一種供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，人工取樣化驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，上述三個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息匯總至同一監(jiān)控平臺(tái)，其中，對(duì)魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行視頻監(jiān)控，視頻信號(hào)傳送至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，人工取樣化驗(yàn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)及時(shí)傳遞至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)三個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息的綜合分析，對(duì)水質(zhì)情況進(jìn)行全方位立體監(jiān)測(cè)，綜合預(yù)警。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)采用該自來(lái)水廠三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)的單系統(tǒng)預(yù)警可靠性低，反應(yīng)速度慢等弱點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自來(lái)水廠水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的全面、快速預(yù)警，三系統(tǒng)綜合預(yù)警，可靠性極高，預(yù)警反應(yīng)速度達(dá)到最快。
【專利說(shuō)明】—種供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，我國(guó)水源污染問(wèn)題嚴(yán)重，污染不僅使有限的淡水資源更加匱乏，還使得飲用水的安全難以得到保障。水體中的化學(xué)物質(zhì)、微生物污染所引起的生態(tài)災(zāi)難，以及飲用水的安全性和人類健康問(wèn)題已經(jīng)引發(fā)了人們的普遍關(guān)注。水質(zhì)安全已成為一個(gè)全球性的重要問(wèn)題。飲用水安全直接關(guān)系到人民群眾的健康和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中亟待研究解決的重大問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠保障供水安全的供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，人工取樣化驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，上述三個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息匯總至同一監(jiān)控平臺(tái)，其中，對(duì)魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行視頻監(jiān)控，視頻信號(hào)傳送至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，人工取樣化驗(yàn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)及時(shí)傳遞至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)三個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息的綜合分析，對(duì)水質(zhì)情況進(jìn)行全方位立體監(jiān)測(cè)，綜合預(yù)警。
[0005]進(jìn)一步的，所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括單參數(shù)預(yù)警和多參數(shù)綜合預(yù)警，其中，單參數(shù)預(yù)警包括pH、溶解氧、電導(dǎo)率、0RP、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、T0C、揮發(fā)酚、油類監(jiān)測(cè)參數(shù)超過(guò)上限報(bào)警，多參數(shù)綜合預(yù)警包括對(duì)經(jīng)過(guò)篩選的具有代表性濁度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、氨氮、ORP、TOC常規(guī)特征水質(zhì)參數(shù)在不同水質(zhì)污染條件下，相互間的變化狀況進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)水源水質(zhì)歷史數(shù)據(jù)變化規(guī)律的研究分析，建立水源水質(zhì)安全基線，并設(shè)定報(bào)警限制，對(duì)水質(zhì)污染事件進(jìn)行綜合預(yù)警。
[0006]進(jìn)一步的，所述魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包括預(yù)處理設(shè)備，養(yǎng)魚池，視頻監(jiān)控設(shè)備，利用養(yǎng)魚池和視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)分析魚類在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)，從而評(píng)估水質(zhì)情況，并在發(fā)生異常時(shí)采用先進(jìn)便攜式化學(xué)發(fā)光毒性檢測(cè)儀并結(jié)合理化檢測(cè)方法進(jìn)一步快速鑒定水質(zhì)。
[0007]進(jìn)一步的，所述人工化驗(yàn)檢測(cè)體系構(gòu)建如下，安排值班人員每天24小時(shí)根據(jù)指定頻率對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水源取樣，對(duì)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)，通過(guò)視頻和檢測(cè)數(shù)據(jù)兩方面對(duì)班組化驗(yàn)進(jìn)行網(wǎng)上監(jiān)管。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)采用該自來(lái)水廠三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)的單系統(tǒng)預(yù)警可靠性低，反映速度慢等弱點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自來(lái)水廠水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的全面、快速預(yù)警，三系統(tǒng)綜合預(yù)警，可靠性極高，預(yù)警反映速度達(dá)到最快；該系統(tǒng)將水污染事故臨時(shí)被動(dòng)應(yīng)對(duì)，轉(zhuǎn)變?yōu)樘崆跋到y(tǒng)防范，從而鞏固了生活供水系統(tǒng)的安全。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示的示意圖可知，本發(fā)明的供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、人工取樣化驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0011]一.自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、專用分析技術(shù)和通信技術(shù)組成水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其組成如下:
1.采水系統(tǒng):采水系統(tǒng)包括采水泵及配套裝置、輸送管道和組閥等組成。該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不累述。
[0012](I)經(jīng)實(shí)地考察，在水廠一泵房吸水井采水；
(2)采集水樣的基本條件，采樣頭應(yīng)在水面下0.5 -1.0米浮動(dòng)，并與水體底部有足夠的距離(枯水期> I米)，以保證不受水體底部泥沙的影響；
(3)采水頭采用雙層防護(hù)措施。該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不累述。在采水頭外圍設(shè)計(jì)防護(hù)隔柵以有效的防止沙石、懸浮物堵塞，在采水頭上還要加裝一層銅質(zhì)防護(hù)網(wǎng)罩，內(nèi)外層防護(hù)網(wǎng)罩的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)易于日常維護(hù)；
(4)水泵根據(jù)實(shí)際情況可采用自吸泵或潛水泵等。水泵應(yīng)具有停電再?gòu)?fù)電后能重啟動(dòng)的自動(dòng)恢復(fù)功能；
(5)采用雙泵/雙管路設(shè)計(jì)，一用一備，滿足實(shí)時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)的要求；并且當(dāng)一路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠自動(dòng)切換到另一路進(jìn)行工作，保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；
(6)采水管路采取保溫措施，所有輸、排水管路均采用可拆洗式；
(7)配置在線除泥沙裝置，保證系統(tǒng)管路內(nèi)部免受泥沙，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不累述。
[0013]2.前處理系統(tǒng):前處理系統(tǒng)包括配水單元和預(yù)處理單元，過(guò)濾裝置、沉砂裝置和管道閥控制等部分。該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不累述。
[0014](I)使用的清洗方法不對(duì)環(huán)境造成污染，如果產(chǎn)生廢液將會(huì)進(jìn)行合理處理；
(2)為保證儀器設(shè)備正常運(yùn)行，防止水樣中較大雜物對(duì)儀器引起堵塞或損壞，對(duì)進(jìn)入部分監(jiān)測(cè)儀器的水樣需要進(jìn)行預(yù)處理，使其從專門的過(guò)濾裝置中汲取水樣。
[0015](3)配水單元在每次采樣分析完畢后均自動(dòng)進(jìn)行一次管道反沖洗操作。
[0016](4)除藻功能，系統(tǒng)定期可以自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)除藻功能。
[0017]3.輔助系統(tǒng):輔助單元由清洗單元、廢液收集單元、壓縮空氣單元、除藻單元、防雷單元等組成，可保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；為保證輸水管路的暢通，采用壓縮空氣與反沖洗單元為管路沖洗，并輔助除青苔等化學(xué)方法。該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不累述。
[0018](I)根據(jù)系統(tǒng)需要，配置相應(yīng)的壓縮空氣系統(tǒng)(無(wú)油型)，以滿足清洗反吹使用；
(2)配置相應(yīng)的UPS系統(tǒng)，起停電保護(hù)作用，在停電狀態(tài)下能保存及傳輸數(shù)據(jù)，恢復(fù)供
電后系統(tǒng)能自動(dòng)工作； (3)配置相應(yīng)的電子式凈化穩(wěn)壓電源；
(4)配置相應(yīng)防雷系統(tǒng)；
(5)儀器室內(nèi)安裝紅外感應(yīng)探測(cè)器。
[0019]4.分析系統(tǒng):分析系統(tǒng)選用美國(guó)哈希生產(chǎn)的溫度、pH、D0、電導(dǎo)率和濁度五參數(shù)儀、氨氮測(cè)定儀、0RP、水中油、高錳酸鹽指數(shù)分析儀、TOC儀和德國(guó)布朗盧比公司生產(chǎn)的揮發(fā)酚分析儀先進(jìn)的分析儀器，能保證測(cè)量的精確性和穩(wěn)定性。
[0020]5.工控系統(tǒng):工控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)、PLC控制單元、總空氣開(kāi)關(guān)、各儀器設(shè)備的空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、直流電源、繼電器和接線端子等部分組成。系統(tǒng)控制單元采用PLC系統(tǒng)(程序邏輯控制系統(tǒng))對(duì)各單元按前述的要求進(jìn)行控制，能對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)、站房工作環(huán)境和安全控制等檢測(cè)、控制及報(bào)警。
[0021]6.數(shù)據(jù)采集:數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)傳輸單元構(gòu)成，系統(tǒng)兼有有線和無(wú)線傳輸方式，能生成數(shù)據(jù)穩(wěn)定上傳，并能與公司站和環(huán)保站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效對(duì)接。
[0022]7.通訊系統(tǒng):通訊單元該系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置在各監(jiān)控區(qū)域的傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，具備控制數(shù)據(jù)分析和打印等功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可方便地與其它系統(tǒng)連接。
[0023]自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能如下:
1.單參數(shù)預(yù)警:PH、溶解氧、電導(dǎo)率、0RP、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、T0C、揮發(fā)酚、油類等監(jiān)測(cè)參數(shù)超過(guò)上限報(bào)警；
2.系統(tǒng)和探頭故障報(bào)警；
3.多參數(shù)綜合預(yù)警對(duì)經(jīng)過(guò)篩選的具有代表性濁度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、氨氮、ORP、TOC等多個(gè)常規(guī)特征水質(zhì)參數(shù)在不同水質(zhì)污染條件下，相互間的變化狀況進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)水源水質(zhì)歷史數(shù)據(jù)變化規(guī)律的研究分析，建立水源水質(zhì)安全基線，并設(shè)定報(bào)警限制，對(duì)水質(zhì)污染事件進(jìn)行綜合預(yù)警。
[0024]4.超標(biāo)自動(dòng)留樣功能；
根據(jù)水質(zhì)變化，啟動(dòng)藍(lán)色系統(tǒng)報(bào)警后，出現(xiàn)未識(shí)別報(bào)警信號(hào)時(shí)，可以觸發(fā)啟動(dòng)自動(dòng)取樣器，抽取超標(biāo)水樣并進(jìn)行保存；采用冷藏式自動(dòng)取樣器，有利于水樣穩(wěn)定保存，為實(shí)驗(yàn)室分析及日后系統(tǒng)建庫(kù)提供可靠水樣。
[0025]二.魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
魚類監(jiān)測(cè)預(yù)警是利用養(yǎng)魚缸監(jiān)測(cè)分析魚類在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)，從而評(píng)估水質(zhì)。該結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不累述。
[0026]1.預(yù)處理:主要是指對(duì)水樣采取一些諸如過(guò)濾、沉沙等措施滿足人的視覺(jué)能夠觀察到魚的活動(dòng)情況；同時(shí)落實(shí)人員不定期清洗并記錄。
[0027]2.養(yǎng)魚池:魚池材質(zhì)為輕便的透明有機(jī)玻璃，水流速每分鐘4-6升，帶有溢流裝置；水源水連續(xù)不斷平緩進(jìn)入水缸一端，從水缸另一端溢流。配備過(guò)濾裝置，
3.魚的品種:選擇行動(dòng)活潑、體色光澤、魚鰭完整舒展、逆水性強(qiáng)和食欲良好的健康魚。根據(jù)南通長(zhǎng)江水質(zhì)情況，可選擇體長(zhǎng)5?10 (cm)對(duì)油類及毒物敏感且易養(yǎng)、易得、價(jià)廉的草金魚(俗稱紅鯽魚)10?20條；每半年草金魚必須全部更新。
[0028]4.人員觀察和檢測(cè):泵房運(yùn)值人員每班定期觀察魚活動(dòng)情況并記錄，值班人員如發(fā)現(xiàn)多條魚活動(dòng)異常，立即用先進(jìn)便攜式化學(xué)(細(xì)菌)發(fā)光毒性檢測(cè)儀并結(jié)合理化檢測(cè)方法進(jìn)一步快速鑒定水質(zhì)。
[0029]5.化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)方法
化學(xué)發(fā)光技術(shù)基于在辣根過(guò)氧化酶的催化下發(fā)光試劑與氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生閃光(化學(xué)發(fā)光)，當(dāng)樣品中存在有毒物質(zhì)時(shí)，便會(huì)影響該反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而影響發(fā)光強(qiáng)度，通過(guò)發(fā)光強(qiáng)度的變化即可確定樣品毒性強(qiáng)度。
[0030]6.視頻監(jiān)控
對(duì)魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行視頻監(jiān)控，視頻信號(hào)傳送至監(jiān)測(cè)平臺(tái)。
[0031]三.人工取樣化驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
根據(jù)具體的水質(zhì)狀況，設(shè)計(jì)人工取樣化驗(yàn)的具體方案如下表所示:
人工取樣方案
【權(quán)利要求】
1.一種供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，人工取樣化驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，上述三個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息匯總至同一監(jiān)控平臺(tái)，其中，對(duì)魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行視頻監(jiān)控，視頻信號(hào)傳送至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，人工取樣化驗(yàn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)及時(shí)傳遞至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)三個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息的綜合分析，對(duì)水質(zhì)情況進(jìn)行全方位立體監(jiān)測(cè)，綜合預(yù)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括單參數(shù)預(yù)警和多參數(shù)綜合預(yù)警，其中，單參數(shù)預(yù)警包括pH、溶解氧、電導(dǎo)率、ORP、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、TOC、揮發(fā)酚、油類監(jiān)測(cè)參數(shù)超過(guò)上限報(bào)警，多參數(shù)綜合預(yù)警包括對(duì)經(jīng)過(guò)篩選的具有代表性濁度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、氨氮、ORP、TOC常規(guī)特征水質(zhì)參數(shù)在不同水質(zhì)污染條件下，相互間的變化狀況進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)水源水質(zhì)歷史數(shù)據(jù)變化規(guī)律的研究分析，建立水源水質(zhì)安全基線，并設(shè)定報(bào)警限制，對(duì)水質(zhì)污染事件進(jìn)行綜合預(yù)目O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述魚類生物監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包括預(yù)處理設(shè)備，養(yǎng)魚池，視頻監(jiān)控設(shè)備，利用養(yǎng)魚池和視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)分析魚類在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)，從而評(píng)估水質(zhì)情況，并在發(fā)生異常時(shí)采用先進(jìn)便攜式化學(xué)發(fā)光毒性檢測(cè)儀并結(jié)合理化檢測(cè)方法進(jìn)一步快速鑒定水質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供水企業(yè)三位一體水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述人工化驗(yàn)檢測(cè)體系構(gòu)建如下，安排值班人員每天24小時(shí)根據(jù)指定頻率對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水源取樣，對(duì)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)，通過(guò)視頻和檢測(cè)數(shù)據(jù)兩方面對(duì)班組化驗(yàn)進(jìn)行網(wǎng)上監(jiān)管。
【文檔編號(hào)】G01N33/18GK103823035SQ201410009332
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】石健, 顧宇人, 顧圣全, 王東升, 曹林春, 徐永進(jìn), 肖峰, 茅均標(biāo), 陳浩然, 徐志鵬 申請(qǐng)人:南通大學(xué)