水環(huán)境監(jiān)測中水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)地運用

李祥芹

山東省臨沂生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 山東 臨沂 276000

1 引言

自動水質(zhì)控制系統(tǒng)的目標(biāo)是建立一個不受控制的實時自動水質(zhì)控制站,該站可以通過因特網(wǎng)及時獲取連續(xù)水質(zhì)控制數(shù)據(jù),并利用現(xiàn)代信息技術(shù)收集數(shù)據(jù),將有關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)送交環(huán)境保護信息中心,由保護信息中心對自動控制站進(jìn)行環(huán)境遠(yuǎn)程控制,以全面、科學(xué)和真實的方式反映每個控制點的水質(zhì),并準(zhǔn)確和及時地了解水質(zhì)狀況和動態(tài)趨勢。自動水質(zhì)量控制系統(tǒng)是一套分析工具,將從取樣和分析到記錄、數(shù)據(jù)分類(包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù))和中央遙測等多個監(jiān)測指標(biāo)結(jié)合起來,并與相應(yīng)的實時監(jiān)測和分析方案結(jié)合起來,從而使自動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測滿足可靠、穩(wěn)定、低維護和無控制運作要求。

2 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)主要功能

自動水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)包含許多功能,自動監(jiān)測可以在網(wǎng)上進(jìn)行。這是該系統(tǒng)最突出的功能。也就是說,水質(zhì)控制是時間敏感的,人們可以根據(jù)溫度和渾濁度隨時對飲水和水的質(zhì)量控制。為了獲得水的質(zhì)量,可以計算和分析其他參數(shù),以獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在污水處理廠水質(zhì)控制方面,還增加重金屬離子監(jiān)測和PH測量以提高檢測質(zhì)量。第二,預(yù)警功能和自動水質(zhì)控制系統(tǒng)具有警報功能。與此同時,有關(guān)工作人員前往現(xiàn)場核實并采取行動解決問題。目前,常見的警報是聲響警報,以及燈光和顯示圖標(biāo)。當(dāng)它太大時,它可以發(fā)出警報啟動水質(zhì)控制警報。例如,在地表水監(jiān)測中,當(dāng)水源的質(zhì)量超過標(biāo)準(zhǔn)時,控制系統(tǒng)自動發(fā)出警報,與以往的控制方法相比,它減少了發(fā)現(xiàn)問題的時間,提高了處理的效率。自動水質(zhì)控制的實施可實現(xiàn)對水質(zhì)進(jìn)行實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制,及時了解主要河流流域主要部分的水質(zhì)狀況,對重大事故或流域水污染進(jìn)行預(yù)警和預(yù)報,解決跨行政區(qū)域的事故爭端,并對總干事進(jìn)行監(jiān)督,確保數(shù)量控制制度的實施將確保飲用水水源地安全,并為保護水資源的監(jiān)督、管理和決策提供有力的支持。

2.1 網(wǎng)絡(luò)自動化監(jiān)測,實時監(jiān)測飲用水的水源和溫度、溶解氧、p H酸堿度、傳導(dǎo)、鹽度、淤泥、青藻類、氮氨離子、殘留氯和其他標(biāo)準(zhǔn),并可擴大其他監(jiān)測功能。對淤泥、酸度、COD、氮氨離子、溶解氧離子、重金屬離子、廢水處理廠廢水和污水排出物的其他參數(shù)以及其他監(jiān)測功能的實時監(jiān)測可以延長。

2.2 預(yù)警和預(yù)報系統(tǒng),可以接收現(xiàn)場設(shè)備的警報信息。以聲音、圖標(biāo)顏色和表格中的數(shù)值顏色變化的形式提供各種警報功能。提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場監(jiān)測信息和可靠的數(shù)據(jù),以加強環(huán)境監(jiān)測。當(dāng)水質(zhì)數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)時,水質(zhì)分析設(shè)備失靈,現(xiàn)場電源不正常,它會自動提醒。

2.3 以不同應(yīng)用軟件系統(tǒng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)上信息和查詢,包含信息發(fā)布、網(wǎng)上查詢、分析、計算、圖表顯示、打印等功能,支持互訪和信息共享,并為治理和決策環(huán)境提供科學(xué)基礎(chǔ)。長期收集和儲存用于檢索的特定控制數(shù)據(jù)、各種操作數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。

3 水質(zhì)在線自動監(jiān)測技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)(又稱自動水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)或?qū)崟r水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng))指的是一套自動分析工具和傳感器,將多質(zhì)量指標(biāo)與先進(jìn)的控制器、網(wǎng)絡(luò)通信和方案技術(shù)結(jié)合起來,以控制采樣,將整個分析、記錄、傳輸和數(shù)據(jù)處理過程完全自動化,以實現(xiàn)多參數(shù)和快速實時監(jiān)控技術(shù)。在線自動水質(zhì)控制系統(tǒng)是環(huán)境控制原則、現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動化控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、軟件工程、大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和環(huán)境評估管理的交叉開發(fā)的產(chǎn)物。

3.1 傳感器

(1)化學(xué)傳感器:化學(xué)傳感器使用通過化學(xué)反應(yīng)測量的電信號或其他信息(如光效應(yīng)、熱效應(yīng)、空間影響、質(zhì)量變化等)。在通過選擇性影片進(jìn)行分析后,會發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的信息被轉(zhuǎn)化成定量或可由相應(yīng)的化學(xué)或物理能量變壓器處理的電信號,這種信號在二次放大后顯示。這種傳感器是自動水質(zhì)監(jiān)測中最常用的傳感器。

(2)光纖傳感器。

(3)生物傳感器是指測量諸如固體生物催化劑和化學(xué)品等識別要素之間的生物化學(xué)反應(yīng)。依靠電子化學(xué)儀器對生產(chǎn)和消費的化學(xué)品進(jìn)行選擇性測量,并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成電子信號。

3.2 自動水質(zhì)分析工具 自動水質(zhì)分析工具顯示,智能分析工具的開發(fā)主要是:基于精密電子技術(shù)和計算機技術(shù),分析工具實現(xiàn)自動化;通過計算機控制器和數(shù)字模型獲取數(shù)據(jù)、計算、統(tǒng)計、分析和處理,以提高分析工具的數(shù)據(jù)處理能力;數(shù)字圖像處理系統(tǒng)認(rèn)識到分析工具的數(shù)字圖像處理功能的發(fā)展;綜合分析工具的技術(shù)正在向高速測試和迷你型分析樣品的方向發(fā)展,并對分析工具進(jìn)行迷你型。

3.3 通信和接口 互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量控制系統(tǒng)主要包含三個層次的通信傳輸技術(shù),即每個水質(zhì)分析師與現(xiàn)場控制系統(tǒng)的主要控制部分(或計算機)之間的數(shù)據(jù)和指示;場地與控制中心之間的數(shù)據(jù)和指示;第一和第二層次是控制中心數(shù)據(jù)庫和用戶網(wǎng)絡(luò)之間最重要的聯(lián)系。水質(zhì)量分析器和現(xiàn)場控制系統(tǒng)(或現(xiàn)場計算機)的主要控制器(主要依靠RS-485不同步接口和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)來實現(xiàn)這一點。位置控制系統(tǒng)與控制中心之間的通信包括GSM、移動電話連接器、無線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通信,這是相對成熟且成本低廉的技術(shù)實例。后數(shù)據(jù)處理軟件技術(shù)在整個水質(zhì)量控制系統(tǒng)中發(fā)揮“信息中心”的作用,即向整個系統(tǒng)輸出信息,并主要發(fā)揮數(shù)據(jù)記錄、表達(dá)和儲存功能。一般而言,這類方案是在視窗平臺基礎(chǔ)上開發(fā)的,采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計構(gòu)想、樣板、便于運輸和維護。

4 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)自動水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)是一套網(wǎng)上自動分析工具,作為一項基本內(nèi)容,利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)和相關(guān)的特別分析方案以及通信網(wǎng)絡(luò),由系統(tǒng)的自動控制組成。實施自動水質(zhì)監(jiān)測可實現(xiàn)對水質(zhì)的實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制,及時了解主要河流流域的主要部分的水質(zhì)狀況,對重大事故或流域水污染的預(yù)警和預(yù)報,解決跨行政區(qū)域的水污染爭端,全面監(jiān)測,實施數(shù)量控制和達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的情況。