大丰市自来水公司原水水质自动监测系统概述.pdf

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1、木 根 据 工程 地 区的地 质 特点，管道基 础 一般 按 以下 几种 情 况 进 行处 理：5 1 道 沿现状 道路 敷 设 时，可不做 基 础 处理。5 2 敷设在农田里(浅层软弱土地基)，适用砂垫 层 进 行 处理，且 宜采 用砂 砾、中砂 和 粗砂 作 基础 材料。5-3 当 地 基 为 岩 石、硌 石 时，需 铺 设 不 小 于 l O O m m 厚 的砂 垫层，宜采 用 中砂或 粗砂 作 基础 材料。6 管道穿越障碍物 6 1 穿越 河流 乐 清市 地处 江南 水 乡，输水 管 道很 难避 免 与河 流交 叉，考 虑 到 乐 清 市 供 水 集 团 多 年 的 安 装 及 运

2、行 管 理 经 验，管道 在 穿越 河 道 时 多采 用 支 柱 式架 空管 跨 越 方 式。该方式具有施工较快、难度不大、维修方便等优点。6 2穿越 道路 管道穿越 主要道路时采用顶管施工方式，穿越一般 道路 采用 开槽 施 工方 式。7 结 语 输水管道设计涉及多方面的因素，管道投资占输水 工程 的绝大 比重，管材、管径及工作压力 的选择必须根 据工程规模、重要性、地形地质等进行经济 比较综合分 析确定，优化 的设计方案是工程能否实现安全、经济、合理 的关 键。参考 文 献：1】中国工程 建设 标 准化 协会 C E C S 1 9 3：2 0 0 5 城镇供 水长距 离输 水管(渠)道

3、工程技 术规程 北京：中国计 划 出版社，2 0 0 6 2 中华人 民共 和 国建 设部 G B 5 0 0 1 3 2 0 0 6室外 给水 设计 规 范 北京：中 国计 划 出版 社，2 0 0 6 3 上 海 市 政 工 程 设 计 研 究 院 给 水 排 水 设 计 手 册 北 京：中国建 筑 工业 出版社，2 0 0 4 4 严 煦世 刘 遂 庆 给 水排 水 管 网 系统 北 京：中国建 筑工 业 出版社，2 0 0 2 5 郑 达谦 给 水 排 水 工程 施 工 北 京：中 国建 筑 工业出版社，2 0 0 2 0 一 一 -_ _ 誊 虱 J N A 津 澳 酋 祟 天 津

4、市津 澳不锈 钢 管业 有 限公 司 电话：1 3 8 21 2 8 95 5 5 0 2 2 2 85 5 5 0 5 5 网址 V V V V V V j a g y c o mc n 邮箱：w a n g 9 5 5 5 1 6 3 c o m 1 概 述 通榆河是贯穿苏北东部沿海地 区水利水运骨干 河道，全长 4 0 0余公里，流经多个地级市。近年来 苏北沿海为了加快地域发展的步伐，引进 了较多的 化工类企业和高污染企业，由于偷排及跨地域排放 现象 的存在，通榆河水质污染时有发生，严重地威 胁 到流域 内供水 安全。为 了实 时、准确地监测通榆河的水质及其变化 状况，大丰市 自来水有限

5、公司建立 了原水水质 自动监测系统，为确保 供水水质安全提供 了有力保障。2 系统描 述 水 质 自动监测 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。大 丰 原 水 厂水 质 自动 监 测 系 统 主 要 由采 样 系 统、预 处 理 及 辅 助 系统、仪器检测分析系统、水质监测 自动 控 制 系统 和 远程 数 据 管理 中心 构成。原水 厂水 质 自 动监测系统组成过程控制、数据采集及 信息传输；二水 厂 中控 室远 程 数 据管 理 中

6、 心可 结 合相 应 的监 控 及分 析 软 件对 原 水 厂水 质 自动监 控 系 统 的运 行进 行 远程 监 控，实 现 系 统运 行 无人 值 守、远 程 管 理 的模 式。2 1水样 采集 系统 水样采集系统一般由采水构筑物、取样泵、格 栅或过滤网、采水 管道、清洗配套装置、设备驱动 控制电路等构成，如图 l 所示。根据通榆河取水泵站吸水井的实际情况，采用 了自吸泵抽水方式，取水头放在井式升降取水浮台 上，保证取水头在水面下 0 5 m，与水体底部有足够 的距离(枯水期 l m)，以保证不受水体底部泥沙的 影响，浮 台需要通过专用井式结构 固定，采样管路 采用双泵双管方式(其 中一路

7、作为备用管路)，输 水管路 中装配有流量和压力监控装置，同时采用排 空设计，在取水结束时，管 内的剩余水能够通过开 启放空电磁阀 自行排空。2 2预 处理及 辅 助 系统 水 样 预处 理 根 据各 类 分 析仪 表 所需 水 样 的纯 度 来决定相应的预处理级别，以保证水样 能满足仪器 的分析要求。水样过滤既要消除干扰仪表分析和影 响仪表使用寿命 的不利因素，又不能失去水样的代 4 9 表性。市场上 多数分析仪器在设计时已经考虑了进 样 的 预 处 理 并 配 置 了相 应 的带 自清 洗 功 能 微 滤 装 置，只需 要进 行 相 应 的 配套 安 装。针 对 通 榆 河原 水 水 质现

8、况，采 用 一、二 级 旋 流 沉砂 装 置 进 行水 样 过 滤，粒径 较 大 的砂 粒 通 过 旋 流 除 砂 装 置 进 行 处 理，粒径 较 小 的泥 沙 则 通 过分 析 仪 器 自带 的微 滤装 置 二 级过滤，并通过管路布置、液流速度和系统反清洗 功能 的辅助处理，最大 限度地降低泥沙对系统造成 的不 良影 响。辅 助装 置 如 图 2所 示。(1)采样、配水管路和仪器管路除藻清洗 采用 自来水对采样管路反冲洗，用加入压缩空 气和臭 氧的 自来水 对配水 和仪器 管路进 行正 向清 洗，空气反 吹装置则对清洗后的管路气吹进行干燥 处 理。以上 操 作 可 最大 限度 的 防止 因

9、长 时 间运 行 产 生 的轻度 沉 积 和藻类、菌类 物质 的孳生。(2)纯水制备 纯 水 主要 用 于 分 析 仪 器 的 清 洗、标 定 和 试 剂 的 配 置。采 用 纯水 制 备 装 置制 取 并 存储 纯 水，然后 通 过 专用纯水管道 向分析系统提供纯水，纯水罐的水位 自动控制。出水 电导率小于 0 2 u s c m，出水量满足 系统 工作 需要。(3)废水处理 试验废水、分析仪的清洗水收集后集 中处理，避 免对通榆河取水 口造成污染，管路 的清洗水、冲洗水 被 即时排 至监测水 域保 护区外，同时注 意预 防因为风 向和水 流的改变扩散 到取水 口，导致水样异 常。(4)超

10、标 留样 为 了超标留样配置 了美 国哈希 S i g ma 9 0 0型全天 候 采 样器，当发 生水 质 超 标 时能 自动保 留当 时 的水 样，以便 送 中心化 验 室进 一步 化验。2-3 仪 器检 测分析 系统 在线 自动分析仪器是水质在线 自动监测系统的 核 心，是 在 线 自动 监 测 系 统成 功 与 否 的关键。在 选 择在线 自动分析仪器时我们充分考虑了环境管理的 需 要 和水 质 监 测 的 目的，确定 了通 榆河 刘 庄监 测 站 的监 测项 目，从 而根 据 监 测项 目选 择 了相关 的监 测 仪器。通榆河刘庄监测站在线 自动分析仪器有 常规 五参 数(水 温、p

11、 H值、电导 率、溶解 氧、浊度)分析仪、化学需氧量(C O D)分析仪、高锰酸盐指 数分析仪、挥发酚分析仪、氨氮分析仪、总氮分析 仪、总有机碳(T O C)以及总磷分析仪。在选购分析仪器时遵循：产品的分析原理可 靠、产 品成熟、用户反馈好、性能稳定、精度 高、配套设施相对完善。所选的分析仪器所需试剂应 来源广泛，药耗小。尽量选择没有二次污染或污 染少，带 自清洗的节能环保型分析仪器。对所需 仪 器 的常 规 和 智 能 功 能 作 出 评 定(如 数 据 自动 存 储、自动量程转换、遥控、标准输 出接 口和 L E D显 示、自动清洗、状态 自检、来电 自动恢复、自动标 定 校正、报警功能、

12、在线 打印等)，功 能越全 面，价格也相应越高，维护相对复杂，应根据实际需求 作 出选 择。2 4水质 监 测 自动控 制 和数 据 管理 系统 控制和管理系统是监测系统的控制中心，监测 点配置内嵌 P L C、通讯模块和 T F T触摸屏 的就地控 制 柜，可对现场 的所有 仪器、设 备进行 配 电和控 制；可通过 H MI 触摸屏显示设备与 仪 器 实 时状 态(流 量、压力、液 位、气体流量、纯水流量、设备状态及 电流电压参数等)；并 可通过 H MI 触摸屏实现设备就地手动操作；还 可 以根据系统运行状态设置和修改 系统 参 数(采 样 频 率、采 样 周 期、S E 备设备 运行周期

13、、自动 手 动运 行 方 式 切 换 等)。如 图 3所 示，分 析 仪器 的输 出信号 可通过 AI 输入 模 块、R S标准 接 口或通 信模 块存 A 0 津 澳 管 祟 夭津 市 津澳不 锈 钢管 业有 限公 司 电话：1 3 82 1 2 8 9 5 5 5 0 2 2 2 8 5 5 5 0 5 5 网址：W WWj a g y c o m c n 邮箱：wan g9 5 5 51 6 3 c o m T F T 触摸屏(T T L)=：j 圈瑶亘 巫 磊面蕊 图 3 监 测 系 统 及 P L C通 信 储至 P L C存储单元。通榆河取水泵房控制室配置原 水水质 自动监测服务器

14、，通过上位机应用软件及网 络组态软件实现对 P L C的远程控制和数据采集。2 5 二 水厂 中控 室远 程 数据 管 理 中心 以大 丰 自来水有 限公 司现有 多源数据 整合 为切 入 点，构建 了中控室远程数据管理 中心平 台，平台包 括在线监测、业务管理、决策支持、信息发布、档 案管理、统计报表等融合性信息，如图 4所示。中 控 室 远 程 数 据 管 理 服务 器 通 过 互 联 网、G P R S等 方 式实现对通榆河原水水质 自动监测服务器的数 据共 享，通过平台使得公司管理人员和相关工作人员不 受 地 点与 时 问 的 限制，实 时共 享 水 务管 理 信 息，使 原水污染应急

15、预案能够及时地贯彻执行。环保、卫 生防疫部 门则可通过公 司提供 的客户权 限实现原水 水质 自动监测信息的共享。3 系统 可 靠性 设计 鉴 于通 榆 河 取水 口监 测 站远 离 市 区，系统 运行 处 于无 人值 守、远 程 管 理 的模 式，因此 系统构 建 必 需满足全流程 自动运行、低故障率且维护方便、故 障报警及时准确等要求。为了达到此要求，构建系 统 时将 系 统 运行 稳 定 可靠 性 放 在 首要 位 置，在 构建 通榆河原水水质 自动监 测系统时，采取 了以下几项 具体措施。3 1 系统 供 电 通榆河刘庄水质 自动监测站采用双供 电系统，主供 电源 为市 电，备用 电源

16、为 5 K V A在 线式 U P S。51 当市 电断 电时，备用 电源可 以保证 多 参 数 传 感 器 和 测 控 设 备 的正 常运 行，当启动备用 电时，系统控制启 动省 电工作 模式(其他非关键设备 如空 压机、空调 等停 止 运行)，并将 主电源停 电信 息和工作模式设定警 报信 息传送 到远程监控 中心。备用 电 源满 足 在 停 电 时水 质 自动 监 测站 在省电工作模式下 3 1 2小时内采配 水运行 2次的供 电需求。3 2分 析仪 器及 辅 助装 置 选 购的分析仪器需具有数据实时 存 储、异 常 测 量 值 自动 报 警、异 常 水质 自动留样、故障 自动报警功能。

17、部分易损辅助 设 备采 用 1用 1备 的 工作 模 式。为 了保证 水 质 自动 监测 站达 到 规定 的温 控环 境，安装 了 1台 2 k W 的空 调且参与 自动控制。电路方案和 P L C程序设计合理、规范的，时序 配合和逻辑控 制做 到准确无 误，确保系统在断 电、断水后 自动保护且故障消除后系统具有 自动恢复功 能。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，相关设备保 留相应 的余量和 接 口。在安装过程中，为 了减少各部分设备、电路之 间 的 电磁 干 扰，设 备安 装 时 进行 了正 确 的接 地 和屏 蔽。考虑室外设备防风 和防冻的问题，将浮 台、浮

18、台支架进行 了抗风设置，输水管路进行了可靠的固 定。自吸泵加装了保温层，室外管路采用保温材料 保温管路，防止管路受冻，保证 了系统在冬季正常 取 水。因 为无 人 值 守，各 种设 施 安 保 是 监测 站 正 常 运 行 的基 本 前 提，我们 在监 测 站 四周 安 装 了防 护 栏，防护栏上设 置了越界报警 和监控摄像头。出现非法 闯入 情 况 时，通 过 安全 设 施 即时 向远 程 监控 中心 自 动报 警。3 3 系统 防 雷 防雷是通榆河原水水质 自动监测系统可靠运行 的 重要 保 证。取 水 泵 站 中控 室 与监 测 站 安装 了避 雷 针以实现建筑物 防雷，对主供 电源我们

19、采取 了多级 拳 大丰环保局 丰卫生防疫 相关职能部门 l 远程客户权限麸事终端 动光纤专 R o c k We l l 封据库 We b发布服务器 言 息平台 防火墙 裳 理中心服务器 大丰市自来水公司内部局域网 供水调度中心 Q 照 黧黧 鬃嚣I 潮|I i，区域供水分厂 区域供水N分厂 管网压力，浊度 余氯 三耗等 露 图 4远程数据 管理 平台 通榆河刘庄原水厂 中心控制室 监控服务器 自控服务器 原水水质分析室 O H 浊度 温度 D O 电导率 氯氮 c o D 高锰酸盐 总磷 总氮总有 机碳 总酚等 防雷 保 护 模式，保证 系统 内的设 备不 受 过 电压 的 干 扰，各类线

20、缆(电源线、控制 线、信 号线、通信 线、无线天线等)入 室均 实施 了雷 电波 隔离防护，各级保 护 按规 范可 靠接 地。3 4系统 内软 件 系统 内各应用软件在编码设计、通信规 约、用 户界面、报表编制等方面严格按 照标准化、规范化 的设 计原 则 进 行设 计。应 用 软件 具 有 以功 能模 块 为 单元的可灵活拆装配置 的结构，保持每个 功能模块 的个 性，便 于 扩 充 和二 次 开发；人 机 界 面符 合 人 机 工 程 学，统 一 的 菜 单 模 块，做 到 简 洁、美 观、实 用、功 能全 面 且操 作 方 便；采 用 联 机 帮 助技 术，在 程序的每个层次给出与 当前

21、操作对应的帮助提示信 息，便 于监测技术人员和领导解读；应用软件采取 容错设计，有效屏蔽各种错误操作和其它干扰；软 件设计采用先进的手段，采用多重保护措施 防止程 52 序运行紊乱、死机等。从属于远程数据管理中心平 台的服务器和终端设置了防火墙、网络加密、身份 认 证等方 式，有 效地 防范外部 入侵 和 内部非 法操 作，确保 了整个系统运行 的稳定可靠性。4结语 原水水质 自动监测系统的构建更好地地 落实 了 大丰市 自来水有限公 司所倡导的“优质供水、服务 社会”的理念，该系统的建立和进一步完善对提高 供水水质、保 障供水 安全、优化供水成本及有效贯 彻 实施 应 急预 案具 有 积极 意义。参 考 文献：1 曾永 等 著 水质 监 测 新技 术 与 实践 黄 河 水利 出版 社，2 0 0 6 2 王仁 祥 著 现 代 可编 程序 控 制 器 网络通 信 技术电力出版社，2 0 0 6 0 动 鳓 擘