一體化飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用方案

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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(jì)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(jìn)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)生部和對原有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，聯(lián)合發(fā)布新的強(qiáng)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(yuǎn)、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(jìn)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(dá)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)。

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四、 總體

4.1 自來水在線監(jiān)測設(shè)備安裝位置選擇

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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(jìn)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(jìn)而達(dá)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。

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(jìn)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(dá)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(jī)物、細(xì)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(jī)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，又稱指數(shù)。它指以為氧化劑，在一定條件下氧化水中還原性物質(zhì)，將消耗的量折算為氧表示（O2，mg/L）。水中還原性物質(zhì)包括無機(jī)物和有機(jī)物，主要是有機(jī)物，因此耗氧量能間接反映水受有機(jī)污染的程度，是評價水體受有機(jī)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(jī)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(xì)菌外，還能分解水中的有機(jī)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：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(yuǎn)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，是由湖南圣凱安技術(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(yuǎn)程查看”的物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)管理模式。

七、 系統(tǒng)架構(gòu)

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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(rèn)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）：

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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(jī)、電腦實時查看數(shù)據(jù)，及時分析，提供處理方案，加強(qiáng)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(jìn)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(hù)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(yuǎn)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(hù)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(yuǎn)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(yuǎn)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(fù)氧離子、總輻射、光照強(qiáng)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

10.1 全終端觸達(dá)

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

Web端軟件平臺功能展示：

實時數(shù)據(jù)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(shè)備聯(lián)動

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客戶統(tǒng)一管理

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智能報警

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海量數(shù)據(jù)存儲、管理

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監(jiān)控大屏顯示

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移動端軟件平臺（51云聯(lián)）展示

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十一、 監(jiān)控室設(shè)計與要求

1、監(jiān)測室不小于 18（3*6）平方米，監(jiān)測室應(yīng)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(jiān)測室必須是專室專用。

2、監(jiān)測室密閉性要好，應(yīng)安裝空調(diào)，溫度在 5-35℃內(nèi)，濕度在 85%范圍內(nèi)。

3、監(jiān)測室應(yīng)有安全合格的配電設(shè)備，提供足夠的電力負(fù)荷，一般不應(yīng)小于5KW，電壓不穩(wěn)定的情況下需要提供穩(wěn)壓電源。配備照明設(shè)備。

4、監(jiān)測室內(nèi)須有合格給、排水設(shè)施，應(yīng)使用自來水清洗設(shè)備和有關(guān)的設(shè)備裝置。

5、監(jiān)測室應(yīng)有可靠的接地方式，必要時需要有避雷裝置。

6、監(jiān)測室應(yīng)有良好的防盜安全保障措施和防止人為破壞。

7、監(jiān)測室應(yīng)保障墻面和地面整潔，提供日常衛(wèi)生維護(hù)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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