一體化飲用水水質在線監測系統應用方案

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一、產品背景

水是生命之源，人類在生活和生產活動中都離不開水，生活飲用水水質的優劣直接影響人類健康。隨著經濟的發展，人口的增加，不少地區水資源短缺，不時發生城市飲用水水源污染嚴重，居民生活飲用水安全受到威脅的情況。另一方面，隨著科學進步和人民生活水平的提高，人們對生活飲用水的水質與檢測頻度要求不斷提高，飲用水水質標準也相應地不斷發展和完善。

1985 年發布的《生活飲用水衛生標準》（GB5749－85）已不能滿足保障人民群眾健康的需要。為此，衛生部和對原有標準進行了修訂，聯合發布新的強制性國家《生活飲用水衛生標準》（GB5749－2006）。

現狀：

現在很多的水質檢測儀器，都是實驗室用的，需要去取水樣，然后送到實驗室去檢測，最后出數據，檢測周期長，數據不及時，人工成本大。

國內外同類水質監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測一項指標，而且不能實現在線自動監測。

監管痛點：

? 農村水廠偏遠、地理位置分散，集中監管的成本較高同時難度較大；

? 目前的水質檢測/監測方式；

? 目前農村普遍檢測方式滯后，監測手段單一，信息滯后，監管部門不能夠實時對水廠水質安全進行有效管理。

二、 編制目的

1、通過對方案的編制，了解企業的基本情況，水質現狀和在線監測建設情況。

2、分析該企業的主要監測指標。

3、選擇合適的監測儀器，達到穩定實時監測的效果。

4、明確污染源在線監測的規范，對排污口等實施規范化改造。

三、 編制依據

本設計方案采用標準：國家或地方政府頒布的有關標準。

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四、 總體

4.1 自來水在線監測設備安裝位置選擇

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安裝位置應選擇在凈化設施的上下游，位于凈化設備的上游與下游兩個部位都要監測，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據做對比，即可知道凈化設施是否失效。

4.2 主要監測因子分析

根據標準，濁度、pH，余氯為自來水的基本監測指標，所以都需要進行檢測。

原水監測設備：

? pH 值：當原水受到化學污染等，pH值將發生變化，進而達到提前預警。

? 濁度：濁度值可以指導凈水劑的添加量，同時可以反映原水的變化。

? 溫度：監測原水溫度可以有效的知道凈水劑的添加條件。

出水監測設備：

? pH值：監測pH值指標是否在國標范圍內。

? 濁度：實時監控出廠水濁度的是否在標準范圍內，同時指導生產制水。

? 二氧化氯/余氯：實時監控水中消毒劑的余量，從而指導生產。

? 電導率：監控水質金屬離子的含量，可以有效的反應重金屬含量。

五、建設方案設計

5.1 飲用水在線監測設備安裝位置選擇

安裝位置應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。利用物聯網技術，使自來水廠可實時通過網絡查看水質狀態。

5.2 主要監測因子

根據飲用水水質標準除有物理指標、化學指標外，還有微生物指標，常用指標：

5.2.1 渾濁度

為水樣光學性質的一種表達語，用以表示水的清澈和渾濁的程度，是衡量水質良好程度的最重要指標之一，也是考核水處理設備凈化效率和評價水處理技術狀態的重要依據。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。在水中具有持續的殺菌能力可防止供水管道的自身污染，保證供水水質。也基本被殺滅。標準是在檢測中不超過 3 個/L。

5.2.3 ?pH值

水質酸堿度值，飲用水 pH 值控制在 6.5~8.5pH。

5.2.4 ?COD（化學需氧量）【成本較高，可選】

耗氧量（耗氧量也稱化學需氧量（錳法），以 COD 表示，又稱指數。它指以為氧化劑，在一定條件下氧化水中還原性物質，將消耗的量折算為氧表示（O2，mg/L）。水中還原性物質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）。

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，也是衡量水質的綜合指標。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。

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，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生成溴酸鹽(BrO3-)。溴酸鹽的產生量與原水中溴離子含量有關，同時，也同臭氧投加量密切相關。臭氧投加量越高，溴酸鹽產生量也越高。

臭氧的濃度對水質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《生活用水衛生標準》規定，飲用水的總硬度不超 450mg/L，世界衛

生組織推薦飲用水硬度是170mg/L。

5.2.8 ?TDS（總溶解固體） 自動分析儀

國家標準 GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中對飲用自來水的溶解性總固體（TDS）有：溶解性總固體≤1000mg/L; TDS 值越高，就表示水中含有的雜質越多，這其中的雜質通常指的是水中 Ca2+、Mg2+、Na+、K+等離子的濃度，并無法直接表示水質的好壞。所以，TDS 過高（超過 600 以上等）確實表明水質不好，但 TDS 越低，并不等于水質就越好。

六、 產品簡介

系統可用于測定水中的臭氧，硬度， TDS, 電導率，余氯， 溶氧、 pH 、 濁度 、氨氮、亞硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽氮、 COD 、硫化物等水質參數，用戶可根據自己的需求選配，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、環保及制藥行業等部門的水質檢測，是常用的實時在線監測儀器。

在線檢測系統主要包含大屏顯示系統、終端顯示及控制器、各類型檢測的傳感器、遠程移動端、云端數據平臺。主要檢測環境中水體的各項指標，以及需要控制的設備，同時當出現異常時，可及時告警。

系統屬于我公司物聯網環境監測系統產品，是由湖南圣凱安技術有限公司自主研發，綜合軟硬件一體化物聯網解決方案；是基于環境網格化監測系統的一套實時在線監控，數據 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、工控協議等數據協議覆蓋全，系統集成度高，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，實現了前端設備“ 云端管理 ， 自動報警，遠程查看”的物聯網水質管理模式。

七、 系統架構

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水質自動監控系統設備數據接入到我司智慧云平臺，屬于物聯網監測系統架構基于物聯網理念，并結合了“多端顯示”的思想，監測硬件設備作為前端，24 小時不停電監測現場環境數據，并通過 wifi,網口，gprs/4G/NB-iot/zigBee 等數據鏈路往云平臺上傳數據（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（現目前只支持安卓操作系統）、電腦Web端，大液晶電視屏都可以直觀查看實時數據，歷史數據，數據變化趨勢，規律等。

八、 設備技術參數

典型應用

用于供水出水，管網水質，小區樓宇二次供水情況的在線監測。

參數量程（根據不同水質選用不同參數/量程的傳感器）：

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九、 產品優勢

實時在線檢測的方案，就非常的便捷，可以實時測量，實時回傳數據，可以在手機、電腦實時查看數據，及時分析，提供處理方案，加強各方面水源的指標監測，有了具體的檢測數據，無論是對有效的預防還是高效的治理都能提供依據，即高效也有效。

通過對飲水進行在線監測，可以動態的對水質情況實時了解，當發生狀況時可以有效的提前采取預防措施，使水質安全事故預警點提前，同時，通過對原水和凈水的水質監測可以有效的指導飲用水的生產加工流程。

原水在線監測：pH值、濁度、溫度；

凈水在線監測：pH、臭氧、濁度、硬度、TDS、電導率、余氯、溶解氧；其中濁度、二氧化氯、pH 值為國標日檢九項項目；

多參數的實時在線監測，包括：pH、電導率、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。

在線監測，無人值守，降低維護門檻，對水質事故提前預警，及時處置，統一平臺，有利水質安全監管，多指標設計，24 小時不間斷對水質監測，隨時隨地了解水質狀態，貼合農水監管業務，智能預警及時處置，科學指導生產，降低制水成本；

十、 平臺

采用 B/S 構架的前沿設計，通過網絡實現遠程登陸，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) 平臺支持設備多種狀態管理，如停產管理，設備停運，維護狀態，手工輸入狀態，故障狀態，校準狀態，超標，離線，通訊異常等狀態分類管理；

(2) 支持 GIS 電子地圖狀態顯示，離線，在線，與報警閃動，

(3) 通過網絡實現遠程登陸，無需安裝任何軟件，通過瀏覽器即可登錄查看。

(4) 滿足政府監管平臺框架及功能要求，分區域監管

(5) 實時數據查看

(6) 歷史數據變化曲線圖查看

(7) 設備狀態查看

(8) 各項指標污染排行榜查看

(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)數據導出

(12)設備管理

(13)用戶管理

(14)用戶中心

(15)可不用到現場就能配置設備，或者可不用到現場就能啟動設備的噴淋設施

(16)標準 GIS 實時地圖

(17)web service 開放接口

(18)支持大于 1000 套設備接入

(19)支持 OEM 定制開發

(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、負氧離子、總輻射、光照強度、雨量、O2、H2S、NH3、SO2、NO2、、CO2、CO、O3、VOC、CH2O…等監測數據處理

支持接入阿里云 iot 物聯網平臺

10.1 全終端觸達

Web端、大屏、平板電腦（現目前僅支持安卓系統）、移動手機（現目前僅支持安卓系統）。

Web端軟件平臺功能展示：

實時數據顯示

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信息化圖表

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實時地圖顯示

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設備聯動

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客戶統一管理

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智能報警

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海量數據存儲、管理

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監控大屏顯示

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移動端軟件平臺（51云聯）展示

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十一、 監控室設計與要求

1、監測室不小于 18（3*6）平方米，監測室應盡量靠近采樣點，與采樣點距離不能大于 20 米，垂直距離不能大于 8 米,監測室必須是專室專用。

2、監測室密閉性要好，應安裝空調，溫度在 5-35℃內，濕度在 85%范圍內。

3、監測室應有安全合格的配電設備，提供足夠的電力負荷，一般不應小于5KW，電壓不穩定的情況下需要提供穩壓電源。配備照明設備。

4、監測室內須有合格給、排水設施，應使用自來水清洗設備和有關的設備裝置。

5、監測室應有可靠的接地方式，必要時需要有避雷裝置。

6、監測室應有良好的防盜安全保障措施和防止人為破壞。

7、監測室應保障墻面和地面整潔，提供日常衛生維護工具。

十二、 安裝方式與選型

立式（柜式）安裝：

壁掛式安裝：

審核編輯 黃昊宇

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