水質在線監測系統【五篇】（全文）

Abstract：Tosolvetheproblemsofcomplexwiringandhighcostintraditionalwaterqualitymonitoringprograms，awa下面是小編為大家整理的水質在線監測系統【五篇】（全文）,供大家參考。

水質在線監測系統范文第1篇

關鍵詞：傳感器；
水質監測；
ZigBee；
GPRS

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2012）12-0081-03

Design of online water quality monitoring system based on Internet of Things

JIA Gui-lin， LIU Mei-cen， ZENG Bao-guo， CHENG Yuan-dong

（Sichuan Institute of Information Technology， Guangyuan 628017， China）

Abstract：
To solve the problems of complex wiring and high cost in traditional water quality monitoring programs， a water quality monitoring system based on Internet of Things is designed to achieve the purpose of the acquisition， transmission and processing of multiple parameters， including dissolved oxygen， PH value， and temperature. The scheme is suitable for remote monitoring， and applicable to monitoring the quality of drinking water and water for the aquaculture industry.

Keywords：
sensor；

water quality monitoring；

ZigBee；

GPRS

0 引 言

為了徹底解決傳統人工水質監測及DCS、現場總線方式在管理及應用上存在的布線困難、成本高等不足，本文提出了以智能水質傳感器、無線傳感器網絡、專家庫數據庫為核心的物聯網水質在線監測系統。本系統通過分布式動態組網，可實現大范圍、24 h不間斷的監測，同時通過布設在水源地具有定位功能的無線傳感器節點，能夠偵測到飲用水源的污染情況，從而提高管理效率、保障供水安全，解決飲用水及養殖業水質在線監測和管理問題。

1 系統結構及工作過程

本系統的組成圖如圖1所示。系統在水源地布置多個水上節點（水質參數采集節點、遠程視頻采集節點、水質參數調節節點、ZigBee+GPRS無線網關），然后通過水質參數采集節點實時采集PH值、水溫、水位、溶氧量等水質參數，并通過ZigBee Endpoint上傳給無線網關的ZigBee Coordinator，再由后者經串口送入GPRS傳送到服務器；
同時通過IP Camera（網絡攝像機）采集水面視頻信息，由3G方式送入（移動）服務器。運行于服務器上的信息管理系統將對數據進行統計、分析，并根據飲用水用水管理要求實時預警、告警，自動下發控制指令到GPRS無線網關，然后由ZigBee網絡下發指令到水質參數調節節點，啟動增氧機或PH值調節設備、水泵等，實時調節用水參數。管理人員則可通過PC、平板電腦或PDA等方式獲取實時水質數據，并對設備進行遠程控制。

圖1 基于物聯網的水質在線監測系統的組成

2 硬件電路設計

2.1 水質傳感器選型

以養殖用水為例，一般需要對水環境中的PH值、濁度、水位、溶氧量、溫度等五項基本參數進行監測[1]。本系統選用北京聯創與中國農大開發的、具有測溫和溫度補償功能的PH10、TS10、WL10、DO10四類智能傳感器來對水的PH值、濁度、水位、溶氧量、溫度等五項參數進行監測。四類傳感器均可通過RS485總線接收來自外部MCU的控制指令，然后返回測量原始值、溫度值、工程值等三個參數，因而可以大大簡化感知層的設計工作。

2.2 CC2530節點的接口電路設計

本系統的ZigBee節點選用成都感智信息技術有限公司的CC2530節點，該類節點帶有CC2591增益放大模塊，最遠通訊距離可達1 km。由于CC2530不支持RS485通訊，因而需要設計RS485轉3.3 V TTL電路，圖2所示就是CC2530無線節點與RS485傳感器的接口電路[2]。其中，5.0 V直流電壓主要為傳感器供電，3.3 V直流電壓為CC2530節點供電。通訊接口轉換芯片選擇MAXIM公司的MAX13487，光耦T1、T2用于CC2530與RS485總線的隔離，R8、R9用于采樣電源電壓以便服務器端能實時判斷節點的供電情況，R5、R6、R7、C5、C6、D1、D2、D3、L1、L2等為RS485總線匹配電路。

2.3 增氧機控制電路設計

系統中的增氧機控制電路如圖3所示，CC2530節點通過P0.1控制光耦T1，并驅動Q1控制繼電器J1，從而控制增氧機電源的通斷，達到啟動/停止增氧機的目的。

圖3 增氧機控制電路

另外，還需要設計系統傳輸層無線網關，一般的傳輸層無線網關應當內置有CC2530通信模塊、S3C2440控制器、MG323 GPRS通信模塊，并設計有存儲、電源管理，以及以太網接口[3]。

水質在線監測系統范文第2篇

關鍵詞：供水管網；
在線監測系統；
濁度儀；
余氯儀

中圖分類號：U664文獻標識碼：
A

1、前言

按照GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》規定，水質檢測指標為106項，從2012年7月起國家要求各制水企業強制執行該標準生產，并要求管網末梢處水質符合該標準。同時在2011年沈陽水務集團編制完成的《沈陽城市供水發展 “十二五”規劃》中，明確提出水質達到的目標――建立本市的全方位的水質在線監測點，提高供水安全保證率，水質綜合合格率達到99%。因此從現實出發，為確保實現供水完全符合國標要求，將建立水質在線監測系統。再者由于水質在線監測設備的成熟化及價格的下降，使企業監測成本得到改善，建立水質監測系統成為可能。

2、沈陽市T區供水管網及水質在線監測概況

沈陽市市區分為八個自然行政區， T區位于沈陽市的西部，到2010年底人口統計85萬，供水面積484km2，供水水源為7個。經統計水質離線監測點29處，見圖1該區拓撲圖。是所有供水區中離線監測點最多的區。

水質在線監測系統的建設是一個循序漸進的系統工程，根據水質在線監測點選取的原則，結合沈陽市現有離線監測點位置的實際情況，又經現場查勘，故將T區作為本次水質在線監測點建設的第一試點區域。對現有的29處離線監測點中選取在線監測點的好處是：原離線點的選擇也是積于經驗積累，避免了選址上的盲目。

圖1T區離線水質監測點拓撲圖

3、水質在線監測系統的建立

一個完善的供水水質監測系統，包括水源、水廠水質監測系統，同時還應當包括一套完善的管網水質監測系統[1]。目前本企業已建立了水源與水廠的水質監測系統，對于管網的水質監測系統還是空白，本文就是對本企業供水管網水質在線監測系統提出總體設計方案，并實施。而管網水質監測的關鍵在于要在何處設置水質在線監測儀器，本文在對現有水質監測點布置方法總結的基礎上，結合現有離線水質監測地址，優選出在線水質監測點位置，為下一步在全市范圍內全面展開管網水質監測點建設提供參考。

供水管網水質在線監測系統主要包括硬件和軟件兩部分。本文主要討論沈陽市管網水質在線監測系統的總體設計，即主要涉及相關的硬件設備（如監測儀表、傳輸設施、接收設施、計算機終端），軟件系統主要是指與硬件設備相配套的管網水質管理信息系統以及管網水質模型。相關的軟件系統將不再此討論。

建立管網水質在線監測系統，需要分階段、分步驟地進行，如監測點的選取、儀表的選取、監測方法的確定、監測參數的選擇及原則，以及數據傳輸與數據處理等將按照水質在線監測系統方案于2014年逐步進行。

3.1 水質在線監測系統概述

水質在線監測系統是由計算機、通訊、控制、傳感器“3C+S”（Computer、Communication、Control、Sensor）相結合，發揮綜合功效，具有國際先進監控與數據采集技術，以計算機為輔助手段，進行水質監控、數據采集和數據傳輸。包括以下四個方面：

（1）計算機（Computer）技術

（2）通訊（Communication）技術

（3）控制（Control）技術

（4）傳感（Sensor）技術

3.2 水質在線監測系統的功能

水質在線監測系統應該具備以下功能：

采集的功能；
傳輸的功能；
顯示及分析的功能；
顯示歷史數據、查詢、檢索、存儲、及分析功能；
遠程網絡查詢；
顯示報表及打??；
報警及預測預報功能。

3.3 沈陽市T區在線水質監測項目的確定

根據CJ／T 206―2005《城市供水水質標準》的相關規定：管網水質檢測必須測定渾濁度、色度、臭和味、余氯、細菌總數、總大腸菌群、CODMn(管網末梢點)這七項指標。又根據《生活飲用水標準檢驗方法》GB5750―2006中規定：在這七項指標中色度、臭和味是通過人的感覺器官來完成的；
細菌總數、總大腸菌群、CODMn是在化驗室來完成的，不適合于現場測定；
而其它兩個監控指標渾濁度、余氯是可以由儀器在現場完成的。

渾濁就是水的澄清度，是評判水質的必要指標，是監測水質的重要的指標，根據渾濁度值直接可以判斷供水管網水質是否受到了污染，通常濁度變高，一是微生物、細菌、病原菌入侵，二是無機物或有機物或兩者的侵入，三是由于爆管造成水質的突然惡化，也會使濁度急劇升高。曾有人做過濁度對水質影響試驗[2]，當濁度降至0.1NTU時，絕大多數有機物被去除，致病微生物也幾乎無，有機物的降低，使有機鹵代烴這種有毒物質產生的幾率降低。這也是西方發達國家把濁度降至0.1NTU甚至接近0的原因。

余氯是國標中規定的檢測指標之一。由水廠生產出的合格水在龐大、管材不一的輸配水管網輸送過程中水質會逐漸下降，在輸配水過程中保持一定的余氯，可避免水體的再污染和微生物等的繁殖，確保用戶端合格水質。同時水中的余氯量要有一個“度”，過多的余氯量一是造成資源浪費，成本增加；
二是在管網中會與有機物發生化學反應，產生“三致”物質，對人體有害；
三是由于氯是強氧化劑，過多時會與輸水管道反應，腐蝕管道。因此，把測定余氯值作為管網在線監測另一個指標。

如今，還有一些制水企業在管網中監測電導率、PH值、溫度等[3]，相較于濁度和余氯這兩個監測指標，無論從監測效果與投入成本比較，都無濁度與余氯其對水質的監測更好。

3.4 沈陽市T區供水管網水質在線監測點選址

安裝水質在線監測儀器可做到實時監測水質，預測水質變化規律，判斷是否需要調整制水工藝。而選取能全面、真實、準確的反映大部分管網內水的質量的監測點是建立在線監測系統的關鍵與核心。根據沈陽市“十二五”供水發展規劃，泵站水質綜合管理達標率≥95%，其中包括：泵站水質監測率100%，未發生水質事件100%。今后沈陽水司將陸續上馬在線監測設備，主要是余氯檢測儀和濁度檢測儀。主要安裝在水源、二次加壓泵站、管網節點等。

從技術和經濟的角度考慮，在管網中選擇合理的水質監測點，能滿足下列要求[4-6]：

（1）以最少的水質在線監測設備投入，而了解整個管網盡可能多的水質信息；

（2）在已知水質監測點數量的前提下，最能代表整個輸配水系統供水量的；

（3）供水管網中每個節點都有可能成為潛在的的水質突變污染源，當污染事故發生時，所選的這組監測點集合必須能在最短的時間內捕捉到這一變化；

（4）從污染事件發生到監測到這一污染事件，受到污染的供水量最少的這樣的布點。

還有必要處設監測點。在本市管網中，存在一定數量的上個世紀五、六十年代鋪設的石棉水泥管、解放前鋪設的預應力鋼筋混凝土管等。這些管道，一是鋪設時間長，管道老化嚴重；
二是內壁沒有防腐，管道腐蝕嚴重。這些管道分布在全市范圍內，尤其是老城區比較多，對下游的水質產生惡化影響，水質下降明顯，還會增加輸水成本。由于本企業資金緊張，要想徹底改造更換管網，不是三、五年內能夠做到的事，因此有必要設置水質在線監測點，可選取特別嚴重的幾處管段進行監測，又可為今后研究管材對水質影響提供技術數據。

從以上分析可見，選址主要還是根據經驗、實際現場進行監測點的選擇。

3.5、沈陽市供水管網水質在線監測儀器的選擇

在線儀器的選擇要根據企業的發展規劃和現場實際狀況，比較同行業中使用的同類產品的優缺點，所選擇的儀器在未來幾十年應該是最先進的、不落伍的。

1、在線濁度儀的比選

本企業選擇的是哈希的1720系列在線濁度儀。它是目前國內絕大多數已經建設的管網水質在線監測系統中普遍使用的產品。同時，從儀表的性價比、售后的維修來說，哈希都是最佳的選擇。

2、在線余氯儀的比選

由于美國HACH公司是一家生產水質監測儀器的專業廠家，產品具有測量精確、運行可靠、操作簡單、低維護量、結構緊湊等特點。其在線化學分析過程更方便、更迅捷、更可靠，本市還有其辦事處，為維護與安裝提供了便捷條件，同時性價比合理，故本企業在線監測余氯儀全部采用該產品。見圖3所示。

圖3HACH1720E型濁度儀與HACH CL17余氯儀

3.6 在線監測系統數據傳輸手段的選擇

綜合考慮水質監測設置處的現場條件、運行成本及管理方便等諸多因素，本文對2種數據傳輸通訊手段進行分析與比較。

在供水監測系統建設中，對管網監測數據的傳輸方式可分為有線和無線兩種。

無線通訊方式又分為：電信CDPD（Cellular Digital Packet Data星空數字分組數據）傳輸，移動GPRS（General Packet Radio Service通用無線分組業務）或聯通CDMAIX(Code Division Multiple Access多碼分址――數字技術分支)傳輸、超短波傳輸、移動（或聯通）短信傳輸、光纖傳輸、3G、4G等。一般地講，3G、4G是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。

無線通訊網絡靈活、經濟，成本低、應用越來越廣泛，智能化、自動化越來越程度高，因此成為最主要和有效的數據傳輸方式。

由于本企業現有的泵站遠程動態監控系統的傳輸方式為GPRS通訊傳輸方式，故本水質監測系統將利用現有網絡進行實時傳輸數據，以實現資源的共享，同時降低了成本。

3.7 在線監測儀表的管理與日常維護

（1）建立與健全一系列嚴格的水質管理規章制度，包括水質監測操作規程，水質檢驗項目及頻率、水質上報制度，水質監測質量控制制度、各組織職責等。

（2）健全組織機構，明確崗位職責，對制定水質監測計劃及保證實施的措施，保證樣品質量，標準分析及方法完整、準確。

（3）監測人員具有良好的技能，人員進行專業培訓，持證上崗；
同時注重技術人員的繼續教育與專業人員的技術培訓。

（4）記錄監測數據，對遠傳通訊設備進行每日跟蹤，由中心控制服務終端建立數據庫，對水質數據進行處理。

（5）定期校核儀器測量精度，按照測試試液使用頻度定期更換。

（6）對分析數據進行正確處理、校對、審查并形成分析報告，建立分析報告審核制度、保密制度。

（7）建立儀器報警申報制度，及時上報有關部門和人員，對水質當時狀況進行取樣，留作備查。

4、結論

本文對沈陽市T區水質在線監測系統的建立方案進行了闡述。作為制水企業水質在線監測系統的建立，可以滿足用戶對水質安全性的要求，為水質安全提供了技術上的保證，是避免發生大規模水質事故和日常水質監控的有力保障。

參考文獻

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[2]Robert-Nicoud, Y Raphael, B.Smith, I.F.C. Configuration of Mersurement Systems Using Shannon’s Entropy Function. Computers and Structures,2005,83：599-612

[3]Saskia K Van Bergen, Irina B Bakaltcheva, Jeffrey S Lundgren, et al. Environ Sci Technol, 2000,34(4):704-706

[4]陳立. 中國小城鎮供水安全技術指南. 中國建筑工業出版社，2012，8：402～404

水質在線監測系統范文第3篇

通過在線監測儀器測出的都是即時數據，方便簡潔的保存了正確真實的數據，只要通過GPRS遠程傳輸實時數據就可以把數據傳輸到主要管理部門，速度極快，使得我們監測水質的管理力度大大的提高，對于我們監測部門來說是一個很好的音訊。此儀器每五分鐘采樣一次，每兩個月我們對在線監測儀器進行校對。

下面我將對在線監測儀器的使用情況進行主要介紹。

水質在線監測系統包括以下幾個部分，如監測站房，采樣系統，預處理系統，在線自動分析儀表系統，控制和管理系統，通訊系統及遠程監控管理系統等。

我們的監測站房建在離水池很近的，給水，給電以及通訊和各種安全措施都齊全的的地方。在監測站房中我們對房內進行了很好的規劃，不同的地方具有不同的功能，放著不同功能的設施，有效有序的分化管理。

我們的采樣裝置具有各種形式的方式，如豎樁井式，吊橋式，浮筒式等。采樣水泵，采樣浮筏和粗隔離柵，水樣分配單元，壓力流量監以及采水管道等詩采樣系統的組成部分。在采水采樣的過程中我們時刻注意著樣水的可靠性和樣水的用量以及水溫對儀器的影響和干擾，確保測量對的準確性。

水樣預處理系統主要包括二級水樣處理措施，首先是通過粗過濾把各種大顆粒物質過濾出水外以避免傷害儀器，然后高效低維護過濾器再次過濾。同時此水樣預處理系統具有氣水還會和清洗的功能。

在線監測的系統的核心部件就是在線自動分析儀器。數據自動儲存，自動量程轉換，遙控，標準輸出接口和數字顯示，自動清洗，狀態自檢以及報警等都是在線自動分析儀器的功能，它還具有自動標定校正的功能。

控制和管理系統既可以數據采集又可以進行反饋控制，其實整個系統的控制中心。它對系統參量進行著實時的監控，同時又運用程序和上層軟件以及數據庫數據的控制來進行多種數據分析的數據采集。有了控制和管理系統可以實時的掌握分析儀表的狀態又可以進行遠程控制。

通訊系統則是實現了實時在線監測、監控和網絡化管理。數據監控管理中心則實時的記錄。實行表格的詳細時間記錄，以及做出相應的數據曲線來進行分析和估評。

水質在線監測系統范文第4篇

【關鍵詞】水質污染；
突發性事件；
應急監測；
對策建議

飲用水安全及保障直接關系廣大人民群眾身體健康和生命安全。隨著澄城經濟的快速發展，人民生活和經濟建設密切依賴于城市供水，近幾年來，我縣供水水源、凈水廠、供水管網的建設和改造取得較大進展，污染源治理和飲用水監督管理力度不斷加大。但是飲用水安全問題仍然存在，縣城水源地水質不合格、污染和水量不足問題比較突出，供水管網建設落后，導致二次污染，水質監測和檢測能力不足，應急監測能力較低。水源和供水系統的污染直接危及公共安全。建立完善的水質預防監測體系，以應對突發性環境污染，迫在眉睫，是十分必要的。

一、我縣水源水質預防監測體系的發展現狀

在水資源的管理上，中國過去一直有“九龍治水”的說法，在我縣同樣如此。水保局作為水資源管理的職能部門，雖然建立了自己的水質檢測中心，但僅限于常規簡單項目的分析，隨著新的《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006的頒布實施，水質指標由35項增加至106項，增加了71項，給水質檢測帶來挑戰和一定的難度。目前，我縣水保局正在籌建新的檢測中心，購置設備，培訓人員，提升檢測能力。

澄城縣環境保護局同樣負擔者全縣水資源污染的統一監督管理職能，其下屬的環境保護監測站經過近20多年的發展，該站的實驗環境、儀器設備、管理水平在渭南市同行業實驗室中處于領先水平，目前具備國家地表水和飲用水標準的檢測能力近40余項。

我縣歷來重視水源水質的監督監測工作，目前，縣環保局依據國家地表水環境質量標準（GB3838-2002）和地下水環境質量標準，對我縣主要飲用水源五一水庫和溫泉，進行每季一次的水質監督監測，并定期向社會公布水質狀況。我縣還建立了縣城供水水質月報制度，依據國家生活飲用水衛生標準（GB5749-2006），由縣水保局、衛生局對自來水公司的進廠原水、出廠水和管網水實施每月一次的監督檢查，并將檢測結果在重要媒體進行公示。目前，縣水保局正在承擔建立全縣范圍內的多個管網水質在線監測點的論證工作，準備對余氯、渾濁度、pH三項水質參數和壓力進行在線監測。

總體來說，近幾年來，我縣的水源水質預防監測體系得到了良好的發展，取得了令人矚目的成績。

二、我縣水源水質預防監測體系應對突發水污染事件的欠缺和不足

作為一個經濟高速發展的現代化城市，我們應該看到，我縣水源水質預防監測體系在應對突發水污染事件方面還存在欠缺與不足。

首先，從實驗室檢測能力來講，我們的常規實驗室檢測手段和工作程序不能適應突發性污染應急檢測的需要。從工作程序上來說，完成一套常規的實驗室工作程序，包括采樣、下達任務、實驗室檢測、數據匯總與分析，需要至少幾天的周期，越是復雜性污染，需要分析的項目越多，所花的周期越長，很難適應應急監測的需要。其次，實驗室檢測能力和設備主要根據國家相關水質標準設置，而突發性污染應急檢測注重的是快速檢測能力、毒性物質的快速判斷能力，包括機動監測設備，這方面的配備還有較大的欠缺。

其次，我縣五一水庫，是縣城供水保障的生命線。然而，我縣水源目前還主要依靠人工定期采樣進行檢測，檢測周期較長，檢驗結果相對滯后，不能對突發水質污染作出及時反應。

城市供水和供水管網是一個非常復雜的系統，是安全供水中的關鍵環節。供水水質督查和月報促進了我縣城縣供水綜合合格率的不斷提高，但其手段仍然是傳統的人工巡檢和實驗室監測，這種定時采樣方法數據量小，且不連續，每月一次的檢測頻率不足以反映水質連續變化。目前我縣供水水質在線監測系統還未建設，對水廠的管網水進行實時監測，可以補充了原有水質督查體系的不足，然而，如何將其整合到供水水質督查體系中高效運行，還需要一段時間的摸索和完善。

另外，目前的數據庫和水質信息網絡建設還相對滯后，每年的水質監測數據的共享和擴展性不強，導致水質信息利用的時效性較差，不同部門的實驗室數據難以得到統一、高效的利用。

我縣目前整體的水源水質污染應急預案尚不完善，這樣會影響對急性污染的快速反應效率。應該盡快完善科學的水質管理平臺，確立應急指揮調度系統，健全統籌運行機制，設置安全預警與防范系統，才能滿足水污染突發事件的應急監測與高效處置的需要。

三、對策和建議

為了保障我縣的供水安全，有必要對我縣的水源水質預防監測體系從以下幾個方面進行完善，構建反應敏捷、機動靈活、機制科學的水質預防、應急監測系統。

1.建立健全從水源地到供水末端全過程的飲用水安全監測體系，制定和完善應急供水預案。落實供水監測檢測值班制度，擴大監測范圍，增加重點監測斷面和監測頻次，建立定期會商機制。強化水廠處理措施，改善安全供水條件，防患于未然。

2.提高水質實驗室的快速監測能力

應對突發性污染需要水質實驗室建立特定的污染應急檢測工作程序，根據不同的污染類型，如有機、無機、農藥、石油類污染，制定針對的檢測方案，包括現場勘查、采樣程序、實驗室檢測項目的組合設置、檢測結果反饋途徑等，一旦污染發生則快速啟動工作程序，做到應對突發污染高效、判斷準確、跟蹤及時。

另外，必須調整實驗室能力結構，補充應急檢測儀器。一方面，發展質譜等有機物、重金屬污染的快速定性技術，另一方面，發展生物毒性監測技術、分子基因探測技術、ELISA等微生物快速鑒別技術，以便迅速確定污染物范圍和種類。

3.加快在線監測系統的建設

針對水源和供水水質污染的應急監測要求，水質在線自動監測系統能連續、及時、準確地監測目標水域的水質變化，是突發性水質污染的有效監測手段。

對我縣水源重點部位實行24小時連續監控是非常重要的，可以先選擇五一水庫取水口為試點，進行實驗運行，獲得背景參數，建立運行規程。其后，采取分批、分期的建設形式，推廣應用于我縣其他水源和取水口，設立覆蓋全縣的水源水質在線監測網絡。

在線監測系統應首先選擇體現水質污染的特征參數，例如，應用綜合生物毒性在線分析技術，能直接、迅速地體現水樣對生物體的綜合毒性；
應用水生生物預警系統效果直觀而成本較低，可與水源在線水質參數監測配合預警水質污染。建議首先配備關鍵在線監測參數，并于在線監測儀器機柜預留足夠的擴充空間和接口，以便后續逐步擴大監測指標范圍。水質在線監測管理系統可以彌補傳統人工巡檢方式在即時性、全局性、連續性等方面的不足，做到對供水和管網水質的24 小時連續監測，提供早期報警信息，對管網水質變化作出迅速、正確的反應。目前我縣的信息化水質監測有了一定的發展，但范圍較小、基礎還比較薄弱，為充分發揮該系統的作用，應加強監管，完善供水水質在線監測系統監管工作程序。同時，對監測參數進一步加強和擴展，以適應城市建設的發展和國家新的水質標準的要求。

4.提高水質監測的機動能力

突發性水質污染檢測要求水質監測部門具有機動能力，移動監測車可以根據污染事故的監測需要，機動靈活地在野外現場完成水質采樣、處理和分析、污染物的追查溯源、影響范圍確定等，是應急監測的必要手段。配合應急反應監測的需要，水質監測車要注重車載應急監測儀器的配備，在面對微生物、重金屬、有機物等不同的污染類型時，充分發揮其快速鑒別能力。同時，利用車載移動信息傳輸系統，將現場情況及時反饋中樞指揮部，實現應急監測的效率最大化。

水質在線監測系統范文第5篇

關鍵詞：水質自動監測，技術關鍵，分析儀器，可靠性

1、前言

實施水質自動監測，可以實現水質的實時連續監測和遠程監控，達到及掌握主要流域重點斷面水體的水質狀況、預警預報重大或流域性水質污染事故、解決跨行政區域的水污染事故糾紛、監督總量控制制度落實情況、排放達標情況等目的。

2、水質自動監測技術

2.1水質自動監測系統的構成

在水質自動監測系統網絡中，中心站通過衛星和電話撥號兩種通訊方式實現對子站的實時監視、遠程控制及數據傳輸功能，托管站也可以通過電話撥號方式實現對所托管子站的實時監視、遠程控制及數據傳輸功能，其他經授權的相關部門可通過電話撥號方式產現對相關子站的實時監視和數據傳輸或能。

每個子站是一個獨立完整的水質自動監測系統，一般由6個主要子系統構成，包括：采樣系統、預處理系統、監測儀器系統、PLC控制系統、數據采集、處理與傳輸子系統及遠程數據管理中心、監測站房。目前，水質自動監測系統中的子站的構成方式大致有三種：

（1）由一臺或多臺小型的多參數水質自動分析儀（如：YS1公司和HYDROLAB公司的常規五參數分析儀）組成的子站（多臺組合可用于測量不同水深的水質）。其特點是儀器可直接放于水中測量，系統構成靈活方便。

（2）固定式子站：為較傳統的系統組成方式。其特點是監測項目的選擇范圍寬。

（3）流動式子站：一種為固定式子站儀器設備全部裝于一輛拖車（監測小屋）上，可根據需要遷移場所，也可認為是半固定式子站。其特點是組成成本較高。。

各單元通過水樣輸送管路系統、信號傳輸系統、壓縮空氣輸送管路系統、純水輸送管路系統實現相互聯系。

一個可靠性很高的水質自動監測系統，必須同時具備4個要素：

（1） 高質量的系統設備；

（2） 完備的系統設計；

（3） 嚴格的施工管理；

（4） 負責的運行管理。。

2.2水質自動監測的技術關鍵

2.2.1采水單元

包括水泵、管路、供電及安裝結構部分。在設計上必須對各種氣候、地形、水位變化及水中泥沙等提出相應解決措施，能夠自動連續地與整個系統同步工作，向系統提供可靠、有效水樣。

2.2.2配水單元

包括水樣預處理裝置、自動清洗裝置及輔助部分。配水單元直接向自動監測儀器供水，具有在線除泥沙和在線過濾，手動和自動管道反沖洗和除藻裝置；
其水質、水壓和水量應滿足自動監測儀器的需要。

2.2.3分析單元

由一系列水質自動分析和測量儀器組成，包括：水溫、PH、溶解氧（DO）、電導率、濁度、氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽指數、總有機碳（TOC）、總氮、總磷、硝酸鹽、磷酸鹽、氰化物、氟化物、氯化物、酚類、油類、金屬離子、水位計、流量/流量/流向計及自動采樣器等組成。各主要在線自動分析儀器的發展現狀將地第3節詳述。

2.2.4控制單元

包括：

（1） 系統控制柜和系統控制軟件；

（2） 數據采集、處理與存儲及其應用軟件；

（3） 線通訊和衛星通訊設備。

2.2.5子站站房及配套設施

包括：（1）站房主體；

（2）配套設施

3、在線自動分析儀器的發展

3.1概述

水質自動監測儀器仍在發展之中，歐、美、日本、澳大利亞等國均有一些專業廠商生產。目前，經較成熟的常規項目有：水溫、PH、溶解氧（DO）、電導率、濁度、氧化還原電位（ORP）、流速和水位等。常用的監測項目有：COD、高錳酸鹽指數、TOC、氨氮、總氮、總磷。其他還有：氟化物、氯化物、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物、硫酸鹽、磷酸鹽、活性氯、TOD、BOD、UV、油類、酚、葉綠素、金屬離子（如六價鉻）等。

目前的自動分析儀一般具有如下功能：自動量程轉換，遙控、標準輸出接口和數字顯示，自動清洗（在清洗時具有數據鎖定功能）、狀態自檢和報警功能（如：液體泄漏、管路堵塞、超出量程、儀器內部溫度過高、試劑用尺、高/低濃度、斷電等），干運轉和斷電保護，來電自動恢復，COD、氨氮、TOC、總磷、總氮等儀器具有自動標定校正功能。

3.2常規五參數分析儀

常規五參數分析儀經常采用流通式多傳感器測量池結構，無零點漂移，無需基線校正，具有一體化生物清洗及壓縮空氣清洗裝置。如：英國ABB公司生產的EIL7976型多參數分析儀、法國Polymetron公司生產的常規五參數分析儀、澳大利亞GREENSPAN公司生產的Aqualab型多參數分析儀（包括常規五參數、氨氮、磷酸鹽）。另一種類型（“4+1”型）常規五參數自動分析儀的代表是法國SERES公司生產的MP2000型多參數在線水質分析儀，其特點是儀器結構緊湊。

常規五參數的測量原理分別為：　水溫為溫度傳感器法（PlatinumRTD）、PH為玻璃或銻電極法、DO為金-銀膜電極法（Galvanic）、電導率為電極法（交流阻抗法）、濁度為光學法（透射原理或紅外散射原理）。

3.3化學需氧量（COD）分析儀

COD在線自動分析儀的主要技術原理有六種：

（1） 重鉻酸鉀消解-光度測量法；

（2） 重鉻酸鉀消解-庫侖滴定法；

（3） 重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法；

（4） UV計（254nm）；

（5） 氫氧基及臭氧（混和氧化劑）氧化-電化學測量法；

（6） 臭氧氧化-電化學測量法。

從原理上講，方法（3）更接近國標方法，方法（2）也是推薦的統一方法。方法（1）在快速COD測定儀器上已經采用。方法（5）和方法（6）雖然不屬于國標或推薦方法，但鑒于其所具有的運行可等特點，在實際應用中，只需將其分析結果與國標方法進行比對試驗并進行適當的校正后，即可予以認可。但方法（4）用于表片水質COD，雖然在日本已得到較廣泛的應用，但歐美各國尚未應用（未得到行政主客部門的認可），在我國尚需開展相關的研究。

從分析性能上講，在線COD儀的測量范圍一般在10（或30）~2000mg/l，因此，目前的在線COD儀僅能滿足污染源在線自動監測的需要，難以應用于地表水的自動監測。另外，與采用電化學原理的儀器相比，采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器的分周期一般更長一些（10min~2h），前者一般為2~8min.

從儀器結構上講，采用電化學原理或UV計的在線COD儀的一般比采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器結構簡單，并且由于前者的進樣及試劑加入系統簡便（泵、管更少），所以不僅在操作上更方便，而且其運行可*性也更好。

從維護的難易程度上講，由于消解-氧化還原滴定法、消解-光度法所采用的試劑種類較多，泵管系統較復雜，因此在試劑的更換以及泵管的更換維護方面較煩瑣，維護周期比采用電化學原理的儀器要短，維護工作量大。

從對環境的影響方面講，重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法（或光度法、或庫侖滴定法）均有鉻、汞的二次污染問題，廢液需要特別的處理。而UV計法和電化學法（不包括庫侖滴定法）則不存在此類問題。

3.4高錳酸鹽指數分析儀

高錳酸鹽指數在線自動分析儀的主要技術原理有三種：

（1） 高錳酸鹽氧化-化學測量法；

（2） 高錳酸鹽氧化-電流/電位滴定法；

（3） UV計法（與在線COD儀類似）。

從原理上講，方法（1）和方法（2）并無本質的區別（只是終點指示方式的差異而已），在歐美和日本等國是法定方法，與我國的標準方法也是一致的。將方法（3）用于表征水質高錳酸鹽指數的方法，在日本已得到較廣泛的應用，但在我國尚未推廣應用，也未得到行政主客部門的認可。

從分析性能上講，目前的高錳酸鹽指數在線自動分析儀已能夠滿足地表水在線自動監測的需要。另外，與彩和化學方法的儀器相比，采用氧化還原滴定法的儀器的分析周期一般更長一些（2h），前者一般為15~60min.

從儀器結構上講，兩種儀器的結構均比較復雜。

3.5總有機碳（TOC）分析儀

TOC自動分析儀在歐美、日本和澳大利亞等國的應用較廣泛，其主要技術原理有四種：

（1）（催化）燃燒氧化-非分散紅外光度法（NDIR法）；

（2）UV催化-過硫酸鹽氧化-NDIR法；

（3）UV-過硫酸鹽氧化-離子選擇電極法（ISE）法；

（4） 加熱-過硫酸鹽氧化-NDIR法；

（5） UV-TOC分析計法。

從原理上講，方示（1）更接近國標方法，但方法（2）~方法（4）在歐美等國也是法定方法。將方法（5）用于表征水質TOC，雖然在日本已得到較廣泛的應用，但在歐美各國尚未得到行政主管部門的認可。

從分析性能上講，目前的在線TOC儀完全能夠滿足污染源在線自動監測的需要，并且由于其檢測限較低，應用于地表水的自動監測也是可行的。另外，在線TOC儀的分析周期一般較短（3~10min）。

從儀器結構上講，除了增加無機碳去除單元外，各類在線TOC儀的結構一般比在線COD儀簡單一些。

3.6氨氮和總氮分析儀

氨氮在線自動分析儀的技術原理主要有三種：

（1） 氨氣敏電極電位法（PH電極法）；

（2） 分光光度法；

（3） 傅立葉變換光譜法。在線氨氮儀等需要連續和間斷測量方式，在經過在線過濾裝置后，水樣測定值相對偏差較大。

總氮在線自動分儀的主要技術原理有兩種：

（1） 過硫酸鹽消解-光度法；

（2） 密閉燃燒氧化-化學發光分析法。

3.7磷酸鹽和總磷分析儀

（反應性）磷酸鹽自動分析儀主要的技術原理為光度法?？偭自诰€自動分析儀的主要技術原理有：

（1） 過硫酸鹽消解-光度法；

（2） 紫外線照射-鉬催化加熱消解，FLA-光度法。

從原理上講，過硫酸鹽消解-光度法是在線總氮和總磷儀的主選方法，也是各國的法定方法?；诿荛]燃燒氧化-化學發光分析法的在線總氮儀以及基于紫外線照射-鉬催化加熱消解，FIA-光度法的在線總磷儀主要局限于日本。前者是日本工業規格協會（JIS）認可的方法之一。

從分析性能上講，目前的在線總氮、總磷儀已能滿足污染源和地表水自動監測的需要，但靈敏度尚難以滿足評價一類、二類地表水（標準值分別為0.04mg/l和0.02mg/l）水質的需要。。另外，采用化學發光法、FIA-光度法的儀器的分析周期一般更短一些（10~30min），前者一般為30~60min.

從儀器結構上講，采用化不發光法或FIA-光度法的在線總氮、總磷儀的結構更簡單一些。

3.8其他在線分析儀器

TOD自動分析儀：技術原理一般為燃燒氧化-電極法。

油類自動分析儀：技術原理一般為熒光光度法。

酚類自動分析儀：技術原理一般為比色法。

UV自動分析儀：技術原理為比色法（254nm）。具有簡單、快捷、價格低的特點。不適于地表水的自動在線監測，國外一般是用于污染源的自動監測，并經常經換算表示成COD、TOC值。應用的前提條件是水質較穩定，在UV吸收信號與COD或TOC值之間有較確定的線性相關關系。

硝酸鹽和氰化物自動分析儀：技術原理主要有：

（1） 離子選擇電極法；

（2） 光度法。

氟化物和氯化物自動分析儀：技術原理一般為離子選擇電極法。

主要參考文獻：

1、李國剛，“化學需氧量（CODcr）水質在線自動監測儀”認定技術條件的詮釋，《中國環保產業》第1～2期 NO.1.2 2002 總第42.43期

2、武萬峰 徐立中徐鴻，水質自動監測技術綜述，《水利水文自動化》2004年 第1期

3、王玉華 趙學民 周懷東， 水質自動監測技術及其應用分析，《水文》2004年 第3期