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NCA高寒地區水質自動監測站

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一、設備介紹
設備根據北方寒冷地區水質自動監測預警需求,在監測方法,設備選型,系統集成,系統采樣,系統防護,后期維護等方面均考慮到寒冷地區的工作環境、運行條件,水質狀況,以及惡劣天氣下的極低溫度、流冰的影響,定制化設計,結合正大環保在北方地區的現場測試驗證經驗,整體設計的一體化解決方案,設備具備以下特點:
1.監測設備及方法選擇:選擇維護量較小的,量程較低,準確度較高的,適合在北方地區高寒環境下運行的監測的國際先進技術及設備,設備盡可能維護工作量小,維護簡單,對維護人員及維護環境要求低,設備監測精度高,靈敏度高,可以精確的反應水體的變化,達到監測預警的目的。
2.設備集成及環境適應性:整體一體化站房集成必須考慮到北方可能的極端天氣,并確保在極端天氣下設備不會受到損害,極端天氣過后可正常投入運行,盡量減少因極端天氣導致的損失。設備可在低溫環境中運行,并不會因意外溫度過低而導致設備無法正常運行。
3.系統水樣采集:系統可控制采樣系統,并為采樣系統提供保濕措施及冰層下取樣的保障措施,采水系統可適應每年長達五個月的冰凍期監測要求,可確保在冰凍期對冰層以下水體進行監測采樣預警,同時出現采樣異常時,可快速維護。
二、監測指標及基本功能
1.根據水質預警要求,此設備可監測指標為:水溫、PH、電導、溶解氧、COD(可選擇輸出(濁度、CODMN)、氨氮。
2.實現水質在線自動監測,監測數據可以通過無線網絡傳輸到監控中心,同時可通過手機查詢監測數據。
3.自動監測系統顯示全部使用數碼管顯示,可通過手持操作系統更改運行參數,實現儀表校準。
4.對低溫下不能正常監測的傳感器配備低溫保護防凍器。
5.管理者或公眾可通過掃描二微碼下載APP,實時查看監測數據。
6.可實現多種水質安全預警模型,給出簡易的預警指數。
7.系統運行采樣控制必須考慮到北方寒冷地區極端天氣對設備的破壞,以及在冰凍期的正常運行。
8.所有監測設備使用免試劑無二次污染的監測方法。
9.設備結構設計簡單可靠,維護方便,運行穩定。

三、主要設備要求
1.水質預警終端:
1)可實現對水質自動監測設備、電化學分析傳感器、物理傳感器、特殊污染物在線監測設備的接入,不僅可實現單一因子預警、多因子綜合性預警、特殊污染物預警,更可結合水質安全威脅因素實現自定義指數預警、專家預警功能,并能根據用戶需求創造性地開發適合地區水資源安全監測預警的等級指數。
2)基于互聯網+,支持遠程訪問,維護、故障診斷;
3)可建立報警機制,并自動短信報警;
4)可建立預警模型,并對預警數據報警;
5)具備權限管理功能,可設置操作權限,確保數據安全;
6)預警機制與預警模型應符合國家水資源安全方略相關規定;
7)數碼管顯示器,界面直觀、低溫下可正常顯示;
8)可接入監測設備達27個(可接入第三方傳感器),水文、水質、氣象等,接入方式:RS485 Modbus、模擬量輸入;
9)大存儲空間,可現場存儲10年數據,支持U盤導出數據功能;
10)5路DO數字量輸出,可以靈活配置輸出;
11)5路DI可靈活配置輸入;
12)2路AI,可接入現場溫度、濕度、或其它傳感器;
13)2路AO,可輸出標準的0-10V電壓或0-20mA電流信號;
2.多參數水質監測儀
1)基本要求: 
① 可同時測量電導率、水溫、溶解氧等水環境參數。 
② 自帶清潔刷。 
③ 通訊接口:RS-485。  
2)傳感器要求: 
① 溫度傳感器: 
a)測量原理:熱敏電阻法 
b)測量范圍: -5 至+50℃ 
c)分 辨 率:  0.01℃ 
d)準 確 度: ±0.15℃ 
② 電導率: 
a)測量原理:四電極流通式電導測量管法 
b)測量范圍:1~100 mS/cm 
c)分 辨 率:0.1 mS/cm(視量程而定) 
d)準 確 度:讀數的±5%
③ 溶解氧: 
a)測量原理:熒光法 
b)測量范圍:0 至20mg/L 或0 至200%空氣飽和度 
c)分 辨 率:0.01 mg/L 或0.1% 
d)準 確 度:0 至20 mg/L:讀數的±1%或0.1 mg/L,以較大者為準; 
e)12 至50 mg/L:讀數的±15% 
3.全光譜水質分析儀:
1)基本要求:
① 測定范圍: CODmn: 0-60mg/L
② 測量原理:紫外可見光連續光譜分析測量。采用紫外可見光全波段(220nm到720nm),256像素陣列感光器分析差分光譜,檢測水中特征光波的吸收及強弱來確定水中的上述參數的濃度。
③ 雙光路對照,參考純水密封在設備內,保證準確補償背景干擾
④ 波長范圍:220nm 到 720nm連續紫外光可見光光譜分析,利用256像素陣列感光器分析差分光譜
⑤ 光程口徑:15mm/35mm 
⑥ 光源:氙燈光源,閃爍次數為10的9次方,光源壽命至少8年
⑦ 補償:雙光束自動補償,濁度、色度、水介質交叉敏感度自動補償。
⑧ 技術要求:
⑨ 測量周期: 30秒。
⑩ 檢測精度:±5%
? 重復性:±2% 
? 零點漂移:±2%
? 量程漂移:±2%
? 直線性:±5%
? 防護等級:IP68。
? 清洗:探頭配置自動清洗孔,免維護(配合相關電磁閥及空氣壓縮機);或自動清洗刷(用于旁通管道安裝)
? 校正:雙校準系統:全球校正/現場校正
? 測量介質溫度:0-45℃
? 電源:11-15VDC
? 功耗:20W
4.氨氮、PH分析儀
1)基本要求:
① 即插即測,多參數探頭,長期穩定運行
② 出廠前已實行預校準,使用壓縮空氣進行自動清洗
③ 無孔/不泄露的參比電極,及其穩定的pH 測量
④ 離子選擇性電極的翻新,使得維護更為簡便
⑤ 可直接在介質中(現場)或通過流通槽(監測站)方便和快速地安裝和測量
⑥ 可進行自動溫度補償和pH補償
2)技術要求:
① 量程:NH4-N: (0~1000) mg/L pH: 0-14 
② 溫度:(0~50)℃ 自動補償儀 溫度、PH
③ 分辨率:NH4-N:0-2mg/l 溫度: 0.1 ℃
④ 自動清洗:壓縮空氣
⑤ 準確度:≤±10%讀數 
⑥ 安裝:浸沒或在旁通(流通管道)中
⑦ 響應時間:60 s 秒
⑧ 流速:3 m/s(最大值)
⑨ 工作壓力:0 ... 400mbar 
⑩ 電源:10 ... 30 VDC
? 工作溫度:0 ... 60℃ 重量(最小值) 2.7kg
? 防護等級:IP 68水下60m
四、NCA設備專用機柜及站內配置要求
1.采用NCA設備專用機柜,內部集成供電系統、流程控制系統、監測系統、數據采集、顯示、無線傳輸系統。
2.通過掃描柜體上的二維碼可獲得設備狀態信息以及監測數據。
3.柜體要求做到干濕分離,內部濕度實時監測,柜門打開報警等功能。
4.柜體具備低溫自動加熱保護功能,最低工作環境溫度達到零下40度。
5.柜門采用防盜設計、內設照明系統、供電、接地系統、防雷。
6.柜體結構設計滿足起吊、拖動、運輸到現場、安裝設備和附件的強度要求。
7.柜體內設無油型空壓機,保證不對分析結果造成影響,并可實現自動或手動反吹洗。
8.柜體具備自動記錄現場開門的時間,實時發送到提示短信到現場維護人員的手機,保證設備的安全性。
9.站內配電箱須包含空開、漏電保護,功率不小于5KW。
10.站內須根據水質狀況配置清水箱及凈水設備,以方便為監測儀器提供自動清洗用水。
五、NCA采水單元要求
1. 站房采水工程,采水系統選用雙泵雙管路進樣,主進水管路串聯,儀器并聯的方式,確保任何儀器出現故障都不會影響其他儀器的工作。
2.采水管路采用優質PVC材質,化學性能穩定、耐壓、耐腐蝕、抗老化性;
3.在室外采水管路部分外加伴熱帶和保溫套管,保護管路。取樣頭前端外加過濾網,防淤作用。
4.采水系統中采用活接及便于拆卸的裝置,以便于日常清洗和維護。
5.采水系統前端配備浮動式取水裝置,能使取樣頭在水中的位置隨著水位的波動而變化,保證在汛期或枯水期能正常工作而不至被損壞。
6.采水系統可控溫的伴熱裝置,減少環境溫度等因素對水樣造成的影響,保證對測定項目(除水溫)監測結果的影響小。控溫裝置可使水樣在不受環境影響的基礎上,保證冬季低溫時采樣管路不結冰。
7.要求采水系統采樣口設計能克服1000mm以上的冰層厚度的影響,能在冰凍期正常采水,同時可抵御流冰等自然災害,保證設備可在冬季正常工作,且不被損壞。
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