第一部分 技术方案 1. 系统概述
根据张家峁煤矿提出的污染源在线监测需求, 聚光科技 (杭州 有限公司推 出 WMS-2000水污染源在线监测系统(以下简称 COD-2000、氨氮 -2000系统 可以连续在线监测污染源水体中的化学需氧量(COD 浓度、氨氮、 pH 值、流 量、悬浮物、浊度、等污染因子,并能对测量到的数据进行有效管理。
WMS-2000系统由污染因子(COD 、氨氮、 pH 值、流量、悬浮物、浊度、 溶解氧、 等 监测子系统、 采样及预处理子系统 (采水泵、 采水管路、 过滤装置、 水质自动采样器等 、数据采集与处理子系统、监视传感子系统、监测站房子系 统、排放口建设子系统等组成。
污染源因子中的 COD 测量采用经典的重铬酸钾氧化法;氨氮测量采用了国 标法 -纳氏试剂比色法;流量测量采用了超声波回声测距法的超声波明渠流量计 或法拉弟电磁感应原理的管道电磁流量计; pH 测量采用了具有温度补偿功能的 玻璃电极法;悬浮物 /浊度测量采用了可见光透射和散射原理;溶解氧测量采用 了薄膜电流式电极法;超标留样采用了单片控制技术控制计量蠕动泵进行采样。 所有测量结果通过通用模拟量输入输出接口统一上传至数据采集系统, 然后 将结果进行数据的储存和图形分析, 并通过专业环保数据采集仪上传至上一级环 保部门。 该系统实现了完全自动化的监测功能, 可自动启动和停止, 自动进行数 据存储和上传, 真正实现了工作现场无需人员值守。 整套系统结构简单, 维护工 作量少,实时性强,运行成本低,同时系统采用模块化结构,可任意组合监测项 目。此外,该系统还能够与企业内部的 DCS 系统通讯,同样可实现以上所有的 功能。
图 WMS-2000系统示意图 2. 系统参考标准规范
《水质 化学需氧量测定 重铬酸盐法》(GB11914-89
《水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法》(GB7467-87 《水质 铵的测定 纳氏试剂比色法》(GB7479-87
《水质 氰化物的测定 第一部分 总氰化物的测定》(GB7486-87 《水质 氰化物的测定 第二部分 氰化物的测定》(GB7487-87
《水质 挥发酚的测定 蒸馏后 4-氨基安替比林分光光度法》(GB7490-87 《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》(GB11893-89
《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(GB11894-89 《水质 水温的测定 温度计或颠倒温度计测定法》 (GB13195-91
《水质 总有机碳的测定 燃烧氧化 -非分散红外吸收法》(HJ/T71-2001 《 pH 水质自动分析仪技术要求》(HJ/T 96-2003
《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 《氨氮水质自动分析仪技术要求》(HJ/T 101-2003 《总磷水质自动分析仪技术要求》(HJ/T 103-2003 《总氮水质自动分析仪技术要求》(HJ/T102-2003
《紫外(UV 吸收水质自动在线监测仪技术要求》(HJ/T 191-2005 《水质 镉 铜 铅 锌的测定 阳极溶出伏安法》 HZHJSZ00116
《水质自动采样器技术要求及检测方法》(HJ/T372-2007
《环境保护产品技术要求 超声波明渠污水流量计》(HJ/T 15-2007 《水污染源在线监测系统安装技术规范(试行》(HJ/T 353-2007 《水污染源在线监测系统验收技术规范(试行》(HJ/T 354-2007 《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 《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
《环境保护产品技术要求 电磁管道流量计》(HJ/T 367-2007 《水质自动采样器技术要求及检测方法》(HJ/T 372-2007
《环境保护产品技术要求 化学需氧量(CODcr 水质在线自动监测仪》 (HJ/T 377-2007
《污染源在线监控(监测系统数据传输标准》(HJ/T212-2005
《环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范 (试行 》 (HJ/T352-2007 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168-92
《接地装置施工及验收》(GB50169-92 《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94 《供配电系统设计规范》 (GB50052-95 《建筑设计防火规范》(GB50016-2006 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001
《自动化仪表工程施工及验收规范》(GB50093-2002 《安全防范工程技术规范》 (GB50348-2004 《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008
《工业自动化仪表工作条件 温度、湿度和大气压力》(ZBY120-83 《环境保护图形标志 — 排放口(源》(GB/T15562.1-1995
3. 总体描述和技术方案 3.1. 项目总体规划
根据本项目要求, 并结合我们公司对标段辖区内的水质在线监测设备的的调 查情况, 我们公司在充分考虑当地现有资源的充分利用、 优势互补, 根据相关国 家标准和规范要求,对本项目进行了实际、合理、可行的总体规划。总体规划中 既考虑满足现有水污染源在线监测的要求, 又考虑了今后随着国家对环境保护的 力度进一
步加大而提出更高要求做好了规划, 体现了一定的兼容性和前瞻性, 从 而降低了标段辖区后期的在线监测成本。
3.2. 项目实施方案
根据本项目的招标要求并结合我们公司的实际情况, 本项目我们将采取以下 的实施流程和方案:
1 现场勘查
首先, 根据辖区内的排污企业的布局制定现场勘查计划, 并安排工作经验丰 富且技术能力过硬的专业技术支持工程师前往排污企业调查具体工况, 包括在当 地环保主管部门指导下和企业确定在线监测设备的安装位置、 现场水质情况、 排 污企业的生产工艺等。 并根据我们公司现场勘查的实施流程要求, 正确填写 《水 污染源在线监测系统工况调查表》 ,最终汇总后提交公司的环保系统设计部门进 行项目的详细设计。
2 系统设计
公司的环保系统设计部根据现场人员的调查结果, 设计适合现场实际工况的 水污染源在线监测系统,以达到现场在线监测的要求。
3 现场安装调试
根据安装现场的实际情况制定合适的安装调试方案, 并安排专业的水质技术 支持工程师进行实施,使得在线监测设备尽快投入正常运行。
4 设备验收
根据国家在线监测设备验收的相关规定,并结合当地环保主管部门的要求, 有计划性的对在线监测设备进行比对实验,并根据比对的结果提交验收报告。 4. 系统技术方案
4.1. 系统监测项目及监测方法
◆化学需氧量(COD :经典重铬酸钾氧化法 ◆氨氮:纳氏试剂比色法 ◆流量:超声波回声测距法
◆流量:法拉弟电磁感应原理(管道电磁流量计 ◆pH :具有温度补偿功能的玻璃电极法 ◆悬浮物 /浊度:可见光透射和散射原理
◆水质超标留样:采用单片控制技术控制计量蠕动泵进行采样 4.2. 系统组成
WMS-2000水污染源在线监测系统由污染因子(COD 、氨氮、 pH 值、流量、 悬浮物、溶解氧、 监测子系统、采样及预处理子系统(采水泵、采水管路、过 滤装置、水质自动采样器等 、数据采集与处理子系统、监视传感子系统、监测 站房子系统、排放口建设子系统等组成。各个组成部分的详细情况见下表:
4.3. 系统组成设备详细介绍 4.3.1 COD 在线分析仪 4.3.1.1 仪器介绍 ✓仪器型号:COD-2000 ✓技术平台:顺序注射分析 ✓测量原理:经典重铬酸钾氧化法 ✓检测原理:分光光度法
✓生产厂家:聚光科技
图 COD 在线分析仪 4.3.1.2 工作原理
经典重铬酸钾氧化方法与全新测试技术有机统一,样品在强氧化剂 (重铬酸 钾 、催化剂 (硫酸银 和高温 (175℃ 的条件下,快速消解,同时铬离子作为氧化 剂被还原而发生颜色改变,颜色改变程度与样品中有机化合物的含量成比例关
系,仪器通过比色换算直接将样品的 COD 值显示出来。
仪器的测量原理完全符合国家标准《 GB11914-89 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》 。仪器流路示意图如下
图所示:
图 COD 在线分析仪流路示意图
仪器采用全球领先的顺序注射技术, 将待测样品、 汞试剂、 重铬酸钾和浓硫 酸 (含硫酸汞 通过一个注射泵和一个多通道选向阀按一定顺序分别被吸入一段 储液环中, 然后通过多通道选向阀的切换和注射泵的反向运动, 将该区带试剂推 向反应室, 试剂在反应室内被高温高压消解, 消解完毕后在消解池内完成光吸收 信号的采集和处理。 然后快速冷却后通过多通道选向阀排出, 检测完的流体排入 一个废液收集瓶中,同时仪器进行 COD 浓度的计算和总终结果的显示输出。 整个过程中利用储液环, 试剂和样品不与注射泵直接接触, 保证了注射器的 使用寿命。分析仪的测量量程以及测量间隔可根据用户实际需求进行设定。 4.3.1.3 仪器特点
1 可靠性高 , 维护量小
选用全球领先的顺序注射平台,试剂消耗量少,为目前市场上的化学方 法 COD 在线监测仪器试剂用量的 1/5~1/20,从而二次污染少;
✓高集成度多通道选向阀,单一阀体可以实现 8个流路的切换功能,构造 简洁; ✓阀头流路采用激光微刻技术,精确控制刻槽的尺寸与定位,保证流路在 阀位切换时无死体积,从而保证无试剂残留,阀体采用自润滑材料和防 酸防碱防腐材料,保证了阀头转动过程的润滑,也保证了阀体使用的寿 命;
✓创新的储液环结构,样品或试剂不直接与注射器接触,避免注射流路的 磨损和腐蚀;
2 测量准确,适用范围广
✓采用与国标 (GB11914-89 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 一致的 分析方法,性能指标满足行标 (HJ/T 377-2007 水质 化学需氧量的测定 快速消解分光光度法 及检定标准(JJG 1012-2006 化学需氧量(COD 在线自动监测仪一致的规定要求,适用于环保污染源排放口的化学需 氧量 (CODcr自动监测;
✓高分辨率注射泵,最小定量体积为 0.8μL,样品和试剂体积定量精确, 重复性好,远高于常规化学方法仪器;
✓自动色度、浊度补偿算法,充分考虑现场实际水样的情况,监测结果真 实、可靠;
✓针对 COD 监测特别定制的预处理采样器,允许悬浮颗粒物被同时采样, 再使用均质器将其粉碎,由粗及细、多级过滤,配合自动反吹与自动清 洗,保证样品具有良好代表性的同时,也避免了大型悬浮物颗粒堵塞管 路;
✓独特的气泡搅动混合技术,确保样品和试剂充分混合; 3 使用安全 , 分析高效
✓自动试剂余量不足报警功能,当出现试剂不足时,仪器自动报警,提示 用户进行维护;
✓可靠的过压、过温保护装置,用户使用更为安全放心;
✓创新的自动直风速冷装置,提高了冷却效率,缩短了样品分析时间。 4.3.1.4 技术指标
4.3.2氨氮在线分析仪 4.3.2.1 仪器介绍
✓仪器型号:NH3N-2000 ✓技术平台:顺序注射分析 ✓测量原理:纳氏试剂比色法 ✓检测原理:分光光度法 ✓生产厂家:聚光科技
图 氨氮在线分析仪 4.3.2.2 工作原理
NH 3N-2000氨氮在线分析仪是在顺序注射分析技术平台上按照国标《水质 铵的测定 纳氏试剂比色法》 (GB 7479-87 对样品中的氨氮进行分析监测。 以游 离或离子形态存在的氨首先与纳氏试剂反应生成黄棕色络合物, 然后用分光光度 法进行检测,样品的吸光度值与氨氮浓度成正比。
NH 3N-2000分析仪通过高精度注射泵和多通道选向阀将相应体积的样品、 酒 石酸钾钠和纳氏试剂输送到测量室(流通池内,充分混合反应后,再进行分光 光度法检测,根据样品的吸光度值计算得到样品的氨氮(NH 3-N 含量。
整个过程中利用储液环, 试剂和样品不与注射泵直接接触, 分析仪的测量量 程以及间隔可根据用户需求进行定制。 仪器的测量原理完全符合国家标准的水质 氨氮测定方法 《水质 铵的测定 纳氏试剂比色法》 (GB 7479-87 , 检测结果准确、 可靠。
图 氨氮在线分析仪流路图 4.3.2.3 仪器特点
1 可靠性高,维护量小
✓选用全球领先的顺序注射平台,试剂消耗量少,为常规化学方法仪器试 剂用量的 1/20,适于长时间在线监测;
✓高集成度多通道选向阀,单一阀体可以实现 8个流路的切换功能,构造 简洁,阀头结构设计上采用激光微刻的方式,无试剂残留;
✓创新的储液环结构,样品或试剂不直接与注射器接触,避免注射流路的 磨损和腐蚀;
✓阀头流路采用激光微刻技术,精确控制刻槽的尺寸和定位,保证流路在 阀位切换时无死体积,从而保证无试剂残留;
2 测量准确,适用范围广
✓采用与国标 (GB7479-87 水质 纳氏试剂比色法 一致的分析方法, 适用于 废水、地表水和饮用水的氨氮监测,比对一致性好;
✓高分辨率注射泵,最小定量体积为 1μL,样品和试剂体积定量精确、重 复性好,远高于常规化学方法仪器;
✓独特的样品预处理设计专门针对氨氮监测设计,将高精度过滤与高效自 清洗相结合,在保证样品具有代表性的同时,有效避免了长期运行中预 处理系统的堵塞;
✓独特的气泡搅动混合技术,确保样品和试剂充分混合; 3 分析高效,快捷
✓监测过程快速便捷, 8min 即可实现一个样品分析,结果实时性高; ✓自动漏液报警功能,当出现试剂泄漏时,仪器自动报警,提示用户进行 维护。
4.3.2.4 技术指标
4.3.3超声波明渠流量计 4.3.3.1 仪表介绍
✓仪 器:超声波明渠流量计 ✓型 号:WL-1A1 ✓生产厂家:北京九波
✓测量原理:超声波回声测距法; ✓测量参数:流量
图 WL-1A1超声波明渠流量计 4.3.3.2 工作原理
WL-1A1仪表直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时,在明渠上安装 量水堰槽。 量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。 仪表测量量水堰槽内 的水位,再按相应量水堰槽的水位 -流量关系反算出流量。普通明渠内流量与水 位之间的对应关系,受渠道的坡降比和表面糙度影响。在渠道内安装量水堰槽, 产生节流作用, 使明渠内的流量与液位有固定的对应关系。 这种对应关系主要取 决于量水堰槽的构造尺寸,渠道的影响减至最小。
仪表工作时,超声波感器固定安装在被测量液面上方。探头向水面发射脉冲 超声波。 声波通过空气到达液面, 声波被液面反射成为反射波, 探头接收反射波
称为回波。 探头下边的校正棒也产生反射被探头接收称为校正波。 仪表根据发射 波与回波、 发射波与校正波之间的时差, 求出探头到液面的距离。 在与探头到水 位零液位的距离 L 减,即求出液位高度 H 。
WL-1A 仪表的探头安装在量水堰槽水位观测点位置上,测量流经量水堰槽 的水位。 在仪器安装时, 把相应量水堰槽的水位流量关系以数表形式经由按键装 入仪表内存储器。仪表的微处理机由测出的水位,用查表法求出对应的流量值。 数表中两相邻数值之间的数,用线性插值法求出。
图 仪器工作原理 4.3.3.3 仪表特点 1 非接触式测量
传感器不与流体接触,不受污水的腐蚀和粘污。传感器为 ABS 外壳全密封 结构,耐、耐碱、耐腐蚀,在潮湿环境里可长期靠运行。
2 直接测流动水面
传感器直接测流动水面的液位,不使用静水井 , 可以防止因使用静水井 , 污水 中的悬浮物、 泥沙等堵塞连通管, 造成静水井与量水堰槽内水位不一致, 或因冬 季结冰,形成虚假液位,从而导致流量测量错误。
3 广泛的适应性
通过键盘设置仪表参数, 可与各种量水堰槽配用。 以适应地表明渠、 地下涵 管等不同的应用条件。
4 完整的技术支持
随机文件提供仪表安装方法, 参数设置方法, 量水堰槽构造及安装方法, 流 量误差检定方法等。
5 质量可靠
本产品经过近二十年的生产、 经营、 完善, 现场使用证明本产品性能符合污 水计量使用要求。
4.3.3.4 仪表结构
图 超声波明渠流量计外形尺寸图
图 探头部分的外形尺寸 4.3.3.5 技术指标
✓测量方法:超声波回声测距法 ✓流量范围:10L/S~10m 3/s
✓累计流量:8位十进制数,累满后自动回零
✓流量精度:5%(配用量水堰槽 1~3%的不确定, 再附加上 1~2%的仪表 误差 ✓测距范围:0.4~2m ✓测距精度:±3mm ✓液位分辩:1 mm
✓工作温度:-20℃~55℃
✓防护等级:仪表显示部分:IP66(仪表下部的过线孔要堵死 ;探头部分: IP68 ✓接入其他仪表的 4~20mA 电流:仪表内部采样电阻:200Ω;负端与仪表 地端共接可以接入的数量:I1、 I2、 I3、 I4共 4路
✓可以接配的打印机:接口插座, DB25插孔;设定为“打印记录”时:EPSON 兼容(建议配用 TP~μP40T ; 设定为“定时打印”时 :仅 TP~μP40T (需用该 打印机内的汉字库
✓工作电源:220V ±10%, 6W
✓仪表日历钟计时误差:<5分钟 /每月
✓仪表数据储存量:每月、每天、每小时的记录:仅记录流量>2年,附 加其他仪表 4路>4个月 每分钟的记录:仅记录流量>8小时, 附加其他仪表 4路>4小时
✓输出:4~20mA , RS232
✓继电器:控制方式:每累计设定的 m 3闭合一次、液位警报、液位上限、 液位下限可选。类型:单刀双掷(常开、常闭 。触点容量 250V AC;30V DC 1A
4.3.4pH 计(pH-200 4.3.4.1 仪表介绍 ✓仪 器:pH 计 ✓变送器型号:pH-200 ✓电极型号:S400 ✓生产厂家:聚光科技
✓测量原理:电极法 ✓测量参数:pH 4.3.4.2 仪表特点 ✓简化的操作菜单设定
✓稳定的内存记忆,确保数据不因电源关闭而丢失 ✓来自键盘的三点校正和电极效率显示 ✓自动温度补偿 (ATC
✓无 ATC 探头时设置手动温度补偿 , 校正温度和过程温度独立设定 ✓蜂鸣报警的屏蔽、开启功能
✓分别可调的高、低点迟滞宽度保护继电器在设定点附近不至于过分频繁 跳动
✓不对称的 pH/ORP 输入
✓大屏幕白色背光液晶显示,白底黑字,更易于清晰地读出测量结果、多 重提示、报警状态、操作和出错信息
✓4~20mA 隔离电流,可逆向、可迁移输出 ✓菜单浏览功能和菜单修改的密码保护功能 4.3.4.3 技术指标
4.3.5溶解氧(DO 在线分析仪 4.3.5.1 仪表介绍 ✓控制器型号:DC-5300
✓电极型号:德国 WTW TriOxmatic690电极 ✓测量原理:薄膜电流式电极法 ✓生产厂家:上泰仪器
图 4-34 溶解氧在线分析仪 4.3.5.2 工作原理
氧在水中的溶解度取决于温度、 压力和水中溶解的盐。 溶解氧分析仪传感部 分是由金电极 (阴极 和银电极 (阳极 及氯化钾或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜 扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上
0.6~0.8V 的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生 电流,整个反应过程为:
阳极 Ag+Cl→AgCl+2e- 阴极 O2+2H2O+4e→4OH -
根据法拉第定律:流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比, 在温度不 变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。
4.3.5.3 仪器特点
✓144×144微电脑设计溶解氧变送器;
✓户外防水型设计适合墙装、盘装、圆管安装; ✓大型液晶显示幕,附操作状态及特殊符号显示; ✓具背光感应器,自动及手动背光设定功能; ✓可搭配 MT 、 WTW 等多种型号的电极; ✓提供电极自动清洗装置接点,程序设定输出;
✓具自动校正、自动温度补偿及手动压力补偿、盐度补偿功能; ✓密码锁及组合键进入设定、校正模式设计,增强安全防护; ✓具两路 0/4~20mA输出对应设定 DO 、 Temp ; 4.3.5.4 技术指标
✓测试范围:mg/L O2:0.00-60.00mg/L; ✓%Air:0~500%;
✓温度:-5.0℃~55℃;
✓分辨率:mg/LO2:0.01mg/L; %Air:0.1%;温度:0.1℃; ✓准确度:±0.3 mg/L
✓仪表精度:mg/LO2:±1%±1Digit ; ✓%Air:±1%±1Digit ; ✓温度:±0.1%±1Digit ;
✓温度补偿:在 -5.0℃~+55℃利用温度传感器自动进行温度补偿; ✓压力补偿:500~1100mbar 自动补偿;
✓盐度补偿:0.0~70.0ppt 手动设定补偿 ✓工作温度:0℃~50.0℃ ✓MTBF :≥720h/次 ✓储存温度:-10℃~70℃
✓显示屏:大型 LCD 显示主参数 /温度双指示
✓模拟输出:隔离式 0/4-20mA输出选择,两路程序设定对应主参数 /温度 ✓继电器输出:高低点、滞后任意程序设定,两组 ON/OFF输出, 240V AC 最大电流 0.5A
✓清洗接点:ON 0~999秒 /OFF 0~999小时; 一组 ON /OFF输出; 240V AC 最大电流 0.5A ;
✓电源输入:88-265V AC 宽电源、 50/60HZ ✓安装方式:墙面安装、盘面安装、圆管挂装 ✓仪表尺寸:144mm×144mm×115mm(H×W×D
✓挖孔尺寸:138mm×138mm(H×W ✓重 量:0.8Kg 21
4.3.6 悬浮物浓度计 4.3.6.1 仪表介绍
✓仪 器:悬浮物浓度计 ✓型 号:MLSS10AC ✓测量原理:可见光散射法 ✓生产厂家:北京天健
图 4-35 悬浮物浓度计外观图 4.3.6.2 工作原理
传感器上发射器发送的红外光在传输过程中经过被测物的吸收、 反射和散射 后仅有一小部分光线能照射到检测器上, 透射光的透射率与被测污水的浓度有一 定的关系,因此通过测量透射光的透射率就可以计算出污水的浓度。
MLSS 浓度计的传感器使用了四光束技术,如下图所示: 22
图 4-36 MLSS 浓度计的四光束原理图
四光束技术利用两个发射器和两个检测器, 每个发射器发送的光线经过透射 后照射到两个检测器上, 这样就产生一系列的光路, 得到一个数据矩阵, 然后通 过分析这些数据信号,即可得到介质中悬浮物的准确浓度,并能有效消除干扰, 补偿因污染产生的偏差,使仪器能在较恶劣的环境中工作。
4.3.6.3 仪表特点
✓创新的多光束相互补偿技术,消除光窗粘污造成的测量误差; ✓空气自清洗功能,基本做到免维护; ✓测量方式自动转换适应大量程范围; ✓气泡自动消除功能,可用于曝气池;
✓中文菜单,操作简单,大屏幕液晶显示,可显示曝气池; ✓测量单位 g/L或 mg/L或 ppm 可选;
✓浸没式传感器适合池体安装;插入式传感器适合管道安装; ✓4-20mA 隔离电流输出; ✓可选现场总线接口;
✓上下限报警和故障报警继电器输出。 4.3.6.4 技术指标
✓型 号:变送器型号:MLSS10AC ;传感器型号:MLSS-S 23
✓测试范围:活性污泥:(0-25 g/L,二氧化硅:(0-400 g/L ✓测量单位:g/L、 mg/L、 ppm 可选 ✓分辨率:0.01g/L、 1mg/L、 1ppm ✓精确度:±1%F.S(在二氧化硅 ✓标 定:出厂标定,可现场校准
✓显 示:LCD 液晶显示日期、时间、测量值、历史趋势图等
✓模拟输出:隔离 4-20mA , 最大负载 500欧姆, 故障状态下 3.8mA 或 21mA 可选。
✓继电器输出:2个控制固体继电器输出, 1个报警固体继电器输出 ✓继电器容量:2A , 250V AC
✓数字接口:可选 RS-485、 Profibus 、 HART 、 MODBUS 通信接口 ✓供电交流供电:220V AC±10%, 50HZ±5%;直流供电:24VDC±10% ✓防护等级:IP65(变送器 、 IP68(传感器
✓变送器尺寸:230mm×185mm×120mm ✓传感器尺寸:￠ 45×130 4.3.7 浊度计 /悬浮物 4.3.7.1 仪器介绍 ✓仪 器:浊度计 /悬浮物 ✓型 号:TUR-200 ✓测量原理:可见光散射法 ✓生产厂家:聚光科技 24
图 浊度计外观图 4.3.7.2 测量原理
S 浊度计的工作原理如下图所示,传感器上发射器发送的红外光在传输过程 中经过被测物的吸收、 反射和散射后, 有一部分透射光线能照射到 180°方向的检 测器上,有一部分散射光照射到 90°方向的检测器上。在 180°和 90°方向检测器上 接收到的光线强度与被测污水的浊度有一定的关系, 因此通过测量透射光和散射 光的强度就可以计算出污水的浊度。
图 浊度计的工作原理图
通过测量两个检测器上光的强度, 可以实现自动补偿, 有效消除干扰, 补偿 因污染产生的偏差,使仪器能在较恶劣的环境中工作。
4.3.7.3 仪表特点
发射器 检测器 25
✓标准 90度散射光测量技术,提供可靠测量结果;
✓自动补偿电压波动、器件老化、温度变化以及污泥颜色的变化; ✓超声波自清洗功能,基本免维护;
✓中文菜单和简便的按键操作; ✓具有气泡消除系统;
✓浸没式、流通式等多种安装方式,适合各种应用场合; ✓数字化传感器,双通道输入,即插即用;
✓故障自诊断功能; 4.3.7.4 技术指标
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4.3.8 水质超标自动留样器 4.3.8.1 仪器介绍
✓ 仪 器:水质超标自动留样仪 ✓ 型 号:AS-3000 ✓ 生产厂家:聚光科技
✓ 测量原理:采用单片控制技术控制计量蠕动泵进行采样 4.3.8.2 工作原理
水样留样仪由三大部分构成, 第一部分是水样自动采集微机控制器, 第二部 分是水样样品的自动分瓶灌装机构,第三部分是恒温装置。如下图所示。
图 水质超标自动留样仪原理示意图
工作原理说明:留样仪接通电源后处于待机状态, 显示主界面, 当数据中心 下发采样命令给留样仪后(或通过留样仪键盘设置并启动采样 ,留样仪即进入 采样工作状态,即 “ 忙 ” 状态,此时不再接收来自数据中心和键盘的命令。 采样开始后, 留样仪首先启动灌装分配器进行 0号瓶定位, 定位完毕启动蠕 动泵吸取水质样品。 水质样品即通过浮球过滤器、 进水硅胶管、 无水报警检测开 关后进入灌装分配器。如启动蠕动泵 15分钟后,无水报警检测开关未检测到水 质样品,则判断为故障状态(如浮球过滤器阻塞;进水硅胶管未正确连接、折叠 阻塞等 ,仪器返回待机状态;并把此故障报告数据中心,等待工作人员进行处 理。
如果无水报警检测开关检测到水质样品,则蠕动泵继续启动 30秒钟,把最 先吸入的水样排入 0号瓶漏斗弃去,并通过 0号瓶漏斗排入下水管或地沟。 30秒钟后蠕动泵停止, 灌装分配器启动采样摇臂转到采样程序所设定位置, 然后按 采样程序进行采样。
采样结束后, 灌装分配器启动采样摇臂返回 0号瓶, 然后启动蠕动泵进行反 吹。 把水质样品吹出进水硅胶管, 一方面避免了细菌、 胶体的滋生而污染和阻塞 进水硅胶管, 另一方面也避免了和下次采样的交叉污染。 反吹结束后, 留样仪返 回待机状态,显示主界面,并把采样结果上报数据中心,以便及时取走水样。此 时 “ 忙 ” 状态取消,留样仪可以再次接收来自数据中心和键盘的命令。
4.3.8.3 仪器特点 1 一次成型技术
采样瓶底座一次注塑成型,如下左图所示,为目前国内首创。尺寸精确、配 合紧凑、重量轻、易操作;材质为高强度材料,抗摔、抗拉、不易磨损,使采样 瓶底座在
频繁使用下,仍具有超长的使用寿命,节省了更换费用。 另外,采样 瓶底座一次成型技术的应用,大大提高了产品的互换性,维修更换方便。
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图 采样瓶底座 图 0号瓶漏斗位置图
2 采样真实性设计
独创的 0号瓶设计(0号瓶连接排污口 ,如上右图所示,使最先吸入的样 品能够弃去,杜绝了采集样品的交叉污染;与样品接触的管材采用优质硅胶管; 采样瓶为化学性能十分稳定的聚乙烯材质。 上述特征避免了对所采样品的二次污 染,保证了样品采集的真实性。
3 环保节能型冷藏设计
本采样仪采用环保型的无氟制冷剂; 压缩机置于采样仪底部, 当用于采集对 高温和对时间敏感的样品时,本仪器可使样品在 4±2℃下保存;加厚的发泡保温 层设计,更符合节能要求。
4 卓越的抗腐蚀能力
采样仪易腐蚀部件, 比如冰箱内壁、 采样摇臂及电机轴、 采样口的浮球过滤 器(如图 3所示等采用优质不锈钢材质,抗腐能力强;采样仪内部电路部分和 水路部分分离, 保证电控部分能在干燥和合理的温、 湿度环境下运行, 不受采集 样品或空气的腐蚀。
5 高集成度设计
灌装分配器的电机驱动、 采样蠕动泵电机驱动、 电源电路、 冷藏恒温箱温控 电路,液晶显示电路,与数采器的通讯电路,和明渠流量计 4-20mA 通讯电路等 所有功能电路都在抗干扰的前提下, 合理而安全的集成在同一块电路板上, 避免 了多块电路板之间的连接线运输中易松脱、因氧化而接触不良工作不可靠的弊 端, 大大减少了采样仪出现故障的机会, 并有利于现场人员的维修更换和调试工 作。
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图 浮球过滤器 图 接线端子板
6 突发采样设计
不同于传统的采样仪, 本采样仪可以对以时间和流量以外的参数变化进行响 应,采样仪接线端子板上有一组 “ 采样开关量输入 ” 端子,如上右图所示,只要 在其它仪表(如 pH/ORP、浊度、溶解氧、色度、 SS 率、水位等上设置参数的 高、低限,并把输出接点与 “ 开关量输入 ” 端子相连接,一旦其超过了预设值,采 样仪马上触发进行采样。 这样可以进一步提高效率, 避免了对盲目采集的样品进 行没有必要的分析。
7 多种触发方式
可实现手动、定时、定流、开关量、远程启动等多种触发方式。 4.3.8.4 技术指标 ✓采样方式:
定时定量:(定时:1分钟~999小时,定量:10~1000ml ; 定流定量:(定
流:0.1~999999.9m 3,定量:10-1000ml ; 定时比例:(定时:1分钟~999小时, 流量比例:100~2, 999, 999:1
定量采样:(定量:10-1000ml ; ✓单采 /混采 ✓远程模式
✓采样瓶:24*1000ml; 30
✓采样量误差:≤±5%; ✓等比采样量误差:≤±5%;
✓系统时钟时间控制误差:△ 1≤ 0.1%及△ 12≤ 5s ; ✓机箱内温度控制误差:≤±2℃ ✓采样垂直高度:≥ 8mm ✓采样水平距离:≥ 50m ✓管路系统气密性:≤ -0.05MPa 4.3.9数据采集传输仪 - GPRS模块 4.3.9.1 仪表介绍
✓仪表型号:CEMS-2000-D ✓传输方式:无线传输 ✓生产厂家:聚光科技 4.3.9.2 系统功能与特点 1 基本功能、特点
✓采用 Motorola 公司高性能工业级 GPRS 模块 ✓支持双频 GSM/GPRS ✓支持使用 STK 卡
✓符合 ETSI GSM Phase 2+标准
✓支持 RS-232/422/485接口,或 TTL 电平接口 ✓使用方便、灵活、可靠 ✓数据终端永远在线
2 增强功能
✓透明数据传输与协议转换 ✓支持虚拟数据专用网
✓支持动态数据中心域名和 IP 地址 (V2.5以后软件版本
✓数据传输支持单通道单中心或多通道多中心 (选用相应软件版本的产品 ✓自诊断与告警指示
✓支持图形界面远程配置与维护 (由数据中心集中管理 ✓通过 Xmodem 协议进行软件升级
✓支持音频接口,方便功能扩充 (V5.X硬件版本的产品支持 ✓抗干扰设计,适合电磁环境恶劣的应用需求
✓采用先进电源技术,供电电源适应范围宽,提高设备的稳定性 ✓选配防潮外壳,适合室外应用
3 高级功能(采用多中心软件版本的产品支持 ✓支持短消息数据传输通道(短信通道 ✓支持主备数据传输通道 ◆数据通道和短信通道互为主备 ◆两个数据通道互为主备 ◆两个短信通道互为主备 ✓支持多数据通道(最多支持 4个
4.3.9.3 技术指标 ✓型 号:CEMS-2000-D
✓GPRS 数据:GPRS Class 2~10;编码方案:CS1 - CS4;符合 SMG31bis 技术规范 ✓天线接口:50Ω/MMCX 阴头 ✓SIM 卡:3V
✓串 行 数 据 及 配 置 接 口 :H7118D 标 准 TTL 电 平 ; H7118C 标 准 RS-232/DCE; H7118S 兼容 RS-422和 RS-485
✓串行数据速率:110~115,200bits/s
✓音频接口电平输出:(V5.X硬件版本的产品支持 ✓数据接口类型:20Pin 2.0 DIP/Box Header
✓音频 (V5.X硬件版本的产品支持 :支持通话或紧急呼叫;支持全速率, 增强全速率和半速率;支持回声抑制和噪声消除功能 (选项 ;支持双音 多频 (DTMF。
✓供电:电压:V5.4以下硬件版本的产品:+7.5~+26VDC; V5.4硬件版本 的产品:+5.0~+26VDC。功耗:(外供电压值:12V/1A;不拔号空闲状
态电流 40(±10mA ; 拔号过程状态电流 80(±20mA ; 无收发数据空闲状 态电流 45(±10mA ;收发数据状态电流 80(±20mA
✓工作环境温度:-25~60℃ ✓储存温度:-40~85℃ ✓相对湿度; 95%(无凝结
✓尺 寸:83.5x47x17.5 (不包括天线和安装件
✓重 量:约 200g
4.3.10 数据采集传输仪 -CEMS-2000-RM 4.3.10.1 仪表介绍
CEMS-2000-RM 数据采集传输仪是我公司为满足环保行业特殊需求定制开 发的一款高性能数据采集传输设备。系统采用 Atmel 公司的 ARM9处理器,嵌 入式 Linux 操作系统和实时数据库, 符合 HJ/T212-2005《 污染源在线自动监测 (监 控系统数据传输标准》和 IEC-104规约。实现了对一次仪表的实时监控,永远 在线,并通过模拟信号接口、数字信号接口、 RS232/485接口与流量计、 COD 、 PH 仪、氨氮、流量等多种仪器连接,使得对一次仪表监控,更加方便快捷。 采集的数据通过 GPRS/CDMA无线网络将数据传输到环保监控平台, 从而实 现数据的远程传输和设备反控,同时设备配有 3.5„ 的真彩 TFT 液晶显示屏,能 够随时观测到污染物排放的实时曲线, 同时也可以调阅 1年以上历史数据, 为未 来的环保执行提供强力的保证。
4.3.10.2 仪表特点
✓多种类型的数据输入接口功能,基本配置:12AI 、 12DI 、 4DO 、液晶 屏显示、 8路 RS232/485(可扩展 。 ;
✓3.5„ 的真彩 TFT 液晶触摸显示屏;
✓64M SDRAM, 256M Flash,可选外部存储:SD 卡及 USB 存储设备; ✓系统自带实时时钟,时钟能到 200M, 速度快,掉电自动计时功能,支持 远程校时;
✓支持本地或远程参数设置,如:修改定时上传间隔时间,最大及最小量 程、数采仪地址、报警上下限值等;
✓支持下端反控功能;
✓内置 Linux 操作系统,网络功能强大;
✓RTDB 实时数据库,可以支持用户自行开发;
✓支持 GPRS/CDMA/ADSL/PSTN/WLAN/短波电台等多种通讯方式; ✓GPRS/CDMA支持多中心传送。 (UDP 模式可支持六中心, TCP 模式可 支持双中心 。
4.3.10.3 技术指标 ✓型 号:CEMS-2000-RM ✓生产厂家:聚光科技
✓CPU :Atmel 公司:at91sam9261; 芯片主频:200MHz ;
存储器:256M ,可选外部存储:SD 卡及 USB 存储设备; 操作系统:内置 Linux 操作系统 ✓仪表接口:
模拟量输入 AI :12 路, 精度 12位 A/D, 0~20mA /4~20mA 或 0~ 5V ; 开关量输入 DI :12 路,光电隔离,直流 12-48V 开关量输出 DO :4路, 250V/3A 交流直流可选 数字量:3路 RS232 , 2路 RS485 ✓显示单元:3.5寸 TFT 液晶屏
✓通讯方式:以太网:2个(10M/100M ,双通道冗余备份; ✓GPRS/CDMA:可选 GPRS/CDMA方式,可多中心传送
✓二次开发接口:USB 接口:2个(1个 USB Host、 1个 USB Device ,可 实现本地程序;
✓以太网接口:设置,通讯 ✓精度:≤0.2%
✓电磁兼容:满足 IEC 三级标准 ✓电源:220V AC ± 15%50HZ ± 5% ✓后备电池:12V >=2A(可选 ✓功耗:<10W
✓安装结构:壁挂式,可选其它方式 ✓三防设计:防水、防尘、防破坏
✓通讯协议:HJ/T212-2005污染源在线自动监测(监控系统数据传输标 准。 ✓相对湿度 :20%~90% ✓环境温度:-10℃~+60℃ ✓天线:外置,全天候,自带吸盘 4.3.11 预处理单元 4.3.11.1 单元组成
预处理单元主要实现系统各分析仪器采集水样的预处理功能, 主要由预处理 机柜、预处理水罐、电磁阀及夹管阀等组成。预处理单元外观图如下:
图 预处理单元外观图 4.3.11.2 工作原理
水样预处理单元是为分析仪表专门设计的水样处理单元。 本地表水监测系统 中不使用传统的大容积的沉砂池, 因此不需要占用大量的安装空间, 极大地方便 了工程安装和维护。
系统针对每台仪表设置定制化预处理单元, 每台仪表从各自的预处理装置中 取样,任何一台仪表预处理故障均不会影响到其它仪表的正常工作。
预处理核心部件预处理水罐如图所示:
图 预处理水罐外观图
由系统控制的外部水泵将水样输送至采样器内, 经自清洁过滤水罐一级过滤 对水样中较大颗粒物及泥沙沉淀物进行过滤后 (过滤精度达 0.1mm 进入过滤水 罐样品侧,该侧水样经保护性过滤后,抽取输送至分析仪表。每次取样完成后, 系统打开放水阀, 将剩余的水样排空, 同时开启自来水电磁阀, 对滤网及水罐进 行清洗。
4.3.11.3 单元特点 预处理系统具有如下特点:
✓预处理系统由 PLC 控制工作, 既能手动操作, 也能由仪表控制自动操作; 保 证系统采集到具有代表性的水样, 采样系统能根据实际情况提供等时间或等 流量两种采样方式自动进行采样; 并保证将水样经充分匀样后无变质地输送 至自动监控用房供自动监控仪器取样分析或水质自动采样器取样保存; ✓系统具有过滤功能和均质功能,结构简单,不易堵塞,能有效过滤杂质而不 影响水样中 COD 的测量;
✓系统采用的配水槽采用不锈钢制作, 不锈钢配水槽易于清洗且抗腐蚀能力更 强。
✓采样探头采用角钢打膨胀螺丝方式固定, 采样系统的取样口尽量设于排污口 的中央部,一般安装在明渠的进水井处,以保证采样系统在有污水排放时能 够随时采到水样(长期不排水情况除外 。并为了确保采样系统不受到取样 口水体底部泥沙的影响和采取水样的正确性,根据相关国家标准要求,采样 探头(即采水泵或采水管安装位置要求是:一般当水深大于 1m 时,在表 层下 1/4深度处采样,水深小于或等于 1m 时,在水深的 1/2处采样; ✓预处理系统设计有溢流回路装置,便于系统的稳定、连续、实时的运行; ✓本采样系统和其他分析仪表兼容性好,自动可与分析仪联动,操作简单; ✓运行维护费用低。
✓预处理系统充分考虑了冬季防冻措施, 监测站房内的采水管路防冻措施主要 是安装空调或供暖设施,监测站房外的采水管路保温措施一般有:一是将管 路深埋冻土层以下;二是加套保温棉进行保温;三是用伴热带结合保温棉进 行保温。
✓预处理系统的安装考虑到了采样泵的安置及维护;
✓采样管采用优质的硬质 PVC 或 PPR 管材,除仪器设备进出水口外的采样管 路严禁使用软管;
✓采样管路中设置了一段透明管路以便观察采样管路中的情况, 并设有快速溢 流回路装置;
✓预处理系统具备三级过滤功能, 以防止水草等杂物和大颗粒悬浮物损坏采样 泵和自动监控仪器;
✓预处理系统根据采样流量、采样系统的水头损失及水位差、水质的酸碱度合 理选择高质量的采样泵,并设置备用泵;
✓采样泵具有对水质参数影响小、使用寿命长、结构紧凑、体积小、易维护等 特点;
✓自清洁过滤技术, 通过 PLC 来控制自来水电磁阀实现用自来水对预处理系统 进行清洗,实现系统免维护;
✓预处理系统可以实现单独留样, 也可以和其他监测仪表配合实现超标留样功 能。
4.3.23.4技术指标
✓电源:(220 ± 22 V ,(50 ± 0.5 Hz ;功率约 0.37kW ; ✓流量:≤ 3m3/h; ✓扬程:20m ;
✓环境温度:0℃~50℃; ✓环境湿度:(10~90 %RH;
✓外形尺寸:700mm×500mm×365mm (H×W×D ; ✓重量:≤ 35 kg;
4.4. 水质产品的系统测试
我司的水质分析仪系列产品在出厂前首先需要由生产部门按照国家检定规 程及企业标准的要求, 对整套系统进行全面的复检测试, 生产测试合格的产品将 交由质管部门再进行 FQC 和 OQC 两道检验, 所有检验流程及检验指标都合格的 产品才能够发往现场。
4.4.1 测试流程及测试项目
水质分析仪系列产品经过组装、调试及常温老化运行测试后,在出厂前的整 机测试部分按如下流程进行操作:
水质分析仪系列产品系统测试流程 1 系统外观检验
水质分析仪系列产品的外观测试按照 FPI 制定的《成品出货外观检验标准》 执行,检验内容包括
◆检验各产品表面是否清洁,无划伤、变形、磕碰等外观问题;
◆公司 LOGO 标志, CMC 标识、产品铭牌是否粘贴正确、字迹清晰; ◆检验各机柜、箱体内部是否清洁,无划伤、变形、磕碰,查看各电控器件、
指示灯标识是否正确,且安装应整齐规范、无明显倾斜,符合《水质分析 仪系列产品总装规范》要求;
◆检查各部分安装连接件,数量无缺少,且安装到位、牢固,无松动; ◆系统上电,检查各仪表、工控单元显示部分是否显示清晰,显示屏是否正 常、操作按键等反应是否灵敏,所有软件版本是否与合同配置信息相一致。
2 流路测试
流路测试分为流路密封性检查和流路调试两个部分,检验原则是:将水质分 析仪与相应的预处理产品按照使用状态连接, 使用纯净水替代试剂, 进行流路密 封性检查, 并且通过手动操作仪器, 使仪器完成正常使用时的测量步骤, 对流路 进行调试。在本过程中,水质分析仪管路未出现任何泄露、断流等异常,则视为 流路密封性合格, 手动操作的正确指令均在要求的时间内正确完成视为流路调试 合格。
3 基本功能测试
基本功能测试包括如下测试内容:
◆系统通讯功能测试(含模拟量的输入、输出 ; ◆仪表手动及自动校准功能测试;
◆预处理流路控制功能测试;各异常报警功能检验; ◆仪表与预处理联合调测; 4 测量性能测试
系统测量性能测试包括如下测试内容: ◆仪表测量线性误差测试; ◆仪表测量重复性检测;
◆仪表零点、量程 24小时漂移检测; ◆仪表响应时间检测; ◆仪表零点、量程出厂校准; 5 安全及可靠性性能测试
系统安全及可靠性性能测试包括如下测试内容: ◆绝缘电阻测试; ◆泄露电流测试; ◆绝缘耐压测试; ◆电源波动测试;
◆抗浪涌测试(防雷性能相关 ;
◆抗静电测试;
◆抗群脉冲测试(防辐射和电磁干扰相关 ; 4.4.2 水质产品整机测试工艺记录单
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4.4.3 产品质量检验
在整机出厂测试完成后,产品将交由公司质检部门进行把关,最终产品质量 把关分成两个阶段:FQC 检验和 OQC 检验;
FQC 检验本着代表客户实施验收的目的和心态, 对水质分析仪系列产品系统 采用全检的方式,完全由经过省计量局培训过的专职计量人员来操作。 FQC 的 检验规范在试生产阶段形成,在产品转量产前,由研发、生产、工艺等部门进行 评审,通过后再培训执行。
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OQC 检验的目的是代表客户进行到货确认,因此检验的重点是检查发货附 件的准确性和客户信息的准确、 完整性, 从流程的每个环节来保障最终产品的质 量。
4.4.4 水质产品在线分析仪过程质量控制规范记录单
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5. 系统设备配置清单
5.1. 主要供货清单
根据现场要求, 制定了水污染源监测系统的工艺。 根据工艺, 本方案的设备 清单如下:
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5.2. 备品备件清单
备品备件一套。 5.3. 专用工具清单
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5.4. 安装材料清单
6. 施工组织方案 6.1. 工程实施方案
6.1.1 工作范围和相关标准规范 1 工作范围 项目系统设计;
站房和采水系统的基础建设;
监测系统的生产、运输、安装、测试; 项目的整体验收、培训; 2 相关规范及标准
《建筑物防雷设计规范》 (GB50057-94
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 (GB50169-92 《雷电电磁脉冲的防护》 (EC61312
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