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(zhì)與檢測頻度要求不斷提高，飲用水水質(zhì)標準也相應地不斷發(fā)展和完善。
1985 年發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》（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準進行了修訂，聯(lián)合發(fā)布新的強制性國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》（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，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)測建設情況。
2、分析該企業(yè)的主要監(jiān)測指標。
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)
本設計方案采用標準：國家或地方政府頒布的有關標準。
序號 | 標準名稱 | 產(chǎn)品標準 |
1 | 超聲波明渠流量計 | HJ/T15-2007 |
2 | 化學需氧量（CODCr）水質(zhì)在線自動監(jiān)測儀 | HJ/T 377-2007 |
3 | 氨氮水質(zhì)自動分析儀技術要求 | HJ/T 101-2003 |
4 | pH 水質(zhì)自動分析儀技術要求 | HJ/T 96-2003 |
5 | 總磷水質(zhì)自動分析儀技術要求 | HJ/T 103-2003 |
6 | 總氮水質(zhì)自動分析儀技術要求 | 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)傳輸標準 | HJ/T212-2005 |
8 | 環(huán)境污染源自動監(jiān)控信息傳輸、交換技術規(guī)范 | HJ/T352-2007 |
9 | 水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝技術規(guī)范 | HJ/T353-2007 |
10 | 水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術規(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)運行與考核技術規(guī)范 | HJ/T355-2007 |
四、 總體
4.1 自來水在線監(jiān)測設備安裝位置選擇
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(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，即可知道凈化設施是否失效。
4.2 主要監(jiān)測因子分析
根據(jù)標準，濁度、pH，余氯為自來水的基本監(jiān)測指標，所以都需要進行檢測。
原水監(jiān)測設備：
? pH 值：當原水受到化學污染等，pH值將發(fā)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(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)測設備：
? pH值：監(jiān)測pH值指標是否在國標范圍內(nèi)。
? 濁度：實時監(jiān)控出廠水濁度的是否在標準范圍內(nèi)，同時指導生產(chǎn)制水。
? 二氧化氯/余氯：實時監(jiān)控水中消毒劑的余量，從而指導生產(chǎn)。
? 電導率：監(jiān)控水質(zhì)金屬離子的含量，可以有效的反應重金屬含量。
4.3 設備組成與說明
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、建設方案設計
5.1 飲用水在線監(jiān)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(lián)網(wǎng)技術，使自來水廠可實時通過網(wǎng)絡查看水質(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(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(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。標準是在檢測中不超過 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（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）。
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(zhì)的綜合指標。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，同時，也同臭氧投加量密切相關。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)生標準》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
國家標準 GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》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，以及需要控制的設備，同時當出現(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
水質(zhì)自動監(jiān)控系統(tǒng)設備數(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、 設備技術參數(shù)
典型應用
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℃ 重復性：≤0.1 pH； 響應時間：＜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℃； 響應時間：＜90s 維護周期：180 天 |
4 | COD（化學需氧量） | 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監(jiān)測，有了具體的檢測數(shù)據(jù)，無論是對有效的預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，當發(fā)生狀況時可以有效的提前采取預防措施，使水質(zhì)安全事故預警點提前，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(shù)的實時在線監(jiān)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(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)事故提前預警，及時處置，統(tǒng)一平臺，有利水質(zhì)安全監(jiān)管，多指標設計，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，智能預警及時處置，科學指導生產(chǎn)，降低制水成本；
十、 平臺
采用 B/S 構架的前沿設計，通過網(wǎng)絡實現(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) 平臺支持設備多種狀態(tài)管理，如停產(chǎn)管理，設備停運，維護狀態(tài)，手工輸入狀態(tài)，故障狀態(tài)，校準狀態(tài)，超標，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) 設備狀態(tài)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(shù)據(jù)導出
(12)設備管理
(13)用戶管理
(14)用戶中心
(15)可不用到現(xiàn)場就能配置設備，或者可不用到現(xiàn)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(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)
