1、水质在线监测系统方案哈希哈希地表水水质自动监测站建 设 方 案一、 概述 3（一） 水源地自动监测站概念 3（二） 水源地自动监测站组成 3（三） 水源地自动站建设步骤 3二、 站房建设及配套设施基本要求 4（一 ） 确定站房位置 4（二） 站房主体 4（三） 站房基础及外环境 4（四） 站房仪器间 5（五） 配套设施 5（六） 站房给排水要求 5（七） 防雷及其他电器设计要求 6（八） 防火和防盗设施 7（九） 站房建设经费 8三、 分析仪器选项要求 9（一） 水质在线监测分析仪器主要监测的参数项 9（二） 通常标准监测项目 9（三） 自动监测仪器分析方法 9（四） 在线监测仪器选型要求 9
2、（ 1 ） 水质五参数分析仪 9（2） 高锰酸盐指数分析仪 11（ 3 ） 氨氮分析仪 11（4） 总磷/总氮分析仪 12（ 5 ） 总有机碳分析仪 TOC 12（ 6 ） 蓝绿藻分析仪 13四、 水质重金属在线监测方案 14（一） 水质重金属在线分析仪种类： 14（二） 水质重金属在线分析仪性能介绍 15（1） 在线总砷分析仪 15（2） 在线总铅分析仪 17（3） 在线总铬分析仪 20（4） 在线总镉分析仪 22五、 水质自动监测系统建设说明 25（一） 系统构成及性能要求 25（ 1 ） 系统构成 25（ 2 ） 系统说明 26（ 3 ） 系统主要功能 26（二） 控制系统及中心软件 2
3、8（三） 水质自动站监测系统主要参数要求 30（四） 水样预处理系统 35（五） 数据采集及通讯系统 37（六） 质量控制与质量保证 47一、 概述（ 一 ） 水源地自动监测站概念水源地自动监测站是由自动在线监测仪表、工业控制、电气自动化系统、建筑工程 综合在一起的科技综合体，是目前环境监测应用领域技术种类比较全面的技术手段。（ 二 ） 水源地自动监测站组成1. 站房建设2. 分析仪器3. 控制技术4.运营维护组成（ 三 ） 水源地自动站建设步骤5.前期现场勘查6. 站房建设7.分析仪器选型8. 总系统集成9. 后期运营维护站房建设及配套设施基本要求( 一 ) 确定站房位置希望尽快确定站房所处
4、的地理位置，选址时应考虑：1)站房地址应保证供水(自来水)、供电(附近的企业、村庄)道路畅通的合理距离，不适合供水、 供电、道路太远的位置，应方便供水、供电。2)确定站点的河流断面的代表意义，市市交界、县县交界、省界等。3)确定 2 个备选建站地址并确定其地理名称，在地图中标出其比较准确的位置。4)确定托管站的名称5)考虑城市、农村、水利等建设发展的影响，有稳定的水深和河流宽度，保证点位水质水位数据的 长期连续；( 二 ) 站房主体1)站房仪器间基本配置为：45m2(其中净宽度大于5.0米)；2)站房结构：砖混结构。可以建成平房或者二层楼房机构，防滑瓷砖铺地；3)站房地面的高度：根据当地水位变
5、化情况而定，站房地面标高( 0.00)够抵御 50 年一遇的洪水 易受洪水浸入的地方可以考虑采用高架式站房。4)站房内净空高度为 2.8 米。5)辅助设施：站房的避雷系统和地线系统以及采水设施和给水、排水等也与站房建设同步进行。6)站房式样：外观美观大方，结构经济实用。( 三 ) 站房基础及外环境1)站房根据当地地质情况建设，做好地基处理。2)站房外地面将做相应的平整，使周围干净整洁，有利于排水，并适当绿化。3)站房设置排水系统，排水排入采水点的下游，排水点与采水点间的距离大于 10 米。4)站房有防鼠害能力。5)站房暖通：仪器间内有冷暖空调设备，室内温度可保持在 18-28 0C ，湿度在
6、60%以内。能够保证室内环境温度、相对湿度等符合 ZBY120-83 工业自动化仪表工作条件的要求。空调具有来电自动 复位功能和除湿功能。因站房为全封闭式结构，为了防止夏季因停电或空调故障而导致空内温度 过高，将在站房侧壁增加换气扇，以减少仪器受高温的影响。（ 四 ） 站房仪器间1） 室内地面防水、防滑，铺设地面砖，站房地面向有排水孔的方面有一定的坡度。同时仪器固定架附近设有排水沟（深度150mm宽度150mn）和地漏，可使室内积水排出。2） 仪器间内清洁水源采用自来水，管道接口（ DN20，并装有截止阀。不具备自来水的地方将考虑打 井（加过滤设备）或增设水处理装置。3） 房内有实验工作台（桌
7、），台上用于日常摆放便携仪器等功能，台下有工作柜，便于放置试剂。房 内备有上下水、洗手池等。4） 站房接地：在站房建设时同步考虑站房接地系统，在站房内设有接地的地线端子排。（ 五 ） 配套设施供电1） 水质自动监测站的供电电源是交流 380V （三相四线制）或220V，频率50HZ,容量10KW；供电电源电压在接至站房内总配电箱处时的电压降小于 1%；2） 电源线引入方式符合相关的国家标准。穿墙时采用穿墙管。施工参考建筑电气工程施工质量 验收规范（ GB503032002）3） 电源引入线采用经过国家检定的合格产品。4） 设置站房总配电箱，箱中有电表及空气总开关。在总配电箱处进行重复接地，确保
8、零、地线分开， 其间相位差为零；并在此安装电源防雷设备。参见如下实物照片：5） 根据仪器、设备的用电情况，在 380V 供电条件下总配电采取分相供电：一相用于照明、空调及其他生活用电（220V）； 一相供专用稳压电源为仪器系统用电（220V，另外一相为水泵供电（220V） 同时在站房配电箱内还保留一到两个三相（380V）和单相（220V）电源接线端子备用。6） 在 220V 供电条件下总配电采取分路供电。7） 用电量：仪器设备及控制用电为单相（220V，1路2KW（TOC，1路3KW（其他仪器）；仪器 间空调及站房照明、生活用电为单相（220V： 3KVy水泵用电一般也为单相（220V： 12
9、KW8） 如有其它用电需求，可适量考虑增加供电能力。9） 站房仪器间照明达到 250 lm （至少配备 40W 日光灯 4 盏，采用节能灯具 ，且照明灯应配有控制 开关；在空调安装的就近位置配备专用空调插座；同时在非仪器、设备安装墙面（距地面高 250 设有 2 3 个 220V 多用插座，方便临时用电。10） 电源动力线和通讯线、信号线相互屏蔽，以免产生电磁干扰。（ 六 ） 站房给排水要求1） 站房采水设施、采水装置应与站房建设同步设计、同步施工、同步使用。2） 站房建设时必须同步考虑采水方式（栈桥式、浮筒式、直埋式等 同步建设。3） 样品水：采用自吸泵将被监测水样采入自动监测站站房内供仪器
10、进行分析。采水管路室外部分采用护管直埋或地沟铺设方式，埋没深度在 50CM 以下。4） 采水管路进入站房的位置靠近仪器安装的墙面下方，并设 PVC或钢保护套管（DN150，保护套管应高出地面 5CM。5） 排水：站房内所有排水均汇入排水总管道，并经外排水管道排入相应排水点；排水总管径不小于DN100以保证排水畅通。考虑了防冻措施。排水管出水口考虑了高于河水最高水位，并且设在采 水点下游。6） 站房内设置一个供仪器设备专用的排水管道接口，采用 DN100 的 PVC 管或钢管，排水管道高出地 面 5CM。7） 自来水：站房内引入自来水，增设增压泵以备系统使用。8） 每次清洗自来水用量不大于 1
11、吨； 对于无自来水的点位，拟定采用打井或增设水处理设备。9） 站房外区域有雨水排出系统，避免站房外地面积水。办公用品10） 仪器间配1个面积为（50 cmx250 cm）工作试验台；（ 七 ） 防雷及其他电器设计要求防雷接地系统1） 防雷接地系统设计方案参考规范 计算机场地安全要求（ GB288789）电子计算机机房设计规范（ GB50 1 7493）建筑物防雷设计规范（ GB5005794）低压配电设计规范（ GB5005495）计算机信息系统防雷保安器（ GA 1 73 1 998）电子设备雷击试验（ GB3482 3483 83）交流无间隙避雷器（ GB1 1 03289）建筑防雷（ I
12、EC10241：1990）雷电电磁脉冲的防护通则（ IEC13121：1995）2） 防雷接地系统设计方案基本内容A.建筑物雷电入侵防护建筑物依据有关标准采取防直击雷的措施，采用设置独立避雷针的方式。参见附图 4B.电力线雷电入侵防护：由于站房电力供给多是由架空线路引入的，对于站房电源系统的防护重点是总配电系统。采用雷击电 源保护器组成多级保护对配电系统进行防雷保护。参见附图 5C.通信线路雷电入侵防护 在无线通讯设备与控制柜连接线路上安装串口防雷保护器。D.接地系统1水质自动监测站系统共设两种地线：电气接地、仪表接地、避雷带接地； 独立避雷针接地接地电阻不大于 10 欧姆；电气接地接地电阻小
13、于 4 欧姆； 仪表接地接地电阻小于 1 欧姆； 若电气接地接地与仪表接地接地共地则接地电阻小于 1 欧姆； 在站房仪器间内适当位置设置电气接地接地排和仪表接地接地排； 在适当位置设置接地电阻检测箱。2均压等电位连接 站房建设时，将站房基础、底部圈梁焊接在一起，构成屏蔽网，并与接地装置相连，构成均压等电位 体；在仪器间适当位置设置等电位接地排。（ 八 ） 防火和防盗设施3） 设计方案参考规范 民用建筑设计防火规范（ GBJ16-87，2001 修订版） 七氟丙烷洁净气体灭火系统设计规范（ GBJ15231999） 火灾自动报警系统设计规范（ GB5011698） 火灾自动报警系统施工及验收规范
14、（ GB5011692）4） 七氟丙烷自动灭火装置设计说明 A 系统组成：参见附图 61、 火灾探测部分： 火灾探测部分采用传统的烟感报警方式。当感烟探测器报警时只提供预警；只有感烟和感温同时报警 后，才提供真正的火灾报警，并提供灭火信号的输出。2、 气体灭火部分： 气体灭火设计采用无管网的七氟丙烷，设计的灭火浓度按一般计算机电气火灾设计，灭火药剂浓度为 8%,灭火时间w 7秒。3、 自动灭火系统控制盘：A.室外装配，并在控制盘外部安装防雨、防尘、保温的保护箱。B.供电电压：交流 220V、50Hz 500W8 个小C钢瓶灭火控制盘内配有备用装置，当外部供电切断的情况下，在无火灾的情况下，可坚
15、持时，有火灾的情况下坚持 0.5 个小时。5)防盗设施A.安装合格的防盗门产品；B.安装红外探测器；( 九 ) 站房建设经费1)确定站房建设占用土地类型2)确定站房建设占用土地、征用土地费用，或者租赁土地的费用。3)确定站房建设是否占用河道，与河道管理部门或者当地有关部门协调站房用地。4)每个站房预计建设费用 万(此数据根据各地的平均站房建设费用)三、分析仪器选项要求(1)水质在线监测分析仪器主要监测的参数项水温、pH值、电导率、溶解氧、浊度、 CODmn CODc、氨氮、硝酸氮、亚硝酸氮、总氮、总磷、TOC叶绿素、氰化物、氟化物、水中油、六价铬、挥发酚、重金属、总砷、流量。(2)通常标准监测
16、项目水温、pH值、电导率、溶解氧、浊度、 CODm n氨氮、总氮、总磷、 TOC(3)自动监测仪器分析方法序号项目分析方法1:温度温度传感器法2PH玻璃电极法(带温度补偿)3溶解氧荧光法(带温度补偿)(GB/电极法)4电导率电导池法(带温度补偿)5浊度90度散色光比浊法6:高锰酸盐指数CODmn酸性高锰酸盐氧化还原电位滴定法7氨氮气敏电极法8总氮吸光光度法(GB/比色法)9总磷吸光光度法10总有机碳TOC紫外光/过硫酸盐氧化法(燃烧法)(4)在线监测仪器选型要求(1)水质五参数分析仪1控制器：(1)工作环境：-20-55 C, 095%相对湿度、无冷凝；(2)显示：1/4 VGA图形背景灯，T
17、FT彩色触摸屏，(3) 分辨率：320*240像素，具数据存贮功能，具有中文菜单显示；(4)输入：12个模拟信号，0-20mA(5) 探头安装：即插即用，可混合匹配不同参数的探头，最多可连接 8个探头(6)输出：12个模拟信号，0/4-20mA,可选的数字化通讯可以通过 MODBUSRS485(7)继电器：4个SPDT(8)通讯协议：MODBUS(9)存储器备份：用户设置均保存在存储器中；(10)机箱：IP65 ABS及金属材料外壳，抗腐蚀涂层11)电源： 180 230VAC，50/60Hz( 最大 75W)；12)安装方式：壁挂 / 面板和管道上安装；2传感器2-1 溶解氧传感器(带温度)
18、(13)形式：无膜、无阴阳电极、无电极液，抗 H2S、金属离子、油污染；( 14 )工作原理：红蓝色双光束荧光法测量原理；(15)溶氧测量范围：020 mg/L,(16)温度测量范围：050C；( 17)分辨率： 0.01 mg/L ；( 18)重现性：； 0.05mg/L(19)灵敏度： 0.05mg/L；( 20)响应时间： 20C 时，达到 90%30 秒，达到 95%90 秒；( 21 )防护等级： IP68；(22)电缆： 10 米，带快速接头；( 23)一年无需校准(24)最低流速要求 : 无2-2 pH 传感器( 1) 差分式电极(含温度电极)，带双阶参比电极(接地电极和参比电极
19、)，带温度补偿；(2)测量范围：-2000 +2000mv/-5 95 C；(3)灵敏度：w 0.5mV;(4) 稳定性：每24小时2mV,不累积；( 5) 探头最大传输距离： 914 米；( 6) 防护等级： IP68 ；( 7) 电缆线长： 8 米；( 8) 安装方式：浸没式2-3、电导率传感器(1)测量原理：感应电流；( 2) 传感器：无极非接触式，带 PT1000 温度传感器；(3)温度范围：-10200C；(4)测量范围： 0200uS/cm 到 0 2,000,000mS/cm；( 5) 电缆线长： 6 米；( 6) 防护等级： IP68；( 7) 安装方式：浸没式或管道式；2-4
20、、浊度传感器1 )原理：近红外光 90 和 140 双散射光束检测，自动补偿样品颜色变化2)量程： 0.001-4000NTU；(3)精度：w 1%测试值；(4)重复性：w 1%(5)响应时间：w 1秒,可调整6)带机械刮刷式自清洗装置；2) 高锰酸盐指数分析仪(1) 测量原理： 氧化还原电位滴定法(2) 量程 0-20 mg/L( 3) 检测周期： 可设定在 1 到 6 小时(4) 稳 定 性：零点漂移， 3% FS量程漂移，020mg/L时，土 3% FS20200mg/L 时，土 4% FS200mg/L 以上时， 5% FS(5)再现性： 1% F.S.(6)量程漂移： 3% F.S.
21、(7)精确度：w 3% F.S.(8)最低检出限：w 0.5mg/l(9)分辨率：w 0.1mg/l( 10)基线调整：在设定的测量循环次数(通过键盘程序设定)过后，用蒸馏水执行自动基线控 制循环( 11 )校准：用标准液自动校准(人工切换液路)( 12)废水排放要求：开放式标准污水系统(13)安装：保证免受外界天气条件的影响，防潮、防尘，温度 5- 45 C( 14)用电连接：通过柜体右侧的电缆密封套与电源终端元件连接(15)输出信号：4-20mA 800Q( 16)干接触最大阻抗 1A/24V( 17) RS232 9600baud(18)RS422 (RS485 带 JBUS/MODBU
22、数据处理(可选)(19)电源供应： 220V-50HZ(+10%-15%)( 20)消耗： 250W3)氨氮分析仪( 1 ) 测量方法：气敏电极法；(2)测量范围： 0.05-20.00mg/L ， 1-100mg/L， 10-1000mg/L；(3)再现性：w 5%FS(4)准确度：w 5%FS(5)分辨率：w 0.1mg/L(6)反应时间长度 :w5 分钟(7)维护周期：7天( 8) 校准方式：自动9)连续和间断测量方式10)自动采集水样功能11)外形：采样与分析分开；12)最低检测限： 0.05mg/L ；13)响应时间： 5， 10，15， 20 分钟可选；4)总磷 /总氮分析仪测量原
23、理 总氮：紫外分光光度法 总磷：钼酸铵分光光度法( 1) 检测范围： 总氮： 0-2mg/l 至 200mg/l 总磷： 0-0.5mg/l 至 100mg/l2)重现性： 3%F.S.3)检测周期：可设定在 1 到 6 小时4)显示方式：数码 CD 四位数显示5)记录方式：内置存储器(可存约一年的数据),带自动卷纸功能打印机6)工作温度：2-40 C7)如果用自来水供应,则需用仪器可选配的内置型纯水器或外置型纯水器8)试剂补充时间： 一个月9)测量精度： 2%10)响应时间： 7天12)校准方式：自动两点校正13)连续和间断测量方式5) 总有机碳分析仪 TOC(1)测量原理：紫外氧化法(2)
24、测量范围： 0-5 到 20 ，000mg/L(3)准确度： 2%(4)分辨率: 0.1 mg/l(5)检出限：0.015 mg/L (25 C, 使用 0-5 mg/L 量程时)(6)响应时间 : T908 分钟(7)工作温度：5-40 C(8)输出 ： 两个 4-20Ma,RS232 或 RS485(9)仪器基本参数贮存：仪器基本参数均贮存于内部控制器中(10)校准功能：自动零点校准,范围校正 , 单点校正以及自动清洗(6)蓝绿藻分析仪型号MS5+蓝绿藻传感器Hydrolab 5系列多参数水质分析仪是一款新型多参数、宽量程的水质监测仪器，可用于地表水、地下水、水源 水、污水口、饮用水、海洋
25、等不同水体的水质在线及便携监测。监测参数包括溶解氧、氯离子、环境光、总溶解气体共十五种参数。种参数，DS5X更带有自清洗刷，可以适应泥沙或其他杂质较多的污水环境。(2)蓝绿藻传感器技术参数量程： 低灵敏度：100 - 2,000,000 cells/L; 中灵敏度：100 - 200,000 cells/L;高灵敏度：100 - 20,000 cells/L;精度：出%;分辨率：20 cells/L;方法：荧光法。四、 水质重金属在线监测方案（ 一 ） 水质重金属在线分析仪种类：1.在线总砷分析仪2.在线总铅分析仪3.在线总铬分析仪4.在线总镉分析仪5.在线总铜分析仪6.在线总锌分析仪7.在线
26、总氰分析仪8.在线总镍分析仪9.在线总银分析仪10. 在线总铁分析仪11. 在线总锰分析仪12.在线铜离子分析仪13.在线镍离子分析仪14.在线氰化物分析仪15.在线六价铬分析仪（二）水质重金属在线分析仪性能介绍（1）在线总砷分析仪在线总砷分析仪是一种微电脑控制的全自动在线总砷分析仪，可适用于多种水质如河水、地表水 和工业废水。稳定、可靠为适应工业和环境在线的要求，确定了其在电子学水力学等方面的高稳定性，电气部分和水力管路 部分完全隔离，简单稳定的 LFA保证了仪表可长时间稳定运行。便于安装分析仪成功通过了一系列的测试以便于安装和设定，安装时只需连接药剂、样品、废液管路和电源 线，设定好参数就
27、可以启动。自动校正仪表根据用户选择的校正时间来终止分析执行校正，检查并存储新的校正 0D，如果所得的0D大于用户选择的限值，将会有报警输出。样品稀释样品经过自动稀释后仍可以分析，自动稀释在出厂前已调整完毕，可用于高范围测量。测量间隔用户可以设定，在两次测量之间分析仪保持在避免了药剂浪费。优点：全自动运行长时间自控，低维护量，低运行成本低药剂消耗，预备时间短维护简单，不需特殊的电工培训电气部分和水力部分完全隔离采用微电脑控制处理单元，全自动运行 背光LCD显示，可显示读值和 0.D曲线，可存储400组数据具有自我诊断功能，能识别是否缺少水样。标准4-20mA模拟输出，选件 RS232及相应软件可
28、与本地或远程 PC相连接，以实现远程控制 断电后，具有来电自启动功能总砷测量原理和流程图：若有必要，样品过滤后，被泵入 LFA反应器里。首先注入还原剂把五价砷还原为三价砷；然后加 入显色剂与干扰物质磷酸盐进行显色反应，并测量其反应物的吸光度（ OD1），此时三价砷不参与显色反应；然后添加氧化剂把所有三价砷氧化为五价砷，再加入显色剂与五价砷及磷酸盐进行显色反应， 并测量其反应物的吸光度（OD2）; OD2扣除OD1后，分析仪依据其存储的校正因数计算出样品中总砷的浓度。ZHR3660nmAv n yV1OTR1R2vsn测量原理钼酸盐/抗坏血酸比色法比色计660nm 或 880nm测量类型循环测量
29、测量间隔可编程测量时间约30分钟测量范围0-0.5/1ppm，其它量程亦可检测限2%重现性2%信号输出标准4 20mA 模拟输岀，最大负载 400欧姆或 0 5V，其它 RS485或 RS232可选信号输入1路分析，1路校正报警1路高限报警，1路校正样品和废液的输送无压；样品温度：10-30 C药剂更换34周根据运行温度有所改变环境温度5 40 C防护等级IP55硬件PC104工业标准，集成键盘， RS232 （选件）电源供电电源：220VAC ;分析仪：12VDC ;重量33kg （不包括药剂）尺寸800 450 300 mm(h w d)认证CE、ISO9001 认证控制软件可选：原装 SYSTEA软件或KLD远程中文界面控制软件Wargj（2）在线总铅分析仪在线总铅分析仪是一种微电脑控制的全自动在线总砷分析仪，可适用于多种水质如河水、地表水 和工业废水。稳定、可靠为适应工业和环境在线的要求，确定了其在电子学水力学等方面的高稳定性，电气部分和水力管路 部分完全隔离，简单稳定的 LFA保证了仪表可长时间稳定运行。便于安装分析仪成功通过了一系列的测试以便于安装和设定，安装时只需连接药
