【正文】 1 水質自動監(jiān)測站設計方案 （一）、概述 被測水體特點及相應措施 （ 1）、系統(tǒng)設計合理化：避免因工藝參數(shù)設計不當造成管道淤積堵塞，藻類大量繁殖，并需強化清洗系統(tǒng)的設計。 （ 2）、儀表選型應充分考慮，氨氮分析儀選擇應滿足在較寬范圍內測量的準確性問題。 站點取水條件與取水系統(tǒng)的設計要點 （ 1）、采水方式：我們將采用浮筏采水平臺設計方案。 （ 2）、防凍：全線管道保溫，局 部采用電熱伴管；管路自動 排空設計，防止冰凍影響系統(tǒng)運行和造成管路設備損壞。在夏季也可以避免太陽照射使管內溫度升高，致使藻類繁殖。 （ 3）、可升降吸頭設計，在冬季將吸頭降至 1 米以下采水。 （二）、系統(tǒng)組成 水質在線自動監(jiān)測系統(tǒng) (Online Water Quality Monitoring System)是一個以分析儀表為核心，運用自動控制技術、計算機技術并配以本公司自主版權的專用軟件，組成一個從取水樣、預處理過濾、測量到數(shù)據處理及存貯的完整系統(tǒng)，從而實現(xiàn)水質自動監(jiān)測站的在線自動運行。自動 監(jiān)測系統(tǒng)一般包括取水裝置、預處理裝置、數(shù)據采集與控制系統(tǒng)、在線監(jiān)測分析儀表、數(shù)據處理與傳輸裝置及遠程數(shù)據管理中心。 圖 1 ：自動監(jiān)測系統(tǒng)構成示意圖（虛線部分為自動監(jiān)測站組成內容） 取水裝置 預處理裝置 在線監(jiān)測 分析儀表 遠程數(shù)據管理中心 清洗單元 空氣單元 數(shù)據采集 及通訊 2 針對上述水站的系統(tǒng)構成，由圖中可得知，取水單元將取水口處采集的水樣通過取樣水泵輸送到沉沙分離單元和傳感器分析單元。沉沙分離單元將泥沙和影響分析儀表正常運行的大顆粒物濾除，并通過傳輸水泵將超過各臺儀表總水量 200%的總水量輸送到各個分析單元中去。 每個分析單元都由針對該分析儀表所專門設計的高效低維護自動反吹預處理系 統(tǒng)和指定分析方法的分析儀表所組成。每個分析單元的 420mA或總線方式輸出信號直接輸入到數(shù)據采集單元，通過程序和上層軟件與數(shù)據庫的數(shù)據采集和存儲，從而實現(xiàn)了多路分析結果的數(shù)據采集。 每個分析單元也可以通過 RS232 或 RS485 或 MODBUS 與子站系統(tǒng)進行雙向通訊，既可以數(shù)據采集也可以反饋控制，既可以實時掌握分析儀表的狀態(tài)，也可以進行遠程監(jiān)控。 采集控制系統(tǒng)為整個水站的控制中心，它不僅要對系統(tǒng)參數(shù)進行實時監(jiān)控、還可以根據系統(tǒng)運行狀態(tài)設置和修改系統(tǒng)參數(shù)（空氣反吹頻率、采樣頻率、讀取數(shù)據頻率 ）。 在系統(tǒng)設計時要充分考慮到將來擴充儀表的要求，首先是在共用設備（如取水泵、純水機、空壓機、除藻設備、管道、閥門配置等）留有足夠的余量，其次在電源配置、嵌入式采集控制系統(tǒng)等方面也要留有足夠的接口，還有軟件系統(tǒng)也能夠方便地增減和修改站點點數(shù)、每個站點內的被測參數(shù)和被控參數(shù)。另外，在站房設計及室內布置方面也應加以充分考慮。 取水配水單元 水質在線監(jiān)測站選址的時候，首先考慮監(jiān)測斷面水質的代表性，水質代表性不好的斷面不予考慮；斷面水質代表性較好，要同時考慮水質監(jiān)測站基本建設的水、電、通訊、交通等公 用工程條件，監(jiān)測采樣工程的難度也是重點考慮的條件之一。 (1)、 采水單元的結構設計 方案采用浮筏采水平臺設計方案。浮筏為可以在現(xiàn)場裝配的金屬骨架，與一組浮筒保證組合使其浮力可以承載潛水泵、初級過濾網以及維護人員的重量。在浮筏的下面雙錨配重可以增加浮筏穩(wěn)定度，浮筏至少通過兩根纜繩在岸邊固定。 浮筏上的初級過濾網可方便的拆卸和清洗，可以避免垃圾、樹葉等較大的懸浮物體進入輸水管路。 3 （ 2） 采水泵組及輸水管路設計 設計采用兩臺多級高壓潛水泵組合，輪換工作故障切換。泵的揚程約 60米流量 ， 20L/分鐘。泵前 過濾網孔徑按高壓泵吸入水質要求。 輸水管路為雙路，管路沿用戶修建好的支架架空敷設，（管道支架可為金屬材料或鋼筋混凝土樁，跨度 4米，樁高以能保障輸水管沿斜坡上升，不積水；管路到地面最小距離為 100 mm.）。近水一端采用軟管，其余部分可用 UPVC或不銹鋼管。管路的材質應對被測水樣不產生吸附、腐蝕、分解、氧化等任何物理化學作用。 雙泵自動切換及管路清洗功能。系統(tǒng)能自動控制兩臺泵處于工作和待機狀態(tài)，并在兩泵切換的時候控制啟動的泵對停運的水泵進行反沖洗。 在中取水須考慮將反沖洗水同步回收排放，以免反沖洗水在相對禁 止的吸水口得不到及時流動而影響取樣的代表性。 無閥門的管路自動排空操作設計，并在操作間歇和停電時能排空管路中的存水，可以防止冰凍造成的管路損壞。 采水泵后的原水水樣有一部分不再經任何預處理，直接送到五參數(shù)分析儀；其余部分經二級、三級預處理供 COD、 TP、 TN、 NH4N等在線分析儀。 取水管路的設計有壓力、流量控制和顯示功能。通過 PLC 控制單元可以實時監(jiān)控取水單元的運行狀態(tài)，并具有斷電保護和來電自動啟動功能；自動報警功能； 管路的保溫。部分采用電熱伴管，管道外面加 80mm的保溫層，在冬季氣溫低時，輸水管 路能正常工作。 取水單元的主要參數(shù)為： 1)、提水總量保證至少高于各儀表所需水量的 200% 2)、采水管道：管道材質不與水樣中被測物質產生物理和化學反應， UPVC管或不銹鋼管。 3)、進儀表管：聚乙烯軟管或聚四氟乙烯管。 取水配水單元主要功能： ? 雙泵自動切換及管路清洗功能 4 ? 可以防止冰凍造成的管路損壞 ? 有斷電保護和來電自動啟動功能 ? 遠程狀態(tài)監(jiān)視 水樣預處理單元 水樣預處理系統(tǒng)為三級的處理措施。以保證分析系統(tǒng)的連續(xù)長時間可靠運行。 前兩級是一個受人工或自動控制的沉砂分離單元，該單元由旋轉式固液分離器、沉砂 罐、活動載體過濾罐及自動排沙裝置組成。雙重大面積平板式過濾網對水樣進行粗濾，再進入活動載體過濾系統(tǒng)，進行全面過濾，徹底消除水樣中較大的雜物，下一步進行自然沉降，經過濾沉淀的泥沙定期由沉淀池底部手動閥排放。粗濾后的水樣由傳輸泵向系統(tǒng)傳輸，傳輸泵根據需要設計成雙泵。傳輸泵的揚程和傳輸管道的粗細決定水樣的流量，通過觀察壓力和流量觀察并確認水樣的進樣狀況，通過自動調節(jié)壓力和流量以控制水樣的進樣的流速。水樣濁度情況也是人工或自動控制運行時非常重要的參數(shù)，當水樣總懸浮物太高不具備分析儀表的進樣要求時，系統(tǒng)會自動將水樣旁 路，以保證分析儀表不會因此而損壞； 第三級是高效低維護的精密過濾器，過濾芯是根據不同儀表的具體要求選定的，它與 CODMn、NH3N等分析儀表共同組成分析單元。用于環(huán)境監(jiān)測地表水站的分析儀表常用的過濾結構一般分為平面網狀結構和燒結（或層壓）蜂窩狀結構兩種。一般情況下，過濾孔徑較大的采用網狀結構濾膜較多。反之，使用蜂窩狀結構的濾膜較多。各分析儀制造廠對所生產的不同分析儀對濾膜的要求也不盡相同，系統(tǒng)設計時應認真參閱儀表的操作手冊，如果選擇不當對測量結果的準確性有極大的影響，甚至造成儀表不能正常工作。過濾芯濾徑的 選擇，一般要根據分析儀表的分析方法而決定。由于高效低維護過濾器和分析儀表這種一對一的關系而組成了一個整體，如果系統(tǒng)擴充需要增加分析參數(shù)的話，也就意味著高效低維護精密過濾器和分析儀表的整體擴充。