城市供水管网水质监测技术方案

城市供水管网水质监测技术方案--------福州福光水务科技有限公司1目录第一章项目背景...................................................................................................................2第二章标准规范...................................................................................................................4第三章系统设计.....................................................................................................................5第四章设备选型.....................................................................................................................7第五章系统调试...................................................................................................................25第六章质量保证和现场服务...............................................................................................272第一章项目背景1.1项目背景2012年7月1日起，我国强制实施新版的《生活饮用水卫生标准》，多达106项新国标检测指标，之前，自来水只检测出厂指标，新国标则要求末梢水和二次供水同样达标。余氯是指将氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。余氯可分为化合性余氯和游离性余氯，总余氯即化合性余氯与游离性余氯之和。如果出厂水没有氯或加氯量不够，在管网里就可能使细菌、大肠杆菌等微生物大量繁殖，影响管网水质，因此在供水管网中必须保证一定的余氯量。所以，市政自来水中必须保持一定量的余氯，以确保饮用水的微生物指标安全。我国《生活饮用水卫生标准》规定：氯与水接触30分钟后应不低于0.3mg/L，集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不低于0.05mg/L。自来水余氯浓度过高的话，主要危害有：1、刺激性很强，对呼吸系统有伤害。2、易与水中有机物反应，生成三氯甲烷等致癌物。而余氯指标就是要求水体经常保持有效的消毒,且又不致于有臭味。浊度，即水的浑浊程度，它是水中的不溶性物质引起水的透明度降低的量度。不溶性物质包括悬浮于水中的固体颗粒物（泥沙、腐蚀质、浮游藻类等）和胶体颗粒物。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能及含量多少有关。浊度水是一项重要的水质指标。浊度对于供水来说是都是一个至关重要的水质指标。降低浊度的同时也降低了水中的细菌、大肠菌、病毒、隐孢子虫、铁、锰等。研究表明，当水中浊度为2.5NTU时，水中有机物去除了27.3%，浊度降至0.5NTU时，有机物去除了79.6%，浊度为0.1NTU时，绝大多数有机物与以去除，致病微生物的含量也大大降低。特别是对于自来水行业，浊度指标非常关键。PH是化学中最重要、最经常的检测项目之一，是评价水质的一个重要参数，3它虽然没有直接的健康效应，但会影响其它水质指标和水处理效果。过低的PH值会腐蚀水管，过高会使溶解盐析出，降低氯化消毒作用。1.2项目目的随着国家《生活饮用水卫生标准》颁布实施，各地政府对自来水的水质越来越重视，水质参数监测的重要性，日益显现出来。生活用水水质在线监测系统是设立在现场的水质自动监测系统。用于连续自动监测被测水体的水质变化情况，客观地记录水质状况，及时发现水质异常变化，进而实现对该供水进行水质报告。达到掌握饮水官网水质余氯、浊度、PH等，防治水污染事故，为环境保护管理部门提供技术服务的目的。A、实现自动化、实时远程管网监测取代传统、繁琐、人工供水管网巡检分析，克服管网监测汇报反应时间滞后的不利影响，随着供水管网不断增加，供水面积越来越大，应建立实时、远程、准确、自动的管网监测系统。通过远程监测整个供水管网的压力、流量情况，为供水调度工作提供数据支持，保障供水压力平衡、流量稳定。B、实现对管网的实时水质监测对管网水质最重要的核心关键参数浊度、余氯、PH、压力等进行实时在线监测，建立有效的监测管理机制和网络化监测设备。必要的水质监测仪表和手段，减少意外的水质污染事故、减少危及到供水管网和饮用水的健康与安全的事故的发生。C、提供符合国家标准的供水监测指标，建立高效、准确管网监测机制。高性能的仪表实时提供符合国家标准的指标，并可升级具有超标报警。D、为管网高效长期稳定运行提供可靠依据提供管网历史数据，反映管网腐蚀状况，全面解决管网运行监测，为管网运行提供合理的系统决策依据，提高了决策的及时性、科学性。4第二章标准规范本系统的所有零部件和系统、设备的设计、制造、测试及安装均采用适合于该项目的相应质量标准，技术标准、试验规程以及在标中规定的任何其他标准。标准均是最新的且已实施的版本，在2009年12月10日之前尚在通用的版本。详见如下：工业计算机监控系统抗干扰技术规范CECS81－96工业企业通信设计规范GBJ42－81信息技术客户通用电缆铺设要求ISO／IEC11801工业企业通信接地设计规范GBJ79-85电气装置安装工程电缆施工及验收规范GB50168－2006电气装置安装工程接地施工及验收规范GB50169－2006电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232－92信息技术设备包括电气设备的安全GB4943－95电子计算机房设计规范GB50174－93计算机软件开发规范GB8566－88过程控制系统的模拟信号IEC381数据处理设备的安全IEC435建筑电气设计技术规程JGJ／T16－92工业电视系统工程设计规范GBJ115－87用户终端设备耐过电压和过电流能力要求和实验方法YD／T870－906电子设备雷击保护导则GB7450－875第三章系统设计3.1系统概述生活用水水质在线监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、以及相关的专用分析软件和通信网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统。在线监测系统把多项监测指标的分析仪表组合在一起，从采样、分析到记录、整理数据，实现实时在线自动监测，满足运行可靠稳定，维护量少的要求，并可实现无人值守。3.2设计要求本系统设计的目的是将在线监测数据实时地传输到PLC自控系统，集中处理仪表数据，具备显示实时数据、查询历史数据、超标报警等功能。同时在各小区门口设立电子显示屏，实时显示当前的水质情况。在线监测系统基本要求:高可靠性，保证系统的高稳定性是本系统的特点之一；高先进性，应选择技术先进、性能价格高、有潜力的控制系统；高容量，合适的精度和数据传输速率，能容纳各种输入信号；灵活的扩展，能随工程规模的扩建而扩容；对水质的情况进行实时检测；选择利于集成的计算机技术，保证后期与其它环保管理信息系统集成和数据共享。系统易于操作和使用，方便各种类型用户的迅速掌握。整体投资性能价格比高。3.3主要功能自动监测系统的主要功能：连续采集：可以获得24小时连续的在线监测水质数据；自动处理：能对收集到的数据进行处理和存储；自动传输：数据自动发送至水质监测平台数据库，同时必须提供网络版数据查询软件，实现数据远程查询；直观显示：可以实时显示仪器运行状态和监测数据及分析结果；6自动报警：当监控数据发生较大的变化时自动报警，报警可以在监控计算机上显示，也可以通过发送到用户设定的手机号码；3.4系统架构该系统主要分为以下部分：现场采集设备部分(分析仪表、信号采集及无线传输)、远程数据中心站；3.4.1分析仪表位于各监测点的现场监测点，安装有监测余氯（总氯）、浊度、PH仪表，可以实时在线监测水质参数。现场采集设备全部选用进口品牌的产品，所选仪表全部是国际公认成熟可靠的品牌，输出信号为标准4～20mA信号。3.4.2信号采集及无线传输本系统主要使用西门子公司的SIMATICS7-200系列PLC，用于采集分析仪表输出的4~20MA水质参数信号，并采用厦门四信的GPRS无线网络传输模块F2103，利用中国移动/联通GSM网络，将水质参数传输到远程数据中心站。3.4.3远程数据中心站数据中心站配置一台服务器，服务器上安装我司开发的管网监控系统，软件可实现远程浏览数据、自动下载数据、自动数据导出、远程控制、异常警报功能、曲线图形分析及高级数据处理等功能。7第四章设备选型依照系统组织设计，本着节约、可靠、先进、延展性强地原则为系统选择性价比高的设备，进行系统的集成，从而构建一个稳定、高速、操作性强、可塑性高的城市水质监测系统，为数字化城市工程发挥强力作用。4.1现场监测点硬件配置现场终端监测柜现场采集监控一体柜配置如下：序号名称型号技术说明数量单位制造商1微型断路器C32NC16/2P1个施耐德2微型断路器C32NC6/1P3个施耐德3防雷器DXH06-FCS/2R401个中普防雷4CPU模块6ES7288-1SR40-0AA0CPUSR401块西门子5模拟量模块6ES7288-3AE04-0AA04AI2块西门子6GPRS传输模块63111台唐山平升87风扇与过滤器2套国产8Y型过滤器UPVCDN25PN1.01套国产9管路安装辅材流通池或采样管等1批福光10UPS不间断电源C1KS1台山特11柜内安装辅材端子、照明、开关电源、门限、电缆1式福光12柜体W900×D500×H1600SS304表面喷漆处理1个福光4.2现场仪表配置在线水质分析仪器是水质自动监测站的核心部分，是由不需人工操作能自动稳定运行的各类检测仪器组成。充分考虑到各个监测点的具体情况，在系统设计及未来实施中，综合考虑本地的水质，流量，运行环境等褚多方面的因素。因此在系统设计和仪表选型方面尽可能要求高质量、高可靠性、成熟的监测设备。水质自动监测系统选用的各水质分析仪器都具有可靠性强，测量精度高，操作维护简单，运行成本低等特点，可以长时间稳定运行。我司根据现有情况提供以下方案。4.2.1仪表选型清单如下表（单个水质监测点仪表）：设备名称型号数量（台）品牌余氯（总氯）在线分析仪CL171HACH/中国PH/T在线分析仪SC200变送器1HACH/中国PHDTM差分PH电极1HACH/中国Ryton电极保护套1HACH/中国浸入式安装支架1HACH/中国浊度在线分析仪SC200变送器1HACH/中国1720E传感器1HACH/美国电磁流量计MAG5000+MAG5100W1西门子压力变送器SITRANSP2201西门子94.2.1.1、CL17(余氯/总氯)在线分析仪品牌：HACH产品型号：CL17，CL17使用Hach先进的DPD比色分析技术，CL17氯分析仪提供快速可靠的分析方法，可测量水中的余氯和总氯；仪器在线运行，保证消毒工作符合法规，CL17也提供最高的性价比，最少的试剂用量和最低的维护率。极高的精度和可靠性，可用在下列过程领域：饮用水、废水、化学工业过程水、反渗透过滤系统、食品和酿造工业、加热和冷却水系统。系统特性和优点快速自动操作：测量时间最短2.5分钟，所有试剂都少于475mL，并可使用30天；一个蠕动泵、一个混合器、一个样品池和一个结构紧密的光度计，构成了仪器全部，确保可靠的运行和极低的维护率；比色分析：DPD（N，N-二乙基对苯二胺）比色法，简