小（微）型水質(zhì)自動監(jiān)測站水質(zhì)實時數(shù)據(jù)庫

01項目背景

傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方式以人工現(xiàn)場釆樣、實驗室儀器分析為主。雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監(jiān)測存在監(jiān)測頻次低、釆樣誤差大、監(jiān)測數(shù)據(jù)分散、不能實時反映水質(zhì)變化狀況等缺陷，難以滿足政府和企業(yè)進(jìn)行有效水質(zhì)管理的需求。

因此，我們設(shè)計并實現(xiàn)了一個?。ㄎⅲ┬退|(zhì)自動監(jiān)測站的方案，該方案以在線自動監(jiān)測儀器微核心，結(jié)合現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，構(gòu)建了一個綜合性的小型在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。

該系統(tǒng)具備現(xiàn)場采集控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以避免地域環(huán)境限制，及時有效的掌握污水處理過程中的實時水質(zhì)情況，不僅簡化了繁瑣的程序，還節(jié)約了監(jiān)測時間，方便人們隨時隨地了解的被監(jiān)測區(qū)域的水質(zhì)情況。

02方案建設(shè)

建設(shè)原則

• 自動化

實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測全自動化已經(jīng)成為了管理部門及時獲得連續(xù)性的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效手段。此外，釆用實時自動連續(xù)的監(jiān)測技術(shù)也可以實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測采集的完整性、實時性

• 智能化

系統(tǒng)在監(jiān)測點對水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)的釆集、處理、分析的同時，完成相關(guān)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，實現(xiàn)全區(qū)域水質(zhì)的指標(biāo)綜合評價，為管理部門決策提供科學(xué)依據(jù)。

• 網(wǎng)絡(luò)化

這一功能有助于相關(guān)部門建立大范圍的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)收集環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測信息的在線查詢、分析、計算、圖表顯示、打印，以及各單位之間信息的互訪共享操作。

• 信息化管理

云平臺將各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分類和組合，建立水質(zhì)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，為大區(qū)域水質(zhì)安全提供決策性的依據(jù)。

?。ㄎⅲ┬退|(zhì)自動監(jiān)測站水質(zhì)實時數(shù)據(jù)庫

建設(shè)目標(biāo)

• 為環(huán)境管理和環(huán)境科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)和資料；

• 探明污染原因，為水污染的研究提供進(jìn)一步的理論基礎(chǔ)；

• 獲取當(dāng)前水體的水質(zhì)狀況數(shù)據(jù)，為以后逬行水質(zhì)評價提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

• 獲取水體污染物的分布狀況，用來預(yù)測水體污染的變化趨勢、追溯污染物來源等；

• 為防止污染措施的實際效果提供反饋。

03系統(tǒng)架構(gòu)

水質(zhì)自動監(jiān)測站主要由環(huán)境數(shù)據(jù)采集顯示層、環(huán)境數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層、環(huán)境在線云平臺層四部分組成。

環(huán)境數(shù)據(jù)采集顯示層：該部分由水質(zhì)五參數(shù)測定儀（溫度、PH值、電導(dǎo)率、溶解氧、濁度）、污染物因子在線監(jiān)測儀、輔助系統(tǒng)（采水單元、超標(biāo)留樣器、反沖洗單元、2-3級沉沙單元、除藻單元等）和流量計構(gòu)成。

環(huán)境數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)層：該部分由工控機(jī)、信號采集轉(zhuǎn)換器、I/O單元和無線網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成?，F(xiàn)場控制級和監(jiān)控管理級組成控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。

環(huán)境在線云平臺層：該部分是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與用戶的接口。云平臺可根據(jù)監(jiān)控點的數(shù)量及監(jiān)控點的儀器，靈活配置或定制實時畫面、歷史數(shù)據(jù)畫面、報表、統(tǒng)計分析、實時報警、維護(hù)提醒等功能。

04相關(guān)產(chǎn)品

水質(zhì)在線分析儀具有精度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快、抗*力強(qiáng)等特點。計量進(jìn)樣采用“蠕動泵+液位傳感"的非接觸式進(jìn)樣方式，可有效解決*因長期運(yùn)行產(chǎn)生的機(jī)械磨損所造成的計量誤差問題，以及直接接觸所面臨的易被腐蝕的困擾。特殊的“光路結(jié)構(gòu)"、“載氣流路構(gòu)造"以及“背光補(bǔ)償措施"，可大幅降低環(huán)境變化對測量的影響。

此外，“自動進(jìn)樣及劑量計量"技術(shù)，加之優(yōu)化的試劑配方，結(jié)合其他專有技術(shù)，使得儀器的靈敏度和測量穩(wěn)定性得到了大幅提高，不僅降低了儀器的檢出限，還將儀器的應(yīng)用范圍從環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域拓展至工業(yè)過程分析領(lǐng)域。

技術(shù)優(yōu)勢

• 集數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸于一體，可靠性高，低成本;

• 用戶可通過無線的方式把采集的數(shù)據(jù)傳遞回來；

• 系統(tǒng)可預(yù)置多個時段，將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為時段數(shù)據(jù)；

• 占地面積小，施工周期短、安全靈活，可移址；

• 采用“背景吸收及濁度校正"功能，大幅降低水樣發(fā)黑、或帶色、或濁度對測量的影響；

• 采用冷暖空調(diào)，機(jī)柜箱體設(shè)置了保溫層，雙重恒溫措施，有效減少應(yīng)環(huán)境溫度變化造成的檢測誤差，同時延長試劑保證期；

• 可根據(jù)用戶需求，將常規(guī)的單通道進(jìn)樣擴(kuò)展至2-6通道進(jìn)樣；

• 分析儀采用開放式結(jié)構(gòu)，在軟硬件方面保證了具有良好的擴(kuò)展性，用戶在后續(xù)的使用中可不斷地升級完善；

• 系統(tǒng)設(shè)備采用高規(guī)格工業(yè)級設(shè)計、研發(fā)、測試、生產(chǎn)，通過專業(yè)測試環(huán)境嚴(yán)格測試，可以滿足現(xiàn)場的復(fù)雜惡劣環(huán)境，大為簡化了系統(tǒng)的維護(hù)和售后工作。

軟化水設(shè)備工作流程及工作要求
1)軟化水設(shè)備工作流程
      工作(有時叫做產(chǎn)水，下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接近，只是由于實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來的(其中，全自動軟化水設(shè)備會增加鹽水重注過程)。

      反洗：工作一段時間后的設(shè)備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能*曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鐘左右。

      吸鹽(再生)：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統(tǒng)設(shè)備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設(shè)備是采用的內(nèi)置噴射器將鹽水吸入(只要進(jìn)水有一定的壓力即 可)。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設(shè)備都是采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過 程一般需要30分鐘左右，實際時間受用鹽量的影響。

      慢沖洗(置換)：在用鹽水流過樹脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由于這個沖洗過程中仍有大量的功能基團(tuán)上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據(jù)實際經(jīng)驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鐘左右。

       快沖洗：為了將殘留的鹽*沖洗干凈，要采用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進(jìn)行沖洗，這個過程的后出水應(yīng)為達(dá)標(biāo)的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。

05智慧云平臺