排放口水质在线监测系统安装工程

一、总则

一.1 编制依据

1. 环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范（试行）（HJ/T 352-2007）

2. 水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）（HJ/T 353-2007）

3. 水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）（HJ/T 354-2007）

4. 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）

5. 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）

6. 污染源在线自动监控（监测）数据采集传输仪技术要求（HJ 477-2009）

7. 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T 212-2005）

8. 《PH水质自动分析仪技术要求》HJ/T 96-2003；

9. 《氨氮水质自动分析仪技术要求》HJ/T 101-2003

10. 《总磷水质自动分析仪技术要求》HJ/T 103-2003

11. 《总氮水质自动分析仪技术要求》HJ/T 102-2003

12. 《环境保护产品技术要求-超声波明渠流量计》HJ/T 15-2007

13. 《环境保护产品技术要求-化学需氧量CODcr水质在线监测仪》HJ/T 377-2007

14. 《关于开展排放口规范化整治工作的通知》环发[1999]24号

15. 《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002

16. 《工业与民用电力装置的接地设计规范》GBJ65-83

17. 《电缆线路施工及验收规范》GB50168-92

18. 《巴歇尔槽测流规范》  SL 24-91

二、 排污单位及排污现状

二.1 排污口规范化情况

经污水厂处理后出水排入河道，日排水量约为*****m³，计量明渠已建设，已安装标准化计量槽和明渠流量计。

三、 系统建设方案设计

排污在线监测系统由采样单元，预处理单元、分析监测单元、通信单元等构成。采样单元、预处理单元完成水质自动监测的水样采集、水样预处理等采样控制过程；分析监测单元完成水质监测参数的分析过程；通信单元实现数据及控制指令的上行及下行传输过程，数据及时传至省市环保及厂区监控中心。系统依据合理、实用、经济、可靠、运行维护简单的原则，并参照国家有关技术标准、规范及有关部门技术标准严格设计。满足用户对水质实时监测和远程监控的要求。

三.1 污染源在线监测设备安装位置选择

在线监测设备安装于污水厂总排放口旁在线监测房内，采样点位于排放口明渠内，该处为处理厂总排出口，经污水厂处理后水中污染物充分混合，水质均匀，采集的水样可以代表污水厂处理后出水水质状况。

三.2 主要监测因子

本项目主要对医院污水处理站出水COD、氨氮、总氮、总磷和流量进行监测。

三.3 设备选型与说明

三.3.1 选型要求

本项目选择主要分析、数据采集传输仪器见表2。

表2  主要分析、数据采集传输仪器一览表

三.3.2 在线CODcr分析仪

三.3.2.1 典型应用：

工业废水及市政污水排放的COD在线监测。

三.3.2.2 仪器特点：

定量测量，数据稳定

氧化率高，稳定性强

进口组件，易维护

温度报警功能强，可靠性高

三.3.2.3 检测原理：

经典重铬酸钾氧化与全新测试技术的有机统一。样品在强氧化剂和高温175°C的条件下，快速、*的消解，光学系统检测样品被*氧化后的吸光值，此吸光值与样品的COD值成正比。

三.3.2.4 技术参数：

测试方法：重铬酸钾高温消解，比色测定

测试量程：0～5000mg/l

准 确 度：＞50mg/l:＜10%读数；＜50mg/l:＜±5mg/l

重复性：不超过5%

试剂消耗：试剂一400ml/月，试剂二1200ml/月

模拟输出：2路0/4---20mA模拟输出

输出信号：RS-485和4-20mA输出

消解温度：175℃

工作温度：5～40℃ 湿度≤85%

电   源：（220±22） V AC；10%/50-60Hz

功   耗：150 W

尺   寸：600mm×450mm×1560mm

其他：仪器异常报警；断电数据自动保存；6万色TFT触摸屏显示及指令输入；异常复位和断电后来点自动恢复工作状态。

三.3.3 氨氮在线分析仪

三.3.3.1 应用

工业废水及市政污水排放的氨氮在线监测。

三.3.3.2 特点

Ø 试剂环保，配置方便

Ø 定量精确，数据稳定出

Ø 灵敏度高，检出限低

Ø 三个量程自动切换，亦可锁定量程

三.3.3.3 维技术参数

Ø 测量范围：0-2ml/l、0-10ml/l、0-50mg/l（可选）

Ø 测量原理：水杨酸分光光度法

Ø 准确度：＞2.0mg/l:＜8%读数；＜2.0mg/l:＜±0.16mg/l

Ø 重复性：优于满量程的3%

Ø 试剂消耗：试剂一：1200ml/月；试剂二：1000ml/月

Ø 环境温度：5-40℃；湿度≤85%

Ø 信号输出：4-20mA模拟输出或RS485或RS232可选

Ø 电源：（220±22） V AC；10%/50-60Hz

Ø 功耗：150W

Ø 尺寸：600mm×450mm×1560mm

Ø 其他：仪器异常报警；断电数据自动保存；6万色TFT触摸屏显示及指令输入；异常复位和断电后来点自动恢复工作状态。

三.3.4 总磷在线分析仪

三.3.4.1 应用

工业废水及市政污水排放的总磷在线监测。            

三.3.4.2 特点

Ø 分析精度高，应用范围广

Ø 定量精确，数据稳定出

Ø 灵敏度高，检出限低

Ø 具有*的温度补偿技术，克服温漂影响

三.3.4.3 维技术参数

Ø 测量范围：0-2ml/l、0-10ml/l（可扩展）

Ø 测量原理：钼酸铵分光光度法

Ø 准确度：＞0.5mg/l:＜10%读数；＜0.5mg/l:＜±0.05mg/l

Ø 重复性：优于满量程的5%

Ø 试剂消耗：试剂一：630ml/月；试剂二：630ml/月；

试剂三：630ml/月

Ø 环境温度：5-40℃；湿度≤85%

Ø 信号输出：4-20mA模拟输出或RS485或RS232可选

Ø 电源：（220±22） V AC；10%/50-60Hz

Ø 功耗：150W

Ø 尺寸：600mm×450mm×1560mm

Ø 其他：仪器异常报警；断电数据自动保存；6万色TFT触摸屏显示及指令输入；异常复位和断电后来点自动恢复工作状态。

三.3.5 总氮在线分析仪                                            

三.3.5.1 应用

工业废水及市政污水排放的总氮在线监测。

三.3.5.2 特点

Ø 稳定可靠，易维护

Ø 定量精确，数据稳定

Ø 良好的耐用性

Ø 采用氙气，进口光谱仪

三.3.5.3 技术参数

Ø 测量范围：0-10ml/l、0-50ml/l（可扩展）

Ø 测量原理：碱性过硫酸钾消解紫外光分光光度法

Ø 准确度：＞2.0mg/l:＜10%读数；＜2.0mg/l:＜±0.2mg/l

Ø 重复性：优于满量程的5%

Ø 试剂消耗：试剂一：1500ml/月；试剂二：750ml/月

           试剂二：750ml/月

Ø 环境温度：5-40℃；湿度≤85%

Ø 信号输出：4-20mA模拟输出或RS485或RS232可选

Ø 电源：（220±22） V AC；10%/50-60Hz

Ø 功耗：150W

Ø 尺寸：600mm×450mm×1560mm

Ø 其他：仪器异常报警；断电数据自动保存；6万色TFT触摸屏显示及指令输入；异常复位和断电后来点自动恢复工作状态。

三.3.6 超声波明渠流量计

三.3.6.1 典型应用

明渠流量非接触式监测的仪表，适用于流量测量和液位控制，包括:自来水、雨水、废水和活性污泥。

三.3.6.2 性能和特点

Ø 内置大量堰和槽的规格数据库，如:V形槽，矩形槽，圆底槽，巴歇尔槽等；

Ø 对于非标准的明渠结构，用户可以自己输入流量曲线；

Ø 脉冲反射技术；

Ø 自动温度补偿；

Ø 非接触测量，能在较恶劣的环境中应用；

三.3.6.3 操作原理

流量计的工作原理是超声回波技术，通过测量流量槽(堰)液位高度，再经仪器内部的微处理器运算得到流量。超声波传感器在微机控制下，发射和接收超声波，计算出液位高度;再根据规定流量计算公式:即可得到液体流量。本分析仪具有适用于多数普通堰槽的内置尺寸表格运算。

三.3.6.4 技术参数

u 流    量： 0~9999, 0~999.9 或0~99.99，流量单位可选

u 累积流量：（可复位） 0~9999999, 体积单位可选

u 电流输出：(1 和2) 0.00~20.00 mA 或者4.00~20.00 mA

u 深    度：0~30,000 mm 或者0~30.000 m

u 空气温度：-40.0~100.0℃

u 总累积量：（不可复位） 0~9,999,999，带7种可以选择的体积单位

u 测量结构类型：内置的堰流量和槽流量表列在下面，或者是根据用户定义的

u 30点流量/深度曲线来计算流量。

u 电源要求：180~260 VAC，50/60 Hz 交流电（最大10 VA）VAC，50/60 Hz 交流电（最大10 VA）

u 准 确 度：满量程的0.5%

u 灵 敏 度：满量程的0.1%

u 重 复 性：满量程的0.1%

三.3.7 在线PH分析仪

三.3.7.1 产品功能

u 可连接GLI差比式电极和复合式电极。

u 大屏幕带背景光可调LCD显示。

u 具有自诊断功能和自动报警功能，及EMI/RFI防干扰功能。

u 可同时测量pH及温度。在显示屏上可同时显示pH值和温度，也可以以pH和温度分别输出4-20mA。

u 断电恢复后仪器能自动启动。

u 自动校准功能。校正方法可选，一点或两点样品校准；一点或两点标准液校准。

u 可连接自动清洗系统并直接设定清洗的周期。

u GLI差比电极可更换盐桥，增加整支电极的寿命。

u 具有RS-232及选择HART Protocol。

三.3.7.2 技术规格

测量范围：0.00 ～ 14.00 pH ；  -20.00 ～ +200 ℃

检 出 限：0.01

精    度：0.1%

稳 定 性：0.05%/24h

重 现 性：0.05%

温度漂移：零点：低于0.03%

量程：低于0.03%

模拟输出：4-20mA

环境湿度：≤ 90%

工作电压：220V±10%，50Hz带接地线

防护等级：NEMA4X ，IP65

自动温度补偿：-10～110℃

三.3.8 型数据采集仪

三.3.8.1 产品用途及运用范围

污染源在线自动监控（监测）数据采集传输仪是根据中华人民共和国环境保护部门发布的HJ477-2009《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》的要求开发的新一代无线数据采集通讯终端。该产品采用贴装工艺，符合标准HJ/T212-2005《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》中的标准通讯协议，可以通过无线/有线方式与任何一个符合行业标准通讯协议的监控中心平台对接，可对各类排污企业、排污流域的数据进行采集、管理及传输到中心。

三.3.8.2 产品特点

Ø 安装调试方便，可与现场环境监测设备通过多路的数字、模拟通道进行通讯。

Ø 与终端平台传输方式有GPRS, CDMA,以太网三种传输方式。

Ø 采用32位ARM体系的CPU，具有功能强大、联接方便、灵活、可靠的特点。

Ø 模拟通道采集数据的精确度高达12位。

Ø 内部具有1GB容量的存储器，可进行大量数据的存储。

Ø 适用于实时数据传输，监控频次较为密集的污染源在线实时监控。

Ø 触摸式液晶显示屏，数据实时显示，操作简便。

三.3.8.3 功能简介

Ø 32位工业级ARM处理器, 工作频率60MHz，功耗低，比其他同类产品（以51为构架）速度提高了百倍以上。

Ø 通讯协议采用污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（HJ/T212-2005）的规定与上位机通讯。

Ø 组网方式分为GPRS、CDMA、以太网三种。

Ø 支持对记录数据进行查询，可以在现场提取实时数据及历史数据。

Ø 与环境监测终端设备可通过数字接口、模拟量接口及开关量接口连接。设备自身带6路数字接口（1路RS485，5路RS232），8路模拟量输入接口，8路开关量输入接口，2路开关量输出接口，并可通过定制CAN总线外扩数据采集卡增加数据采集通道。通过串行端口联接时，需要设备用户提供环境监测终端设备的通讯协议。

Ø 电源电压范围（AC187V～AC253V）。

Ø 设备自带备电功能，如有需求另行添加备电电池（需定制）。

Ø 设备设计具备防静电、浪涌、电磁干扰、高频干扰、烟雾、水溅、潮湿等性能。

Ø 触摸式液晶显示屏，最多可同时显示14个参数的实时数据。

Ø 可现场查询历史数据及断电、上电记录。

三.3.8.4 技术参数

Ø 电源：(187～253)VAC,(47.5～52.5)Hz

Ø 后备电池：12V/2.2AH

Ø 功耗：<10W

Ø 环境温度：(0～40)℃

Ø 相对湿度：5％～95％

Ø CAN接口：1 路，多块采集卡级联使用

Ø 数字接口：6 路(1路RS485,5路RS232)

Ø 模拟量输入：标准(4～20)mA模拟量8路，阻抗 100Ω

Ø 开关量输入：8路，带光电隔离

Ø 开关量输出：2路，继电器无源节点: DC30V,1A

Ø 采集卡电源：DC5V

Ø 显示屏：5.6寸触摸式液晶屏

Ø 天线：外置，3m导线，全天候，自带吸盘

Ø 通讯频率：900MHz

Ø 安装方式：壁挂式

Ø 外形尺寸：340mm*270mm*123mm

Ø 安装尺寸：170mm*210mm

Ø 重量：4.2kg

三.4 系统拓扑图

三.5 建设安装程序说明

三.5.1 采样取水系统安装

采样取水系统设在废水排放堰槽取水口头部的流路中央，采水的前端设在下流的方向，减少采水部前端的堵塞。选择潜水排污泵(Q=20m³/h H= 25m. N =300w)能满足监测仪器需要的流量及扬程要求，且对水质不产生影响，使用寿命长且便于维护。取水口外围加设不锈钢丝网，防止进水口淤积和杂物堵塞。采样取水系统设过滤设施，防止杂物和粗颗粒悬浮物损坏采样泵。

采水管路铺设平滑并有一定的坡降，尽可能减少弯头数量，有利于清淤及扬水，避免排水时管道内部存水。

采水管采用PVC管，材质化学性能稳定、耐压、耐腐蚀、抗老化性能好，避免对水样产生污染。

管路外套防护管后采用埋设的方式铺设，保证样品的温度等物理性质无大的变化，而且保护了取水管路，延长其使用寿命。采水管路安装保温套管进行绝热处理，并在外部套用PVC管材，减少环境温度等因素对水样造成的影响，保证对测定项目监测结果的影响小于5%。

三.5.2 水质自动分析仪安装

大型水质自动分析仪采用落地式安装，小型仪表仪器采用壁挂式式安装，保证设备安装牢固稳定。

水质自动分析仪与数据采集传输仪的电缆加保护管空中架设在牢固的桥架上，两端作上明显标识，连接可靠稳定。

三.5.3 系统调试

在现场完成水污染源在线监测仪器的安装、初试后，对在线监测仪器进行调试，调试连续运行时间不少于72小时。

每周进行零点校准和量程校准检查，当累积漂移超过规定指标时，对在线监测仪器进行调整。

如遇排放源故障或在线监测系统故障造成调试中断，在排放源或在线监测系统恢复正常后，重新开始调试，调试连续运行时间不少于72小时。

编制水污染源在线监测仪器调试期间的零点漂移和量程漂移测试报告。

确保数据采集传输仪和水污染源在线监测仪器正确连接，并可向上位机发送数据。

三.5.4 系统试运行

试运行期间水污染源在线监测仪器连续运行30天。

如遇排放源故障或在线监测系统故障等造成运行中断，在排放源或在线监测系统恢复正常后，重新开始试运行。

编制化学需氧量（COD_Cr）在线水质自动分析仪、氨氮水质在线自动分析仪、总磷在线水质自动分析仪和总氮在线自动分析仪等水污染源在线监测仪器的零点漂移、量程漂移和重复性的测试报告。

四、 技术支持与服务

在系统安装及调试的同时对在线监测系统操作维护人员给予技术培训。培训方式采用边安装边培训、设备移交时再次进行培训。设备安装调试完成后，由设备生产厂商对具体操作人员进行系统培训的内容包括：

1、仪器仪表的原理及使用功能；

2、仪器仪表的正常操作、使用；

3、仪器仪表的简单故障判断；

通过培训使参加培训的人员能够独立操作在线监测设备，掌握没备的运行状况，发现故障能初步判定故障原因。