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NCA高寒地区水质自动监测站

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一、设备介绍
设备根据北方寒冷地区水质自动监测预警需求,在监测方法,设备选型,系统集成,系统采样,系统防护,后期维护等方面均考虑到寒冷地区的工作环境、运行条件,水质状况,以及恶劣天气下的极低温度、流冰的影响,定制化设计,结合正大环保在北方地区的现场测试验证经验,整体设计的一体化解决方案,设备具备以下特点:
1.监测设备及方法选择:选择维护量较小的,量程较低,准确度较高的,适合在北方地区高寒环境下运行的监测的国际先进技术及设备,设备尽可能维护工作量小,维护简单,对维护人员及维护环境要求低,设备监测精度高,灵敏度高,可以精确的反应水体的变化,达到监测预警的目的。
2.设备集成及环境适应性:整体一体化站房集成必须考虑到北方可能的极端天气,并确保在极端天气下设备不会受到损害,极端天气过后可正常投入运行,尽量减少因极端天气导致的损失。设备可在低温环境中运行,并不会因意外温度过低而导致设备无法正常运行。
3.系统水样采集:系统可控制采样系统,并为采样系统提供保湿措施及冰层下取样的保障措施,采水系统可适应每年长达五个月的冰冻期监测要求,可确保在冰冻期对冰层以下水体进行监测采样预警,同时出现采样异常时,可快速维护。
二、监测指标及基本功能
1.根据水质预警要求,此设备可监测指标为:水温、PH、电导、溶解氧、COD(可选择输出(浊度、CODMN)、氨氮。
2.实现水质在线自动监测,监测数据可以通过无线网络传输到监控中心,同时可通过手机查询监测数据。
3.自动监测系统显示全部使用数码管显示,可通过手持操作系统更改运行参数,实现仪表校准。
4.对低温下不能正常监测的传感器配备低温保护防冻器。
5.管理者或公众可通过扫描二微码下载APP,实时查看监测数据。
6.可实现多种水质安全预警模型,给出简易的预警指数。
7.系统运行采样控制必须考虑到北方寒冷地区极端天气对设备的破坏,以及在冰冻期的正常运行。
8.所有监测设备使用免试剂无二次污染的监测方法。
9.设备结构设计简单可靠,维护方便,运行稳定。

三、主要设备要求
1.水质预警终端:
1)可实现对水质自动监测设备、电化学分析传感器、物理传感器、特殊污染物在线监测设备的接入,不仅可实现单一因子预警、多因子综合性预警、特殊污染物预警,更可结合水质安全威胁因素实现自定义指数预警、专家预警功能,并能根据用户需求创造性地开发适合地区水资源安全监测预警的等级指数。
2)基于互联网+,支持远程访问,维护、故障诊断;
3)可建立报警机制,并自动短信报警;
4)可建立预警模型,并对预警数据报警;
5)具备权限管理功能,可设置操作权限,确保数据安全;
6)预警机制与预警模型应符合国家水资源安全方略相关规定;
7)数码管显示器,界面直观、低温下可正常显示;
8)可接入监测设备达27个(可接入第三方传感器),水文、水质、气象等,接入方式:RS485 Modbus、模拟量输入;
9)大存储空间,可现场存储10年数据,支持U盘导出数据功能;
10)5路DO数字量输出,可以灵活配置输出;
11)5路DI可灵活配置输入;
12)2路AI,可接入现场温度、湿度、或其它传感器;
13)2路AO,可输出标准的0-10V电压或0-20mA电流信号;
2.多参数水质监测仪
1)基本要求: 
① 可同时测量电导率、水温、溶解氧等水环境参数。 
② 自带清洁刷。 
③ 通讯接口:RS-485。  
2)传感器要求: 
① 温度传感器: 
a)测量原理:热敏电阻法 
b)测量范围: -5 至+50℃ 
c)分 辨 率:  0.01℃ 
d)准 确 度: ±0.15℃ 
② 电导率: 
a)测量原理:四电极流通式电导测量管法 
b)测量范围:1~100 mS/cm 
c)分 辨 率:0.1 mS/cm(视量程而定) 
d)准 确 度:读数的±5%
③ 溶解氧: 
a)测量原理:荧光法 
b)测量范围:0 至20mg/L 或0 至200%空气饱和度 
c)分 辨 率:0.01 mg/L 或0.1% 
d)准 确 度:0 至20 mg/L:读数的±1%或0.1 mg/L,以较大者为准; 
e)12 至50 mg/L:读数的±15% 
3.全光谱水质分析仪:
1)基本要求:
① 测定范围: CODmn: 0-60mg/L
② 测量原理:紫外可见光连续光谱分析测量。采用紫外可见光全波段(220nm到720nm),256像素阵列感光器分析差分光谱,检测水中特征光波的吸收及强弱来确定水中的上述参数的浓度。
③ 双光路对照,参考纯水密封在设备内,保证准确补偿背景干扰
④ 波长范围:220nm 到 720nm连续紫外光可见光光谱分析,利用256像素阵列感光器分析差分光谱
⑤ 光程口径:15mm/35mm 
⑥ 光源:氙灯光源,闪烁次数为10的9次方,光源寿命至少8年
⑦ 补偿:双光束自动补偿,浊度、色度、水介质交叉敏感度自动补偿。
⑧ 技术要求:
⑨ 测量周期: 30秒。
⑩ 检测精度:±5%
⑪ 重复性:±2% 
⑫ 零点漂移:±2%
⑬ 量程漂移:±2%
⑭ 直线性:±5%
⑮ 防护等级:IP68。
⑯ 清洗:探头配置自动清洗孔,免维护(配合相关电磁阀及空气压缩机);或自动清洗刷(用于旁通管道安装)
⑰ 校正:双校准系统:全球校正/现场校正
⑱ 测量介质温度:0-45℃
⑲ 电源:11-15VDC
⑳ 功耗:20W
4.氨氮、PH分析仪
1)基本要求:
① 即插即测,多参数探头,长期稳定运行
② 出厂前已实行预校准,使用压缩空气进行自动清洗
③ 无孔/不泄露的参比电极,及其稳定的pH 测量
④ 离子选择性电极的翻新,使得维护更为简便
⑤ 可直接在介质中(现场)或通过流通槽(监测站)方便和快速地安装和测量
⑥ 可进行自动温度补偿和pH补偿
2)技术要求:
① 量程:NH4-N: (0~1000) mg/L pH: 0-14 
② 温度:(0~50)℃ 自动补偿仪 温度、PH
③ 分辨率:NH4-N:0-2mg/l 温度: 0.1 ℃
④ 自动清洗:压缩空气
⑤ 准确度:≤±10%读数 
⑥ 安装:浸没或在旁通(流通管道)中
⑦ 响应时间:60 s 秒
⑧ 流速:3 m/s(最大值)
⑨ 工作压力:0 ... 400mbar 
⑩ 电源:10 ... 30 VDC
⑪ 工作温度:0 ... 60℃ 重量(最小值) 2.7kg
⑫ 防护等级:IP 68水下60m
四、NCA设备专用机柜及站内配置要求
1.采用NCA设备专用机柜,内部集成供电系统、流程控制系统、监测系统、数据采集、显示、无线传输系统。
2.通过扫描柜体上的二维码可获得设备状态信息以及监测数据。
3.柜体要求做到干湿分离,内部湿度实时监测,柜门打开报警等功能。
4.柜体具备低温自动加热保护功能,最低工作环境温度达到零下40度。
5.柜门采用防盗设计、内设照明系统、供电、接地系统、防雷。
6.柜体结构设计满足起吊、拖动、运输到现场、安装设备和附件的强度要求。
7.柜体内设无油型空压机,保证不对分析结果造成影响,并可实现自动或手动反吹洗。
8.柜体具备自动记录现场开门的时间,实时发送到提示短信到现场维护人员的手机,保证设备的安全性。
9.站内配电箱须包含空开、漏电保护,功率不小于5KW。
10.站内须根据水质状况配置清水箱及净水设备,以方便为监测仪器提供自动清洗用水。
五、NCA采水单元要求
1. 站房采水工程,采水系统选用双泵双管路进样,主进水管路串联,仪器并联的方式,确保任何仪器出现故障都不会影响其他仪器的工作。
2.采水管路采用优质PVC材质,化学性能稳定、耐压、耐腐蚀、抗老化性;
3.在室外采水管路部分外加伴热带和保温套管,保护管路。取样头前端外加过滤网,防淤作用。
4.采水系统中采用活接及便于拆卸的装置,以便于日常清洗和维护。
5.采水系统前端配备浮动式取水装置,能使取样头在水中的位置随着水位的波动而变化,保证在汛期或枯水期能正常工作而不至被损坏。
6.采水系统可控温的伴热装置,减少环境温度等因素对水样造成的影响,保证对测定项目(除水温)监测结果的影响小。控温装置可使水样在不受环境影响的基础上,保证冬季低温时采样管路不结冰。
7.要求采水系统采样口设计能克服1000mm以上的冰层厚度的影响,能在冰冻期正常采水,同时可抵御流冰等自然灾害,保证设备可在冬季正常工作,且不被损坏。

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