小（微）型水質自動監測站水質實時數據庫

01項目背景

傳統的水質監測方式以人工現場釆樣、實驗室儀器分析為主。雖然在實驗室中分析手段完備，但實驗室監測存在監測頻次低、釆樣誤差大、監測數據分散、不能實時反映水質變化狀況等缺陷，難以滿足政府和企業進行有效水質管理的需求。

因此，我們設計并實現了一個小（微）型水質自動監測站的方案，該方案以在線自動監測儀器微核心，結合現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、網絡傳輸技術與大數據分析處理技術，構建了一個綜合性的小型在線自動監測系統。

該系統具備現場采集控制技術和網絡通信技術，可以避免地域環境限制，及時有效的掌握污水處理過程中的實時水質情況，不僅簡化了繁瑣的程序，還節約了監測時間，方便人們隨時隨地了解的被監測區域的水質情況。

02方案建設

建設原則

• 自動化

實現水質監測全自動化已經成為了管理部門及時獲得連續性的水質監測數據的有效手段。此外，釆用實時自動連續的監測技術也可以實現環境參數監測采集的完整性、實時性

• 智能化

系統在監測點對水質進行連續的釆集、處理、分析的同時，完成相關的水質監測數據的統計分析，實現全區域水質的指標綜合評價，為管理部門決策提供科學依據。

• 網絡化

這一功能有助于相關部門建立大范圍的監測網絡收集環境監測數據，實現對水質監測信息的在線查詢、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

云平臺將各監測點的數據進行統計、分類和組合，建立水質實時監測數據庫，為大區域水質安全提供決策性的依據。

小（微）型水質自動監測站水質實時數據庫

建設目標

• 為環境管理和環境科學研究提供數據和資料；

• 探明污染原因，為水污染的研究提供進一步的理論基礎；

• 獲取當前水體的水質狀況數據，為以后逬行水質評價提供數據基礎；

• 獲取水體污染物的分布狀況，用來預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系統架構

水質自動監測站主要由環境數據采集顯示層、環境數據通信網絡層、環境在線云平臺層四部分組成。

環境數據采集顯示層：該部分由水質五參數測定儀（溫度、PH值、電導率、溶解氧、濁度）、污染物因子在線監測儀、輔助系統（采水單元、超標留樣器、反沖洗單元、2-3級沉沙單元、除藻單元等）和流量計構成。

環境數據通信網絡層：該部分由工控機、信號采集轉換器、I/O單元和無線網絡等構成。現場控制級和監控管理級組成控制系統，控制系統通過無線網絡進行遠程通信。

環境在線云平臺層：該部分是物聯網環境監控系統與用戶的接口。云平臺可根據監控點的數量及監控點的儀器，靈活配置或定制實時畫面、歷史數據畫面、報表、統計分析、實時報警、維護提醒等功能。

04相關產品

水質在線分析儀具有精度高、穩定性好、響應速度快、抗*力強等特點。計量進樣采用“蠕動泵+液位傳感"的非接觸式進樣方式，可有效解決*因長期運行產生的機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“光路結構"、“載氣流路構造"以及“背光補償措施"，可大幅降低環境變化對測量的影響。

此外，“自動進樣及劑量計量"技術，加之優化的試劑配方，結合其他專有技術，使得儀器的靈敏度和測量穩定性得到了大幅提高，不僅降低了儀器的檢出限，還將儀器的應用范圍從環境監測領域拓展至工業過程分析領域。

技術優勢

• 集數據采集、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據傳遞回來；

• 系統可預置多個時段，將實時數據轉化為時段數據；

• 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，大幅降低水樣發黑、或帶色、或濁度對測量的影響；

• 采用冷暖空調，機柜箱體設置了保溫層，雙重恒溫措施，有效減少應環境溫度變化造成的檢測誤差，同時延長試劑保證期；

• 可根據用戶需求，將常規的單通道進樣擴展至2-6通道進樣；

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

• 系統設備采用高規格工業級設計、研發、測試、生產，通過專業測試環境嚴格測試，可以滿足現場的復雜惡劣環境，大為簡化了系統的維護和售后工作。

軟化水設備工作流程及工作要求
1)軟化水設備工作流程
      工作(有時叫做產水，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的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的(其中，全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程)。

      反洗：工作一段時間后的設備，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，傳統設備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是采用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即 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上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據實際經驗，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，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的后出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。

05智慧云平臺