地表水水质自动监测系统方案

1、水质自动监测系统技术方案目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第一章项目建设概述1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 项目建设能力1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 项目建设优势1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第二章站房建设方案2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 设计规范及标准2 HYPERLINK l bookma

2、rk20 o Current Document 站房选址条件3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 站房建设方式4 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 土建站房4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 标准集装箱站房4 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 户外一体化站房5 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第三章水质自动分析仪6 HYPERLINK l bo

3、okmark32 o Current Document 河流断面监测标准要求6 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 分析仪器选型6 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 分析方法6 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 仪器基本功能7分析仪器选型配置8 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 第四章系统集成方案14系统概述14 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 总

4、体原则15 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 设计依据17 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 系统特点17 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 系统方案18 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 总体设计18 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 采样单元19 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 配水单元19

5、HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 预处理单元19 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 控制单元21 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 视频监控单元22 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 动力环境监控系统22 第一章项目建设概述项目建设能力中兴仪器是深圳市中兴新通讯设备有限公司（国务院确定的重点国有企业）的控股子公司。中兴仪器自1999年开始致力于环境监测仪器的研制、生产、销售，环境监测网络设计、建设

6、以及环境连续监测设备和监测网络的运营等业务。产品涵盖了水环境在线监测系统、空气质量在线监测系统、污染源水质在线监测系统、烟气在线监测系统、环境应急监测系统、污染源排放过程（工况）监测系统、园区环境监控预警系统以及环境监控管理信息系统等领域，在采用光学、电化学分析方法对水质和气体在线监测应用方面积累了雄厚的工程经验和技术优势，并获得了多项专利和软件著作权证书。中兴仪器是获得深圳市科工贸信委认定的高新技术企业、软件企业，中国环保产业协会会员单位。通过了ISO9OO1质量体系认证、IS014001环境体系认证，并获得了环境污染治理设施运营资质证书（自动连续监测（水、气）和生活污水类别）。公司在水站建

7、设方面经验丰富案例众多，总体上对水源地监测、河流断面监测以及湖泊水库、大江大河等做到了全方位覆盖。项目建设优势一、数据传输有效率利用中兴在通信产品中广泛使用的高可靠通信链路设计机制，确保数据传输的稳定、可靠，充分保障系统的数据传输有效率；二、网络可靠性采用中兴在通信产品中特有的高可靠网络管理设计理念，首次在环保物联网应用中采用设备管理和网元管理的创新技术，有效提升网络可靠性；三、运维管理系统专门配置了运维管理模块用于日常系统维护，对维护单位人员实行精细化管理，提升运营维护效率；四、网络化质控功能系统具备全面网络化质控功能，即在监控中心平台可对所有网络上监测系统进行远程控制，重点实现仪器设备异常

8、监测数据的自我识别与校正，达到仪器和系统实时质量控制和质量保障的目标；五、数据有效性审核功能系统具备数据有效性自动审核功能，通过引入在线专家支持库，对采集的数据有效性进行自动甄别，提升工作效率。六、大数据分析应用应用大数据分析技术，对系统的异常数据频率分析、监测数据统计分析、同一站点不同时段和流域的不同断面的水质数据分析，实现对水质环境的综合评价以及水质发展趋势作出预判；七、移动APP移动PP适用于移动终端如智能手机、PAD等，使得用户通过手机等移动终端即可实现对远程基站的监控，实现随时随地移动办公。主要功能有：通过APP应用，用户可以查取各站点任意时刻的仪器的监测结果；可以接收或者查取报警信

9、息；并可对远程站点进行控制，比如启动测试，启动清洗等操作，进行远程维护。第二章站房建设方案2.1设计规范及标准水环境监测规范SL219-98建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005火灾自动报警设计规范GB500116-98建筑物防雷设计规范GB50057-2000电子信息系统机房设计规范GB50174-2008复合接地体技术条件GB/T21698-2008建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004线型光纤感温火灾探测系统设计、施工及验收规范DBJ04-232-2005环境污染源自动监控信息传输交换技术规范町/T352-2007水质河流采样技术指导HJ/T52-1999地表水环

10、境质量标准GB3838-2002地表水和污水监测技术规范HJ/T91-2002样品的保存町493-2009采样技术指导町494-2009采样方案设计技术规定HJ495-2009水质自动采样器技术要求及检测方法HJ/T372-2007水质自动分析仪技术要求HJ/T96104、377-2003污染源在线自动监控监测系统数据传输标准HJ/T212-2005污染源在线自动监控（监测）数据采集传输技术要求HJ477-2009水污染源在线监测系统验收技术要求町/T354-2007水污染源在线监测系统安装技术规范HJ/T353-2007环境信息系统集成技术规范HJ/T418-2007地表水自动监测技术规范地

11、表水环境质量标准GB3838-2002水和废水监测分析方法（第四版）水质监测质量保证手册（第二版）2.2站房选址条件水质自动站站房位置的地域地质结构稳定，地势平坦，能抵御50年一遇的洪水。具备四通一平条件，即：通路、通电、通水、通电话以及土地平整。水质自动站采水点位选择不易受自然环境破坏。采水区域水量正常，具有水质代表性；站房所建位置的地理条件和周围环境，要安全可靠，便于工作人员的工作和对水站的管理。2.3站房建设方式2.3.1土建站房站房为砖混结构，二层（每层为100-125平方米），层高3.6m，室内外高差0.6m,总建筑面积200-250平方米，屋面防水等级为二级，抗震设防烈度为7度，建

12、筑合理使用年限为50年。站房分为二层：一楼可分为仪器间和简易实验室，仪器间安放自动监测仪器设备；二楼设置值班室、工作间、卫生间、会议室、设备备品间等5个部分。2.3.2标准集装箱站房集装箱站房采用标准集装箱进行改制，使其适用于水质在线监测的使用工况，更好的保证水质在线监测系统的稳定连续运行，为溪流断面的水质监测发挥岗哨作用。2.3.3户外一体化站房体积小，最小占地面积为两平方；重量轻，站房移动时不需要起重设备吊装，使用人力或者叉车即可实现站房装车运输；户外安放不需要土建设施；第三章水质自动分析仪河流断面监测标准要求地表水环境质量标准(GB3838-2002)国家环境监测技术规范环境水质监测质量

13、保证手册地表水环境质量标准(GB3838-2002)中华人民共和国环境保护行业标准(HJ/T98-2003)地表水和污水监测技术规范(HJ/T91-2002)水质河流采样技术指导(HJ/T52-1999)PH水质自动分析仪技术要求(HJ/T96-2003)电导率水质自动分析仪技术要求(HJ/T97-2003)浊度水质自动分析仪技术要求(HJ/T98-2003)溶解氧(DO)水质自动分析仪技术要求(HJ/T99-2003)高锰酸盐指数水质自动分析仪技术要求(HJ/T100-2003)氨氮水质自动分析仪技术要求(HJ/T101-2003)总磷水质自动分析仪技术要求(HJ/T103-2003)水质总

14、氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(HJ636-2012)分析仪器选型分析方法根据地表水环境质量标准GB3838-2002和生活饮用水卫生标准GB5749-2006要求。自动监测站监测参数尽可能满足国家环境质量标准需求；自动监测站监测参数选择考虑可实现在线监测的指标；配置常规水站常规监测指标实现全面及时的反应水质环境状况；选择特征污染物监测指标应对水库周围可能出现的污染；水质自动监测仪器分析方法序号项目方法1pH玻璃电极法2水温温度传感器法3电导率电导池法4溶解氧荧光法5浊度90散射光法6高锰酸盐指数分析仪高锰酸钾氧化-ORP滴定法7氨氮分析仪水杨酸分光光度法8总磷分析仪过硫酸盐氧化钼酸铵

15、分光光度法9总氮分析仪碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法10重金属总铅分析仪分光光度法11重金属总镉分析仪分光光度法12重金属总砷分析仪分光光度法13重金属总锰分析仪甲醛肟分光光度法仪器基本功能具有仪器基本参数贮存，断电、断水自动保护与来电、来水自动恢复功能具有时间设置功能，可根据需要任意设定监测频次。具有仪器故障自动检测自动报警、异常值自动报警及试剂液位报警功能。具有自动清洗功能。具有定期自动校准功能。具有密封防护箱体及防潮功能。具有仪器状态远程显示功能。具有双向数据传输功能和工作状态输出功能。具有出信号采用4-20mA和RS-485/232标准接口。具有仪器设备的远程控制。具备标样核查功能。

16、分析仪器选型配置五参数在线分析仪品牌：中兴仪器；型号：S310pH/T测定范围：pH：0-14；温度：0-50C示值误差：0.1pH重复性:W0.05pHpH漂移：土0.1pH响应时间：30sMTBF：720h/次电导率测定范围：(0200/1000/10000)uS/cm示值误差：1%重复性:1%响应时间：30s溶解氧测定范围：0.020.0mg/L示值误差：0.3mg/L重复性：W0.15mg/L响应时间：60s绝缘阻抗：5MQ以上浊度测定范围：0500/1000/5000NTU重复性:W2%零点漂移：1%量程漂移：1%线性误差：5%3.2.3.2高锰酸盐指数在线分析仪品牌：中兴仪器；型号

17、：E310测量方法：高锰酸钾氧化-ORP滴定法测量范围：020mg/L；20200mg/L（更多量程可扩展）精密度：W5%准确度：5%零点漂移：5%量程漂移：5%实际水样比对实验：10%平均无故障连续运行时间：1440h/次测量模式：间隔测量（19999min）、整点测量、手动/远程触发测量校准模式：自动校准（可设置校准间隔）、手动/远程触发校准重量：约20Kg（不含试剂）工作环境：温度:+5C45C，湿度：W90%电源要求：220VAC+10%/5060Hz模拟输出及通讯：420mARS232/RS485功耗：W300W3.2.3.3氨氮在线分析仪（水杨酸法）品牌：中兴仪器；型号：C310测

18、量方法：水杨酸分光光度法测量范围：08/80/300mg/L（更多量程可扩展）准确度：5%或0.1mg/L（二者中的较大值）平均无故障连续运行时间：1440h/次精密度：W5%零点漂移：5%量程漂移：5%实际废水样品比对实验：W10%测量模式：间隔测量（19999min）、整点测量、手动/远程触发测量校准模式：自动校准（可设置校准间隔）、手动/远程触发校准电源要求：220VAC+10%/5060Hz模拟输出及通讯：420mARS232/RS485工作环境：545C,RHW90%仪表重量：约15kg（不含试剂）3.2.3.4总磷在线分析仪品牌：中兴仪器；型号：C310测量方法：过硫酸盐氧化钼酸铵

19、分光光度法测量范围：02.0/10.0/50.0mg/L（可扩展）精密度/重复性误差：土3%准确度：土5%平均无故障连续运行时间：1440h/次零点漂移：土3%量程漂移：土3%实际废水样品比对实验：土10%测量模式：间隔测量（19999min）、整点测量、手动/远程触发测量校准模式：自动校准（可设置校准间隔）、手动/远程触发校准通讯接口：420mARS232/RS485电源要求：220VAC土10%/5060Hz工作环境：545C,RHW90%仪表重量：约15Kg（不含试剂）3.2.3.5总氮在线分析仪品牌：中兴仪器；型号：C310测量方法：碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测量范围：02.0/

20、10.0/50.0mg/L（可扩展）精密度：W5%准确度：土5%平均无故障连续运行时间：1440h/次零点漂移：土5%量程漂移：土5%实际废水样品比对实验：W10%测量模式：间隔测量（19999min）、整点测量、手动/远程触发测量校准模式：自动校准（可设置校准间隔）、手动/远程触发校准电源要求：220VAC+10%/5060Hz模拟输出及通讯：420mARS232/RS485工作环境：545C,RHW90%仪表重量：约15Kg（不含试剂）3.2.3.6重金属在线分析仪品牌：中兴仪器；型号：C310采用高精度微量测量,所需试剂仅为同类仪表试剂量的1/41/10；仪表微型化,集成程度高,便于运输

21、和安装；整套管路系统采用防腐蚀材料,并且前向维护,减少维护量；平台化和模块化设计,易于维护和快速修复,通用模块达95%；具备远程标样核查,加标回收功能；具备仪表状态远程监控及软件远程在线升级功能；自动/手动/远程测量、清洗与校准；采用高清7寸彩色触摸屏,中文界面显示,完善的用户权限管理；支持4-20mA、RS232、RS485通讯接口及MODBUS通讯方式；故障报警、试剂余量预警、上电自检、断电保护功能。第四章系统集成方案系统概述中兴ZE-WM2000水质环境在线自动监测系统是以在线自动监测仪器为核心,建立基于GIS/GPS/RS技术的监测预警和应急处理决策支持系统。综合利用自动控制、无线通讯

22、、数据库及网络工程等技术，实现地表水监测从采集、传输、处理、计算、分析、输出、共享等全过程的数字化管理，实现江河湖泊流域水质监测设备自动测量、自动传输数据、监控和网络化管理等功能。系统可按预设程序控制采、配水单元、现场监测仪器、辅助自动清洗系统、自动进样装置、清洁水制备装置等运行，同时通过数据采集及传输系统，实时的将仪器的测量结果、系统运行状况、各台仪器的运行状况、系统日志、系统故障、仪器故障等信息经过子站控制管理系统自动传送到中心站。系统可以实现水质的实时连续监测和远程监控，及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况，预警预报重大流域性水质污染事故，解决跨行政区域水污染事故纠纷，监督总量控制制度

23、落实情况。能对水污染事故迅速建立事故相关区域的水环境污染物转移扩散和反应模型，为我国流域水质突发事件的预警和应急指挥提供方便快捷的技术支持。总体原则中兴ZE-WM2000水质环境在线自动监测系统设计合理、可靠、实用、经济、运行维护简单方便、运行维护费用低、操作安全简洁、符合国标、国内和环保部的标准和规范，满足水质的实时连续监测和远程监控的要求；可将水质及系统运行状况信息传送到水环境监测中心，使工作人员能够及时准确地掌握其水质状况，实现水质自动监测远程监控的目的。依据建设文件要求，结合用户实际情况和现场情况，我公司本项目建设的总体设计原则如下：（1）根据用户的“满足生产需要、适度控制规模、兼顾整

24、体规划、讲求投资效果”的建设要求，总体设计保证实用性、先进性、开放性、安全性和经济性的特点。（2）尽量避免或减少施工过程中对堤防、站房内部、外部场地、道路及围墙等施工造成破损，对破损及时进行恢复性整修。（3）中兴对整体工程各个单元进行设备集成，完成整体系统建设，提供的总体技术方案必须满足标准和规范要求。该技术方案包括实现招标文件中所规定的各项功能所采用的设计、方法和效果。总体设计符合国家、行业有关技术标准和规范。（4）设计方案中的仪器设备的选型原则：选型的仪器设备必须性能稳定可靠，易于操作维护，运行成本合理；必须是品牌厂商原装、全新的、符合国家及采购方提出的有关质量标准；性能必须达到或优于招标

25、文件所列技术指标。（5）系统提供的水质监测数据准确度和精密度满足要求，与实验室同步监测数据在允许误差范围内。（6）系统选用设备原则：结构简单、性能可靠、能耗低，可在无人值守的条件下长期、稳定工作。（7）兼容性和可扩展性原则。（8）采水方案设计原则：通过现场踏勘，结合不同水站的现场情况，分别提供满足每个水站室外采水要求的完整的设计方案及详细说明。采水单元设计符合水样采集需要，水中构筑物设置明显安全警示标志和装置。采水设备便于维护，并考虑备用设备；采水管路不影响被测水质。（9）预处理设计原则提供满足水样预处理要求的完整的设计方案及详细说明。（10）自动化及通讯设计原则建成后自动化程度高，易操作；采

26、用标准的通讯协议，便于用户根据需求进行扩展；根据现场条件采用合适的通讯方式。（11）远程控制设计原则系统具备远程显示仪器状态、远程校准和远程清洗功能。（12）通过建设视频监控系统，对水体表观及站房内主要区域实施实时视频监控。（13）系统控制软件设计原则界面设计简洁、美观、实用，功能全面且操作方便。（14）系统设计包含系统具有可靠的防雷、防冻、防盗、防潮等保护措施。（25）本项目设计与建设工作思想是牢固树立为业主服务的思想，设计工作要对设计全过程负责，各施工阶段要保证质量和技术水平先进，满足设计深度要求，做好服务工作。设计依据本投标人的方案设计完全按照中华人民共和国现行的设计和验收规范及行业现行

27、标准执行。设计方案中采用的技术规范和标准如下：建筑防雷设计规范(GB50057-2010)；地表水质量自动监测技术规范(试行)水污染物排放总量监测技术规范水环境监测规范(SL219-1998)国家环境监测技术规范地表水环境质量标准(GB3838-2002)中华人民共和国环境保护行业标准(HJ/T98-2003)地表水和污水监测技术规范(HJ/T91-2002)水质采样技术指导(GB/T12998-1991)水质采样样品的保存和管理技术规定(GB/T12999-1991)供配电系统设计规范系统特点适用性中兴ZE-WM2000水质环境在线自动监测系统简易适用，易于掌握、操作、管理和维护。设计时，以

28、系统自动运行为设计根本，以简洁稳定为设计理念，以用户使用为设计基础。在系统的各个单元的设计上都体现简易实用的设计理念，也使得整个系统易于掌握、操作、管理和维护。成熟性中兴仪器一直致力于水质自动监测站的建设工作，在持续的建设过程中，我公司从经验教训中不断地进行总结，使得技术方面日臻完善、成熟。任何复杂、功能众多的系统如果没有稳定性作为保障就实现不了自动稳定的监测，水质自动监测系统需要提供连续的、有效地监测数据。可扩展性针对项目的招标要求，我们设计了系统的开放式结构方式，其具有充分的可扩展性。数据采集与传输单元的现有配置中已预留一定的控制和通讯系统的接口，能够在控制和通讯功能上提供硬件支持。4.2

29、系统方案4.2.1总体设计系统总体设计具有完整性、适用性、成熟性、先进性和可扩展性的特点，符合国家、行业有关技术标准和规范，充分体现标准化与开放性。所采用的仪器设备符合结构简单、性能可靠、能耗低的原则，现场系统自动控制运行，自动进行系统故障诊断，并可在无人值守的情况下长期工作。系统具有良好的兼容性和可扩展性，充分考虑将来仪表的扩充要求。取样方式设计合理，不影响水质参数的检验结果，在恶劣气候下可稳定运行。具有仪器基本参数储存，断电、断水自动保护与来电、来水自动恢复功能。能够判断故障部位和原因，具备故障自动报警以及状态异常自动报警功能，具备监测参数设置功能。每个监测过程前先对系统内部管路进行润洗，

30、监测后可自动对管路进行反吹热水清洗，并可设置清洗周期。有抑制藻类在系统内孳生的功能。对系统工作方式采用连续或间歇可调节式的测量及取样方式，且系统的间歇工作周期可设定。对于过程仪表的水样供给，应具备合理的分离沉砂和过滤装置。具备远程显示仪器状态、远程校准和远程清洗功能，远程监控。系统数据自动采集、处理及传输，同时应设计标准MODBUS协议的RS485或RS232数字输出接口供选择。系统控制软件界面设计前卫、简洁、美观，(中文界面)功能全面且操作方便，适合监测技术人员和领导解读。具有可靠的防雷、防火、防冻、防盗、防潮、防藻、防虫等保护措施。采样单元本系统采水技术方案是结合了我公司大量水站建设经验，

31、特别是河流、湖泊上的采水工程经验，针对现场情况，提出的经济适用的采水方案。不仅从采水的形式上提出了合理的设计，而且也充分考虑了材料设备的选型，能适应各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等环境、以及安全防护等因素，能够确保采水系统达到预期的功能、效果。保温与防冻：考虑冬天温度低，系统管路敷设设计时考虑了防冻措施。水气界面全程伴热，管线外加密封保温材料进行保温，即要敷设相同长度的伴热管线，保持采样系统温度在冰点以上，保证水管不被冻坏。反冲洗功能：采水系统预留反冲洗管道借口，具备足够的反冲洗能力，保证管道内无泥沙、无藻、管壁无附着物。配水单元配水单元是将采水单元采集到的样品根据所有分析仪器和设备的用水

32、水质、水压和水量的要求分配到各个分析单元和相应设备，并采取必要的清洗、保障措施以确保系统周期运转。预处理单元水样的预处理可保证分析系统的连续长时间可靠运行，不采用拦截式过滤装置。本单元包括原水的沉沙、过滤、杀菌等。在不失去水样的代表性的前提下，对水样进行预处理，预处理目的是消除干扰仪表分析的因素，根据不同仪表的具体要求选定，它与分析仪表共同组成分析单元。预处理系统的设计主要遵循以下原则：预处理单元保证在特殊情况下的系统自我保护和及时发出相关警报给监测中心。具备自动反清（吹）洗功能，预处理单元的自动运行及定时反清（吹）洗由控制系统控制，并能够在中心站计算机的控制画面中通过指令来切换预处理单元是处

33、于自动运行状态还是反清（吹）洗状态。预处理单元能在系统停电恢复并自动启动后按照采集控制器的控制时序自动启动。预处理装置由经水气反冲器加压的水样进行自动反冲洗，以防止其堵塞，确保分析仪表的正常运行。预处理单元的自动运行和自动清洗由基站控制管理系统控制，也可由中心站通过指令由基站控制管理系统实施实时控制。为保证不同分析仪器或传感器对监测水样流速的需求，预处理单元具有分流配水和控制监测水样流速的功能。预处理单元能在系统停电恢复并自动启动后按照采集控制器的控制时序自动启动。保证处理后的水质不仅要消除杂物对监测仪器的影响，又不能失去水样的代表性。根据不同仪器采取恰当的过滤措施，特别情况下，选择精密过滤器

34、对水样进行二次处理。系统除藻系统除藻采用热水进行管路清洗。技术特点：系统间断模式运行，保证了系统清洗和灭藻工作的多量次，从而达到清洗和抑制藻类等物质生长的有效性。不添加任何有毒有害的化学药品，不会对水体产生二次污染；能防止水中产生细菌和病毒；设备安装操作维护简单，运行安全。废液处理本项目设计系统废液处理装置，为防止仪器废液对环境造成二次污染，我系统认真设计了独立的废液收集系统。控制单元方案概述控制单元的核心是PLC控制器和现场工控机系统。现场工控机系统通过PLC控制器完成对系统各单元的控制，自动站检测设备与现场工控机通过有线传输，保证数据传输准确可靠。PLC控制器与其他控制部件都集成在中心控制柜中，中心控制柜面板支持手动操作按钮，包括清洗、采水、仪表触发、仪表停止、仪表运行、系统自动运行等按钮，并提供运行指示灯和告警指示灯。PLC控制器的输出输出接口数量满足系统控制点的需求，并且预留了一定余量以便以后扩展。现场工控机部署在一体式系统机柜中，运行现场监控软件和数据采集与传输软件，现场监控软件完成水质自动监测系统控制、数据采集、存储、处理功能。经RS232串口与PLC控制器相连，实现采水