應(yīng)生成溴酸鹽(BrO3-)。溴酸鹽的產(chǎn)生量與原水中溴離子含量有關(guān)，同時，也同臭氧投加量密切相關(guān)。臭氧投加量越高，溴酸鹽產(chǎn)生量也越高。
臭氧的濃度對水質(zhì)的健康指示具有重要的意義。
5.2.7 硬度自動分析儀
我國的《生活用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，飲用水的總硬度不超 450mg/L，世界衛(wèi)
生組織推薦飲用水硬度是170mg/L。
5.2.8 TDS（總?cè)芙夤腆w） 自動分析儀
國家標(biāo)準(zhǔn) GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對飲用自來水的溶解性總固體（TDS）有要求：溶解性總固體≤1000mg/L; TDS 值越高，就表示水中含有的雜質(zhì)越多，這其中的雜質(zhì)通常指的是水中 Ca2+、Mg2+、Na+、K+等離子的濃度，并無法直接表示水質(zhì)的好壞。所以，TDS 過高（超過 600 以上等）確實表明水質(zhì)不好，但 TDS 越低，并不等于水質(zhì)就越好。
六、 產(chǎn)品簡介
系統(tǒng)可用于測定水中的臭氧，硬度， TDS, 電導(dǎo)率，余氯， 溶氧、 pH 、 濁度 、氨氮、亞硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽氮、 COD 、硫化物等水質(zhì)參數(shù)，用戶可根據(jù)自己的需求選配，集成方便。本儀器可廣泛用于水廠、飲用水、自來水、礦泉水，食品、化工、冶金、環(huán)保及制藥行業(yè)等部門的水質(zhì)檢測，是常用的實時在線監(jiān)測儀器。
在線檢測系統(tǒng)主要包含大屏顯示系統(tǒng)、終端顯示及控制器、各類型檢測的傳感器、遠程移動端、云端數(shù)據(jù)平臺。主要檢測環(huán)境中水體的各項指標(biāo)，以及需要控制的設(shè)備，同時當(dāng)出現(xiàn)異常時，可及時告警。
系統(tǒng)屬于我公司物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品，是由深圳市云傳物聯(lián)技術(shù)有限公司自主研發(fā)，綜合軟硬件一體化物聯(lián)網(wǎng)解決方案；是基于環(huán)境網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)的一套實時在線監(jiān)控，數(shù)據(jù) 24 小時全天侯實時，接收、保存，下載、圖表顯示、智能分析、智能告警提醒、聯(lián)動控制聲光報警等功能。無需安裝軟件，通過瀏覽器即可登錄管理。 具有 HJ/T212-2017、工控協(xié)議等數(shù)據(jù)協(xié)議覆蓋全，系統(tǒng)集成度高，功能豐富，工具集眾多，安全可靠和開放兼容性好等特點，具備高可定制性，實現(xiàn)了前端設(shè)備“ 云端管理 ， 自動報警，遠程查看”的物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)管理模式。
七、 系統(tǒng)架構(gòu)
水質(zhì)自動監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)接入到我司智慧云平臺，屬于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)基于物聯(lián)網(wǎng)理念，并結(jié)合了“多端顯示”的思想，監(jiān)測硬件設(shè)備作為前端，24 小時不停電監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過 wifi,網(wǎng)口，gprs/4G/NB-iot/zigBee 等數(shù)據(jù)鏈路往云平臺上傳數(shù)據(jù)（默認采用 4G 上傳，客戶要求除外）；云平臺 24 小時全天侯實時，接收、保存，下載、圖表顯示、智能分析、智能告警提醒，用戶可以可以通過移動App端（現(xiàn)目前只支持安卓操作系統(tǒng)）、電腦Web端，大液晶電視屏都可以直觀查看實時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)變化趨勢，規(guī)律等。
八、 設(shè)備技術(shù)參數(shù)
典型應(yīng)用
用于供水出水，管網(wǎng)水質(zhì)，小區(qū)樓宇二次供水情況的在線監(jiān)測。
參數(shù)量程（根據(jù)不同水質(zhì)選用不同參數(shù)/量程的傳感器）：
序號 | 參數(shù) | 配置 |
1 | pH（酸堿度） | 測量原理：玻璃電極法； 測量范圍：0～14.00 pH 分辨率：0.01 pH； 精度：± 0.1pH，± 0.3℃ 重復(fù)性：≤0.1 pH； 響應(yīng)時間：＜90s 維護周期：180 天 |
2 | 余氯（ClO2） | 測量原理：恒電壓法； 測量范圍：0～2.000 mg/L(HClO)； 分辨率：0.001 mg/L； 精度：±5%或±0.05mg/L，±0.5℃； 響應(yīng)時間：<90S； 維護周期：90~180 天 |
3 | 濁度 | 測量原理：散射光法； 測量范圍：0～20.00NTU 分辨率：0.01NTU/0.1℃； 精度：±3%或±1.5NTU，± 0.3℃； 響應(yīng)時間：＜90s 維護周期：180 天 |
4 | COD（化學(xué)需氧量） | 測量原理：雙波長紫外吸收法； 測量范圍：0～200mg/L equiv. KHP； 分辨率：0.1mg/L； 精度：±5%F.S.； 響應(yīng)時間：＜90s 維護周期：180 天 |
5 | Turb | 0.01～20.00NTU～400.00NTU；±1%F.S |
6 | FCL | 0.01～5.00mg/L～20.00mg/L；±1%F.S |
7 | DOZ | 0.01～5.00mg/L～20.00mg/L；±1%F.S |
9 | 硬度 | 0.01～100.00mg/L；±1%F.S |
10 | NH4 | 0.01～100.00mg/L；±1%F.S |
11 | CON | 0.01～30000μs/cm；±1%F.S |
12 | DO（溶解氧） | 0.01～20.0mg/L；±1%F.S |
13 | O3（臭氧） | 0.00～20.00 mg/L；±1%F.S |
14 | 硬度 | 0.2 ppm~40000ppm；±1%F.S |
15 | TDS（總?cè)芙夤腆w） | 0~250g/L；±1%F.S |
16 | 水溫 | 0.1～100.0℃；±0.3℃ |
17 | 電導(dǎo)率 | 0～2000μS/cm；±1.5%F.S. |
18 | 信號輸出 | RS485（MODBUS RTU） |
19 | 控制輸出 | 4 路繼電器，報警設(shè)置 |
20 | 歷史記錄 | 有 |
21 | 歷史曲線 | 有 |
22 | 數(shù)據(jù)傳輸 | 4G |
23 | 安裝方式 | 立式安裝、壁掛式 |
24 | 水樣連接 | 快卡8mm軟管G1/4； |
25 | 水樣溫度 | 5～40℃ |
26 | 水樣流速 | 200～800mL/min |
27 | 防護等級 | IP54 或定制 IP65 |
28 | 供電電源 | 220 VAC |
29 | 設(shè)備功率 | 約 18W |
30 | 重量 | 約 10KG |
31 | 尺寸 | 800*600*200 mm |
九、 產(chǎn)品優(yōu)勢
實時在線檢測的方案，就非常的便捷，可以實時測量，實時回傳數(shù)據(jù)，可以在手機、電腦實時查看數(shù)據(jù)，及時分析，提供處理方案，加強各方面水源的指標(biāo)監(jiān)測，有了具體的檢測數(shù)據(jù)，無論是對有效的預(yù)防還是高效的治理都能提供依據(jù)，即高效也有效。
通過對飲水進行在線監(jiān)測，可以動態(tài)的對水質(zhì)情況實時了解，當(dāng)發(fā)生狀況時可以有效的提前采取預(yù)防措施，使水質(zhì)安全事故預(yù)警點提前，同時，通過對原水和凈水的水質(zhì)監(jiān)測可以有效的指導(dǎo)飲用水的生產(chǎn)加工流程。
原水在線監(jiān)測：pH值、濁度、溫度；
凈水在線監(jiān)測：pH、臭氧、濁度、硬度、TDS、電導(dǎo)率、余氯、溶解氧；其中濁度、二氧化氯、pH 值為國標(biāo)日檢九項項目；
多參數(shù)的實時在線監(jiān)測，包括：pH、電導(dǎo)率、余氯/二氧化氯/溶解臭氧、渾濁度、硬度、氨氮、溶解氧、溫度等。
安裝方便，系統(tǒng)僅有一個樣品入口、一個廢液排口和一根電源連接線。
在線監(jiān)測，無人值守，降低維護門檻，對水質(zhì)事故提前預(yù)警，及時處置，統(tǒng)一平臺，有利水質(zhì)安全監(jiān)管，多指標(biāo)設(shè)計，24 小時不間斷對水質(zhì)監(jiān)測，隨時隨地了解水質(zhì)狀態(tài)，貼合農(nóng)水監(jiān)管業(yè)務(wù)，智能預(yù)警及時處置，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)，降低制水成本；
十、 平臺
采用 B/S 構(gòu)架的前沿設(shè)計，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程登陸，無需安裝任何軟件，通過瀏覽器或者移動App即可登錄查看。特點如下：
(1) 平臺支持設(shè)備多種狀態(tài)管理，如停產(chǎn)管理，設(shè)備停運，維護狀態(tài)，手工輸入狀態(tài)，故障狀態(tài)，校準(zhǔn)狀態(tài)，超標(biāo)，離線，通訊異常等狀態(tài)分類管理；
(2) 支持 GIS 電子地圖狀態(tài)顯示，離線，在線，與報警閃動，
(3) 通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程登陸，無需安裝任何軟件，通過瀏覽器即可登錄查看。
(4) 滿足政府監(jiān)管平臺框架及功能要求，分區(qū)域監(jiān)管
(5) 實時數(shù)據(jù)查看
(6) 歷史數(shù)據(jù)變化曲線圖查看
(7) 設(shè)備狀態(tài)查看
(8) 各項指標(biāo)污染排行榜查看
(9) 實時告警頁面查看，報警閥值遠程可配置。
(10)歷史告警記錄查詢
(11)數(shù)據(jù)導(dǎo)出
(12)設(shè)備管理
(13)用戶管理
(14)用戶中心
(15)可不用到現(xiàn)場就能配置設(shè)備，或者可不用到現(xiàn)場就能啟動設(shè)備的噴淋設(shè)施
(16)標(biāo)準(zhǔn) GIS 實時地圖
(17)web service 開放接口
(18)支持大于 1000 套設(shè)備接入
(19)支持 OEM 定制開發(fā)
(20)支持：溶氧、pH、濁度、氨氮、亞硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽氮、COD、硫化物、顆粒物（PM2.5/PM10/TSP）、噪聲、氣象五參數(shù)、負氧離子、總輻射、光照強度、雨量、O2、H2S、NH3、SO2、NO2、、CO2、CO、O3、VOC、CH2O…等監(jiān)測數(shù)據(jù)處理
支持接入阿里云 iot 物聯(lián)網(wǎng)平臺
生活飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)
