地表水水质自动监测系统 建设方案

项目背景
随着社会的发展和人们对生活健康的关注，加上水资源的日益短缺和恶化，水质监测系统的运用备受关注。随着水质监测技术的逐步完善和成熟，水质监测技术已经成为环保管理部门对辖区水体水质、水体状况进行实时监测的主要手段。
我司根据建设需求，提供固定式微型水质自动监测站系统建设方案（以下简称微型水质监测站或监测站）。该微型水质监测站主要有以下特点：体积小、完全自动化监测、后期维护简单、等特点。

二、系统概述
根据当地建设环境，我公司提供固定式微型水质自动监测站系统建设方案（以下简称微型水质监测站或监测站）。该微型水质监测站由分析单元、采水单元、配水单元、预处理单元、控制单元、数据采集/处理/传输单元、辅助单元、综合防雷单元等系统单元组成。其中分析单元由：pH、温度、浊度、电导率、溶解氧、高锰酸盐指数水质在线分析仪、总磷水质在线分析仪、总氮水质在线分析仪、氨氮水质在线分析仪、COD水质在线分析仪。为评估水环境质量提供在线数据支撑；
各单元任务分配：采水单元负责从监测点采集水样输送到配水单元，配水单元根据各仪器的对于分析水样的水质、水压和水量的不同要求，将水样分配到各个分析单元预处理；预处理单元根据地表水环境质量标准和结合各监测因子仪表对于水样的不同要求，对监测因子的水样采取不同的预处理处理方案；控制与数据采集/处理/传输单元实现对系统的控制、数据采集/传输等功能；辅助单元为整个系统的稳定运行、防止雷击,为试剂冷藏提供**；站房具有防撞击、防震动、防漏水、防烟雾、防腐蚀等功能，为整个系统的正常运行和运维人员的安全舒适的维护提供了**。 
固定式微型水质自动监测站架构如图Ⅰ所示。分布于各测点的监测站全自动运行，对现场水质进行实时监测并记录水质的变化，通过专用的通讯系统，将监测数据上传至远程的监控中心和托管站，从而实现远程监控功能。监控中心也可以直接同各子站进行通讯以获取数据。

图Ⅰ（固定式微型水质自动监测站架构）

系统通讯网络组成和功能
水质水位自动监测系统以水质水位自动监测站、通讯网络和监控中心组成，其中，水位和水质站在选址和建站时，一般集成在一起。其拓扑结构如图所示：

系统通讯网络拓扑结构图
监控中心站采用InterNet互联网固定IP地址接入和10/100Mbps宽带光纤接入。
水位遥测站采用4G通讯信道，水质自动监测站采用光纤宽带网络传输信道和无线4G信道，光纤宽带为主信道，GPRS为备份信道。
现场水质水位监测站满足以下功能：
实现各种监测设备、传感器之间的模拟、脉冲、开关、数字量信号连接和数据传输。现场数据采集传输采用现场总线、开放的通讯协议和标准数据传输格式，通过基于RS485网络的Modbus/RTU或PLC标准通讯协议采集水质在线分析仪和智能传感器的数据。现场水质水位监测站与监控中心的远程通讯采用省级监控中心平台统一指定的通讯协议，实现双向传输。

三、系统特点
3.1 系统集成技术特点
1) 对所采水样进行相应的预处理，将水样中的杂质过滤而又不改变水样的代表性；
2）方法成熟（国标法）、性能稳定、布局合理、运行费用低、维护工作量小，尽量选择没有污染物（测量废液）排放的在线监测传感器；
3）仪器设备及系统抗电磁干扰、避雷装置及电力稳定供应的配套设计；
4）仪器测量废液属于危险废物的按规范集中收集储存并委托有资质的单位按国家相关规定处置，避免对环境产生二次污染。（*如需我司负责测量废液处置则需额外支付相关费用）；
5）系统工艺流程简捷、组成精简、力求使系统设备的配置和投资尽量合理；
6）管线布置规范、简洁、合理，管材选择兼顾维护方便和确保系统长期有效运行；
7）自动化程度高，做到自动采样、外围采水管路和预处理自动反吹和清洗、仪表自动分析和自动清洗以及数据记录和输出等环节的可靠有效；
8）水质自动监测装置采用一体式安装方式，布局合理，整齐美观，尽量缩短现场安装调试的工作量和实施时间；
9）管道及所有与被测水样接触的部件，允许清洗介质通过而不产生损坏。

3.2系统功能总体特点
1）采水系统：可调节式取（连续或间歇）水液位高度：判断取水是否符合地表水正常运行的取水条件（可选）；
2）沉砂系统：合理的分离沉砂、过滤设计；
3）当被测水质出现异常值时，系统能及时报警；
4）现场自动控制整套系统的运行；
5）远程监控：能在不增加任何投入的前提下，通过PC（Web）、移动端（APP）实时查阅水站数据；
6）系统故障报警及记录、也可上传监控平台；
7）停电保护及来电自动恢复；
8）可设定运行方式（连续或间歇）；
9）自动反吹清洗，可设置清洗周期，抑制藻类在分析测量系统内滋生；
10）数据自动采集、处理及4G传输；
11）系统设置具有开放性，可根据需要添加测量参数，系统具有良好的扩展性。

四、固定式微型水质监测站结构部署及尺寸
4.1 结构部署

4.2 设备尺寸

五、硬件设备主要技术参数
5.1 主体主要技术参数

外形尺寸	1500mm*1000mm*1800mm
供电电源	AC220V±10% 50Hz
额定功率	≤3KW
自动清洗	自来水冲洗或压缩空气反吹
恒温单元制冷量	2500W
数据采集单元支持数据采集上传（HJ212-2017协议）
采水配水单元支持粗过滤及精过滤、沉沙、静置等功能
分析单元根据选配的分析参数定制

5.2 智能型pH传感器技术参数

产品概述
智能型pH传感器（型号：AMT/PH-400）是一款采用RS485通讯接口和标准Modbus协议的智能传感器。耐腐蚀性壳体，内置PT1000温度传感器及补偿算法，适用于各种恶劣工作环境。该传感器具有精度高，寿命长，漂移小等优点。
技术特点
工业级复合pH电极，适用于恶劣工作环境；
参比电极双盐桥设计，电极使用寿命长；
PT1000温度补偿，精度可达±0.1℃；
耐腐蚀外壳，防水等级IP68，可长期水下工作；
RS485通讯接口，标准Modbus协议，便于集成。
工作原理
pH定义为介质中氢离子活度的负对数值，用于衡量介质酸碱程度。氢离子(H+)选择性渗透通过外层膜，产生电化学电位，即电化学分界层的电位。生成的电化学电位取决于介质的pH值。电极内置Ag/AgCl作为参比电极，其电位稳定，不受介质酸碱度影响。变送器基于能斯特方程(Nernst) 将测量电压转换成相应的pH值。

（原理图）
应用
广泛应用于地表水、市政污水、工业废水、污水处理、自来水厂、工业过程、水产养殖等行业。
技术指标
型号	AMT/PH-400
量程范围	0～14.00pH
分辨率	0.01pH
精度	±0.1pH，±0.3℃
工作温度	0～65℃
工作压力	＜0.2MPa
温度补偿	自动温度补偿(NTC)
供电	12～24VDC
信号输出	RS-485(Modbus/RTU)
外壳材质	POM
安装方式	浸入式安装，3/4NPT管螺纹
线缆长度	5米，其它长度可定制
校准方式	两点校准
功耗	0.2W@12V
防护等级	IP68

5.3 智能型浊度传感器技术参数

产品概述
智能型浊度传感器（型号：AMT/ZD-400）是一款采用RS485通讯接口和标准Modbus协议的智能传感器，使用波长860nm的红外LED作光源，不受水样色度影响，采用90°散射方法，符合ISO 7027国际标准和USEPA 180.1美国环保标准。
技术特点
数字调制滤波技术，消除环境光影响；
气泡补偿算法，降低水样中气泡干扰；
长寿命红外LED光源，长达10年以上；
PT1000温度补偿，精度可达±0.1℃；
耐腐蚀外壳，防水等级IP68，可长期水下工作；
RS485通讯接口，标准Modbus协议，便于集成。
工作原理
浊度是衡量介质中悬浮性颗粒物对光线阻碍程度的指标。悬浮颗粒对入射光会产生不同方向的散射，其中90°散射光受颗粒物尺寸影响较小，常被用做浊度测量。光源发射860nm红外光，在90°方向检测散射光强度，变送器根据检测的散射光强计算浊度。

（原理图）
应用
广泛应用于地表水、市政污水、工业废水、污水处理、自来水厂、过程控制等领域。
技术指标
型号	AMT/ZD-400
量程范围	0～20.00NTU、0～100.0NTU、0～1000.0NTU
分辨率	0.01NTU/0.1℃、0.1NTU/0.1℃、0.1NTU/0.1℃
测量精度	±3%或±1.5NTU、±3%或±2NTU、±5%或±3NTU、±0.3℃
校准方式	两点校准
温度补偿	自动温度补偿(Pt1000)
输出方式	RS-485(Modbus/RTU)
工作条件	0～50℃，<0.2MPa
存储温度	-5～65℃
外壳材质	POM、ABS
安装方式	浸入式安装，3/4NPT管螺纹
线缆长度	5米，其它长度可定制
功耗	0.2W@12V
电源	12～24VDC
防护等级	IP68

5.4智能型电导率传感器技术参数

产品概述
智能型电导率传感器（型号：AMT/DDL400）是一款采用RS485通讯接口和标准Modbus协议的智能传感器。提供适用于低、中、高量程电导率的测量，电极常数从0.1到250px-1，电极材料有石墨、铂金、不锈钢，可测量电导、TDS、盐度。耐腐蚀性壳体，内置PT1000温度传感器及补偿算法，适用于各种恶劣工作环境。
技术特点
电极设计精密，准确性高、线性好、量程范围宽；
电极常数非常稳定，不受极化影响；
自动补偿表面接触电阻，不受污染影响；
PT1000温度补偿，精度可达±0.1℃；
耐腐蚀外壳，防水等级IP68，可长期期水下工作；
RS485通讯接口，标准Modbus协议，便于集成。
工作原理
电导率是衡量介质导电能力的指标。单位通常用μS/cm或mS/cm来表示，纯水的电导率常温小于0.05μS/cm，天然水或地表水电导率在100-1000μS/cm，酸碱溶液的电导率可达1000mS/cm。

（原理图）
应用
广泛应用于地表水监测、工业废水和市政污水监测、水处理行业、锅炉回流水监测、去离子过程监测、反渗透监测、海水、盐水、养殖水监测等。
技术指标
型号	AMT/DDL-400
量程范围	0～20.00μS/cm、0～200.0μS/cm、0～5000μS/cm、0～200.0mS/cm
分辨率	0.01、0.1、1、0.1
测量精度	±1.5%F.S.，±0.3℃
工作温度	0～65℃
工作压力	＜0.6MPa
供电	12～24VDC
信号输出	RS-485(Modbus/RTU)
外壳材质	ABS/SUS316L(默认)/POM
安装方式	浸入式安装，3/4NPT管螺纹
线缆长度	5米，其它长度可定制
温度补偿	自动温度补偿（Pt1000）
校准方式	两点校准
功耗	0.2W@12V
防护等级	IP68

5.5智能型溶解氧传感器技术参数（含温度）

产品概述
智能型溶解氧传感器（型号：AMT/DO-400）采用RS485通讯接口和标准Modbus协议的智能传感器。无需更换溶氧膜和电解液，极化时间短，响应时间快，测量几乎不受污垢和流速影响。耐腐蚀性壳体，内置PT1000温度传感器及补偿算法。
技术特点
免维护，无需更换溶氧膜和电解液；
漂移小、响应快、极化时间短；
对污垢不敏感，几乎不受流速影响；
直接空气中标定，无需零点标定；
PT1000温度补偿，精度可达±0.1℃；
耐腐蚀外壳，防水等级IP68，可长期水下工作；
RS485通讯接口，标准Modbus协议，便于集成。
工作原理
溶解氧是表征溶解在水中分子态氧含量的指标。极谱法溶解氧电极由阳极、阴极、电解质和溶氧膜组成。氧分子渗透通过溶氧膜，在阴极还原成氢氧根离子；在阳极银被氧化形成卤化银层。阴极释放电子，阳极接收电子，形成的回路电流与介质中溶解氧浓度成比例关系。变送器将电流信号转换成溶解氧浓度、氧饱和度或氧分压值。
光学溶解氧电极使用465nm光源作为激发光，照射敏感膜片产生620nm荧光。在水中溶解氧的作用下发生荧光猝灭效应，猝灭程度与溶解氧浓度成线性关系。

（原理图）
应用
广泛应用于地表水监测、工业废水和市政污水监测、废水处理、水产养殖、生物技术、药物开发、食品饮料、化学制造等行业。  
技术指标
型号	AMT/DO-400
量程范围	0～20.00mg/L(0～200%饱和度，25℃)
分辨率	0.01mg/L，0.1℃
测量精度	±2%F.S.，±0.3℃
温度补偿	自动温度补偿(Pt1000)
输出方式	RS-485(Modbus/RTU)
工作条件	0～45℃、<0.2MPa
存储温度	-5～65℃
安装方式	浸入式安装
线缆长度	5米，其它长度可定制
功耗	0.2W@12V
电源	12～24VDC
防护等级	IP68
校准	两点校准
荧光膜头寿命	1年(正常使用情况下)
外壳材质	POM和316L不锈钢

深圳市云传物联技术有限公司，是一家创新型技术企业，是深圳市环境检测公共技术服务平台依托单位，是国家科技支撑计划项目承担单位，云传物获得了CMA认证和CNAS认可证书。公司通过了“IS09001质量管理体系”
多年来，云传物联依托**前创新和聚焦战略，立足资本优势，向着集团化、**化不断迈进。
业务涵盖生态环境监测装备、运维服务、社会化检测、环境大数据分析及决策支持服务、VOCs治理以及民用净化多个领域；产品遍布国内除港澳台外所有省份和地区，主导产品占有率在30%以上。
当前，云传物联正致力于实施两大战略性项目。一个是基于“环保+物联网”和“大数据”的**理念，通过自主创新,率先在业内推出的良好国内外的环境污染防治网格化精准监控及决策支持系统，它采用全新的微型化、小型化产品组合监测技术，通过科学合理的“组合布点”，组成“群体式”协同监测网络和专业性的“数据校准体系”，达到环境监测网络全覆盖，是对传统大气监测、水质监测理念的创新实践。另一个是在产业集群区域VOCs第三方治理新模式，实现了废气、废水污染减排、溶剂回收增效、环保产业发展的多赢。