水质在线监测系统工程设计方案.doc

！排放口水质在线监测系统工程设计案附图：l ！工艺流程图l ！总平面布置图l 巴歇尔槽安装位置图l 在线监测室建设位置图l 规范化排放口及在线监测房平面位置图l 在线监测房内布置图！总排放口水质在线监测系统工程设计方案一、 总则1.1 项目由来1.2 编制目的1.3 编制依据1. 环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范（试行）（HJ/T 352-2007） 2. 水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）（HJ/T 353-2007） 3. 水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）（HJ/T 354-2007）4. 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）（HJ/T 355-2007）5. 水污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范（试行）（HJ/T 356-2007）6. 污染源在线自动监控（监测）数据采集传输仪技术要求（HJ 477-2009）7. 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T 212-2005）8. PH水质自动分析仪技术要求HJ/T 96-2003；9. 氨氮水质自动分析仪技术要求HJ/T 101-200310. 总磷水质自动分析仪技术要求HJ/T 103-200311. 环境保护产品技术要求-超声波明渠流量计HJ/T 15-200712. 环境保护产品技术要求-化学需氧量CODcr水质在线监测仪HJ/T 377-200713. 水质自动采样器技术要求及检测方法HJ/T 323-200714. 关于开展排放口规范化整治工作的通知环发199924号15. 城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-200216. 供配电系统设计规范GB50052-9517. 工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83 18. 混凝土结构设计规范GB50010-200219. 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-200220. 电缆线路施工及验收规范GB50168-9221. 巴歇尔槽测流规范 SL 24-91二、 排污单位及排污现状基本情况2.1 排污单位基本情况2.2 污染物的产生及排放情况2.3 排污口规范化情况经污水厂处理后出水直接排入！，日排水量约为！万m3，在入湟水河总排放口已建成计量明渠，尚未安装标准化计量槽，明渠尺寸为！m（长）！m（宽）！m（深），明渠进口已设消能池。三、 系统建设方案设计排污在线监测系统由采样单元，预处理单元、分析监测单元、系统控制单元、通信单元、远程监控中心等构成。采样单元、预处理单元完成水质自动监测的水样采集、水样预处理等采样控制过程；分析监测单元完成水质监测参数的分析过程；系统控制单元完成系统的监控操作、各类数据的采集等；通信单元实现数据及控制指令的上行及下行传输过程，数据及时传至省市环保及厂区监控中心；企业监控中心实时接收数据并进行数据分析。系统依据合理、实用、经济、可靠、运行维护简单的原则，并参照国家有关技术标准、规范及有关部门技术标准严格设计。满足用户对水质实时监测和远程监控的要求。3.1 在线监测室设计与建设水质自动监测室建设投资较高，可移动性差，选择好建站地点非常重要，是获取有效数据的首要条件。本项目拟建设在线监测室一座，具体情况如下： 位置：位于总排放口明渠旁边，距采样点位置5m；经测量符合仪表间的建设要求，没有振动、噪声及强磁场，手机可以正常通讯，周围环境对仪器的测量及数采仪的数据传输无影响。 尺寸：4.03.52.7m，建筑面积14 m2；室内净高2.6m 结构形式：按一般民用建筑的有关规定要求设计，结构材料符合监测用房的安全要求，地面采用防滑瓷砖铺设，内砖墙面用白色涂料粉刷。 屋内环境：室内设空调和电暖气，保持室温约10-35、相对湿度75%以下、通风良好、无强震动和磁场干扰。 给排水：水源自污水处理厂自来水管道接入。监测室内安装盥洗池，地漏。 防雷：设接地线路，接地电阻1个月，每月约1小时 试剂消耗：最少1个月（试剂和标准液） 自检系统：自我监测泄漏；仪器状态自我诊断 模拟输出：2路0/4-20mA模拟输出 继电器控制：2路24V 1A继电器高低点控制（可定义仪器状态） 服务接口：RS232 数据通讯：MODBUS RS485，Profibus DP，可实现双向通讯和远程控制 显示大屏幕：LCD图表显示，240*128 操作菜单：中文/英文 数据存储：2000组 样 品 PH：112 消解温度：175C 工作温度：+5+40C 电 源：230 V AC；10%/50-60Hz 功 耗：约100 VA 尺 寸：550mm810mm390mm3.5.3 总磷、氨氮二合一在线分析仪3.5.3.1 应用MAC C MP2是一种微电脑控制的全自动在线两参数分析仪、可用于多种水质如城市污水、河水、地表水和工业废水等。3.5.3.2 特点 采用消解加药比色测量与ISO方法一致，准确度有保障，仪表出厂前经过测试并提供测试证明，大大提升可靠性和实用性 采用微电脑控制处理单元，全自动运行 电气部分和水力部分完全隔离 超强组合，可测两个参数 背光LCD显示，可显示读值和O.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或药剂 标准两路4-20mA模拟输出，可选RS232及相应软件可与本地或远程PC相连接，以实现远程控制 具有自动校正功能，可扣除药剂空白以降低药剂误差 测量时具备样品空自，可自动补偿浊度、色度的影响 断电后具有来电自启功能。 每次测量和校正后，仪表均自动用纯水清洗系统管路，降低人工维护量。 长时间自控，低维护量/低运行成本。 低药剂消耗，预备时间短。 操作简单，不需特殊培训。3.5.3.3 技术参数 测量范围：TP 0-5ppm; NH3-N 0-50ppm 测量原理：TP 酸化+UV消解+660nm比色测量; NH3-N 苯酚法反应+660nm比色测量 准确度：优于满量程的5% 重现性：优于满量程的3% 测量类型：用户手动或设定间隔自动分析 校正间隔：用户手动或设定间隔自动校正 试剂消耗：一般3-4周，依测量万法而定 信号输出：标准两路4-20mA模拟输出，最大负载400欧姆或0-SV，其它RS485或RS232可选 报警输出：校正错误，高限编程报警 环境条件：温度:5-40 0C(可选药剂冷藏箱)，湿度:小于90%无冷凝水 电源：220V AC 50Hz 防护等级：IP553.5.4 超声波明渠流量计3.5.4.1 典型应用明渠流量非接触式监测的仪表，适用于流量测量和液位控制，包括:自来水、雨水、废水和活性污泥。3.5.4.2 性能和特点 内置大量堰和槽的规格数据库，如:V形堰，矩形堰，矩 形槽，圆底槽，Parshall槽等； 对于非标准的明渠结构，用户可以自己输入流量曲线； 脉冲反射技术； 自动温度补偿； 不需要日常维护； 非接触测量，能在较恶劣的环境中应用；3.5.4.3 操作原理！型测定仪的工作原理是超声回波技术，通过测量流量槽(堰)液位高度，再经仪器内部的微处理器运算得到流量。超声波传感器在微机控制下，发射和接收超声波，计算出液位高度;再根据规定流量计算公式:即可得到液体流量。本分析仪具有适用于多数普通堰槽的内置尺寸表格运算。对于不常用的测试体系，用户可以自定义流量/水深曲线（从3到30个点）而设定配置。选择适当的表格并键入所需的配置数据后，系统即转换测量级别至流量。系统也可以计算并显示一个可重置的体积和不可重置的总体积！型超声波流量测量系统是专为测定开放明渠流而设计，可以测量流量，体积（可重置），水深，传感器范围，空气温度，和不可重置的总体积。 3.5.4.4 技术参数u 流 量： 09999, 0999.9 或099.99，流量单位可选u 累积流量：（可复位） 09999999, 体积单位可选u 电流输出：(1 和2) 0.0020.00 mA 或者4.0020.00 mAu 深 度： 01200.0 英寸，0100.0 英尺，030,000 mm 或者030.000 mu 空气温度： -40.0212.0或-40.0100.0u 总累积量：（不可复位） 09,999,999，带7种可以选择的体积单位u 测量结构类型：内置的堰流量和槽流量表列在下面，或者是根据用户定义的u 30点流量/深度曲线来计算流量。u 电源要求：90130 VAC，50/60 Hz 交流电（最大10 VA）；或者180260u VAC，50/60 Hz 交流电（最大10 VA）u 准 确 度：满量程的0.5%u 灵 敏 度：满量程的0.1%u 重 复 性：满量程的0.1%u 响应时间：180 秒内达到阶跃变化的90%3.5.5 浊度/ 污泥浓度在线分析仪3.5.5.1 典型应用污水处理厂中测量污泥浓度，评价活性污泥质量或整个生物处理过程；自来水厂中滤池反冲洗水浊度测量、原水及沉淀池出水浊度测量；工业生产过程/循环冷却水的水质情况。3.5.5.2 仪器特点既可以检测浊度，还可以检测悬浮物（或污泥）浓度采用双光束红外和散射光光度计检测技术探头具有自清洗功能LED发出的是880nm的近红外光，补偿样品中的颜色多种安装方法3.5.5.3 检测原理在浊度/ 污泥浓度在线分析仪测量探头内部，位于45角有一个内置的LED 光源，可以向样品发射880nm 的近红外光，该光束经过样品中悬浮颗粒的散射后，位于与入射光成90角的散射光由该方面的检测器检测，并经过计算，从而得到样品的浊度。当测量污泥浓度时，位于与入射光成140的散射光由该方向的后检测器检测，然后仪器通过计算前、后检测器检测到的信号强度，从而给出污泥浓度值。由于LED发出的是880nm的近红外光，所以，样品有颜色是不会影响测量结果的3.5.5.4 技术参数u 测量量程：0.001-50 g/L、0.001-150 g/Lu 测量单位： 可选NTU,FNU g/L, mg/L, ppm, 或%固体u 测量精度： 浊度小于读数1%，或 0.001NTUu 悬浮固体：小于读数5%u 重 复 性： 浊度：小于读数1%； 悬浮固体：小于读数3%u 响应时间： 1 秒u 安装方法： 管道插入式安装使用球阀，最小管径100mm（碳钢和不锈钢）；浸入式安装使用池边固定安装u 样品流速： 最大3m/su 操作温度： 040u 样品温度： 040u 样品压力： 最大6Baru 探头尺寸： 插入式：60 315mmu 浸入式传感器：60 200mmu 浸 入 式：不锈钢材质1.38KG，PVC 材质 0.52KG3.5.6 型在线PH分析仪3.5.6.1 组成部分a. 传感器（见下图）b. 控制器（见下图）型PH分析仪传感器 控制器3.5.6.2 产品功能u 可连接GLI差比式电极和复合式电极。u 大屏幕带背景光可调LCD显示。u 中文操作菜单。u 具有自诊断功能和自动报警功能，及EMI/RFI防干扰功能。u 可同时测量pH及温度。在显示屏上可同时显示pH值和温度，也可以以pH和温度分别输出4-20mA。u 断电恢复后仪器能自动启动。u 自动校准功能。校正方法可选，一点或两点样品校准；一点或两点标准液校准。u 可连接自动清洗系统并直接设定清洗的周期。u GLI差比电极可更换盐桥，增加整支电极的寿命。u GLI差比电极无与伦比的质量可质保一年，更换盐桥整支电极可使用3-5年，甚至10年，这是任何厂商都不能做到的。u 具有RS-232及选择HART Protocol。u 具有输入口令自保护功能。u 重要功能：具脉冲抑制功能及过滤添加计时功能。3.5.6.3 技术规格测量范围：-2.00 14.00 pH ； -20.00 +200 检 出 限：0.01精 度：0.1% of span稳 定 性：0.05% of span/24hrs重 现 性：0.05% of span温度漂移：零点：低于0.03% of span/量 程：低于0.03% of span/模拟输出：4-20mA环境湿度： 90%工作电压：220V10%，50Hz带接地线防护等级：NEMA4X ，IP65自动温度补偿：-101103.5.7 SBC 系列水质等比例采样器为了便于环保部门执法及管理，当数采仪收到某分析仪器测量数值超标警告后通过开关量信号启动水质自动采样器进行采样。3.5.7.1 功能特点 选用高可靠蠕动泵和进口蠕动管，寿命长。 混合式步进电机 8 细分驱动器，运行平稳，噪音小。 配有 420mA 外接接口，可设量程，同时具备 RS232 与开关量接口 能与各类国产、进口流量计联机，完成比例采样。 汉字大屏幕显示、操作直观、方便各类人员使用。 有自动排空功能，满足各类水质条件。 可控制分瓶装置分装样品。 多种采样功能：比例采样、定流定量采样、定时定量采样、手动采样。 密码锁定，防止非法操作。3.5.7.2 主要技术参数 输入信号：420mA，RS232 接口(040 m3/S)，开关量 采样速度：800ml/min 采样精度：5% 管长最长排空：09999mm 定时采样最长间隔：19999min 比例采样比例范围：100999900：1 定流采样最大累计流量：09999 m3 分瓶个数：024 样品存储温度：25。 工作环境温度：-10+403.5.8 型数据采集仪3.5.8.1 产品用途及运用范围污染源在线自动监控（监测）数据采集传输仪是根据中华人民共和国环境保护部门发布的HJ477-2009污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准的要求开发的新一代无线数据采集通讯终端。该产品采用贴装工艺，符合标准HJ/T212-2005污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准中的标准通讯协议，可以通过无线/有线方式与任何一个符合行业标准通讯协议的监控中心平台对接，可对各类排污企业、排污流域的数据进行采集、管理及传输到中心。3.5.8.2 产品特点 安装调试方便，可与现场环境监测设备通过多路的数字、模拟通道进行通讯。 与终端平台传输方式有GPRS, CDMA,以太网三种传输方式。 采用32位ARM体系的CPU，具有功能强大、联接方便、灵活、可靠的特点。 模拟通道采集数据的精确度高达12位。 内部具有10MB容量的存储器，可进行大量数据的存储。 适用于实时数据传输，监控频次较为密集的污染源在线实时监控。 触摸式液晶显示屏，数据实时显示，操作简便。3.5.8.3 功能简介 32位工业级ARM处理器, 工作频率60MHz，功耗低，比其他同类产品（以51为构架）速度提高了百倍以上。 采用ucLinux操作系统，系统稳定并不易被病毒攻击。 通讯协议采用污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T212-2005）的规定与上位机通讯。 组网方式分为GPRS、CDMA、以太网三种。 支持多信道通讯，可以同时向多个中心发送数据（需定制）。 支持对记录数据进行查询，可以在现场提取实时数据及历史数据。 与环境监测终端设备可通过数字接口、模拟量接口及开关量接口连接。设备自身带6路数字接口（1路RS485，5路RS232），8路模拟量输入接口，8路开关量输入接口，2路开关量输出接口，并可通过定制CAN总线外扩数据采集卡增加数据采集通道。通过串行端口联接时，需要设备用户提供环境监测终端设备的通讯协议。 无线网络通讯转换器实时数据存储量达10MB，可同时记录10个污染源参数，每隔10分钟存储一次实时数据，可保存一年的数据。另外可以通过外插CF存储卡扩充存储空间。 支持对下端设备的反控。 宽电源电压范围（AC187VAC253V）。 设备自带备电功能，如有需求另行添加备电电池（需定制）。 设备设计具备防静电、浪涌、电磁干扰、高频干扰、烟雾、水溅、潮湿等性能。 采用有线传输时，带有一路以太网接口，局域网内可采用此方式传输，有线传输距离在100米以内。 触摸式液晶显示屏，操作简单，最多可同时显示14个参数的实时数据。 可现场查询历史数据及断电、上电记录。3.5.8.4 技术参数 电源：(187253)VAC,(47.552.5)Hz 后备电池：12V/2.2AH 功耗：10W 环境温度：(040) 相对湿度：5 95 CAN接口：1 路，多块采集卡级联使用 数字接口：6 路(1路RS485,5路RS232) 模拟量输入：标准(420)mA模拟量8路，阻抗 100 开关量输入：8路，带光电隔离 开关量输出：2路，继电器无源节点: DC30V,1A 采集卡电源：DC5V 显示屏：5.6寸触摸式液晶屏 存储卡：CF存储卡512M以上 天线：外置，3m导线，全天候，自带吸盘 通讯频率：900MHz 安装方式：壁挂式 外形尺寸：340mm*270mm*123mm 安装尺寸：170mm*210mm 重量：4.2kg3.6 系统拓扑图COD监测仪氨氮总磷在线分析仪SS分析仪PH监测仪流量传感器环境监测数据采集仪420mA信号420mA信号420mA信号420mA信号420mA信号420mA信号环保部门监控中心企业监控中心RS485/RS232ADSL3.7 企业监控中心设计与建设企业总排放口在线监测系统监控中心利用污水处理厂现有监控中心，以满足温度、湿度、供配电，防火、防雷及通讯等的要求。监控中心计算机系统主要接收监测点传输来的信息，完成对数据的存储、显示、记录、打印、统计等功能。3.8 数据采集、通讯及传输系统介绍各分析仪器与数采仪之间均采用4-20mA模拟信号进行传输，当数采仪收到某分析仪器测量数值超标警告后通过开关量信号启动水质自动采样器进行采样。数据经数采仪采集与转换后通过仪器自带接口与电话线连接，采用ADSL专线方式传输至省、市环保局监控中心。企业监控中心与数采仪数据传输采用通用串行接口，RS485数字传输通道传输，传输距离小于90m。3.9 辅助设备及备品、备件空调：美的 KFR-32GW/DY-HB（R2）电脑：戴尔（主流配置）打印机：惠普（通用型号）UPS不间断电源：MT1000/4取样泵：潜污泵，Q=20m3/h H= 25m. N =300w电控箱：PZ-30、18P 明装型、终端插座组合箱3.10 建设安装程序说明3.10.1 采样取水系统安装采样取水系统设在废水排放堰槽取水口头部的流路中央，采水的前端设在下流的方向，减少采水部前端的堵塞。选择潜水排污泵(Q=20m3/h H= 25m. N =300w)能满足监测仪器需要的流量及扬程要求，且对水质不产生影响，使用寿命长且便于维护。取水口外围加设不锈钢丝网，防止进水口淤积和杂物堵塞。采样取水系统设过滤设施，防止杂物和粗颗粒悬浮物损坏采样泵。采水管路铺设平滑并有一定的坡降，尽可能减少弯头数量，有利于清淤及扬水，避免排水时管道内部存水。采水管采用UPVC管，材质化学性能稳定、耐压、耐腐蚀、抗老化性能好。避免对水样产生污染。管路外套防护管后采用埋设的方式铺设，保证样品的温度等物理性质无大的变化，而且保护了取水管路，延长其使用寿命。采水管路安装保温套管进行绝热处理，并在外部套用PVC管材，减少环境温度等因素对水样造成的影响，保证对测定项目监测结果的影响小于5%。3.10.2 水质自动分析仪安装大型水质自动分析仪采用落地式安装，小型仪表仪器采用集成柜式安装，保证设备安装牢固稳定。水质自动分析仪与数据采集传输仪的电缆加保护管空中架设在牢固的桥架上，两端作上明显标识，连接可靠稳定。3.10.3 系统调试在现场完成水污染源在线监测仪器的安装、初试后，对在线监测仪器进行调试，调试连续运行时间不少于72小时。每天进行零点校准和量程校准检查，当累积漂移超过规定指标时，对在线监测仪器进行调整。如遇排放源故障或在线监测系统故障造成调试中断，在排放源或在线监测系统恢复正常后，重新开始调试，调试连续运行时间不少于72小时。编制水污染源在线监测仪器调试期间的零点漂移和量程漂移测试报告。确保数据采集传输仪和水污染源在线监测仪器正确连接，并可向上位机发送数据。3.10.4 系统试运行试运行期间水污染源在线监测仪器连续运行60天。设定时间间隔为24小时，水污染源在线监测系统自动调节零点和校准量程值。如遇排放源故障或在线监测系统故障等造成运行中断，在排放源或在线监测系统恢复正常后，重新开始试运行。编制化学需氧量（CODCr）在线自动监测仪pH水质自动分析仪、氨氮水质自动分析仪和总磷水质自动分析仪等水污染源在线监测仪器的零点漂移、量程漂移和重复性的测试报告。3.11 采购、建设及安装进度说明工程工期为20日历天，进度安排如下：四、 系统管理4.1 设备运营维护单位系统建成后由承建单位负责系统的运行维护，环保比对监测验收通过后由环保局指定的第三方运营单位负责运营维护。4.2 运营维护制度方案每日上午、下午远程检查仪器运行状态,检查数据传输系统是否正常，如发现数据有持续异常情况，应立即前往站点进行检查。每48小时自动进行化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪的零点和量程校正。每周二次对监测系统进行现场维护，现场维护内容包括： 检查各台自动分析仪及辅助设备的运行状态和主要技术参数，判断运行是否正常。 检查自来水供应、泵取水情况，检查内部管路是否通畅，仪器自动清洗装置是否运行正常，检查各自动分析仪的进样水管和排水管是否清洁，必要时进行清洗。定期清洗水泵和过滤网。 检查站房内电路系统、通讯系统是否正常。 pH在线分析仪、SS在线分析仪等电极法测量的仪器，检查标准溶液和电极填充液，进行电极探头的清洗。 检查各仪器标准溶液和试剂是否在有效使用期内，按相关要求定期更换标准溶液和分析试剂。 观察数据采集传输仪运行情况，并检查连接处有无损坏,对数据进行抽样检查，对比自动分析仪、数据采集传输仪及上位机接收到的数据是否一致。每月现场维护中至少一次需包括以下内容： pH水质自动分析用酸液清洗一次电极，检查pH电极是否钝化，必要时进行更换，对采样系统进行一次维护。 化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪：检查内部试管是否污染，必要时进行清洗。 检查超声波明渠流量计高度是否发生变化。 检查氨氮水质自动分析仪气敏电极表面是否清洁，对仪器管路进行保养、清洁。 检查总磷水质自动分析仪采样部分、计量单元、反应器单元、加热器单元、检测器单元的工作情况，对反应系统进行清洗。对在线监测仪器进行保养，对水泵和取水管路、配水和进水系统、仪器分析系统进行维护。对数据存储控制系统工作状态进行检查，对自动分析仪进行日常校验。检查监测仪器接地情况，检查监测用房防雷措施。每3个月检查化学需氧量（CODCr）水质在线自动监测仪水样导管、排水导管、活塞和密封圈，必要时进