遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測控制系統(tǒng)

水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理與保護的重要基礎(chǔ)，是保護水環(huán)境的重要手段。對于水質(zhì)的監(jiān)測和治理關(guān)系到各行各業(yè)的生產(chǎn)和人民的生活。目前我國的水質(zhì)檢測仍然存在很多問題，一是各級水質(zhì)監(jiān)測中心的采樣能力不足，監(jiān)測頻率低，水質(zhì)監(jiān)測實驗室的監(jiān)測儀器設(shè)備老化，大型分析儀器配備不平衡。二是機動監(jiān)測能力不足，移動水質(zhì)分析監(jiān)測實驗室配備數(shù)量太少，現(xiàn)場監(jiān)測能力低。三是自動水質(zhì)監(jiān)測站數(shù)量太少，缺乏自動測報能力，難以獲得重點水功能區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)能力，難以獲得重點水功能區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)。針對以上我國水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的問題，我們提出水質(zhì)實時遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的解決方案。

  
系系統(tǒng)要求: 
1.水質(zhì)監(jiān)測站可以24小時無人值守的自動連續(xù)采集水質(zhì)水量信息，控制中心可以遠(yuǎn)程控制監(jiān)測站的采集動作，控制樣本閥，標(biāo)本閥和測量閥等開關(guān)閥門。  
2.監(jiān)測站可以對多種水質(zhì)水量參數(shù)進行分析包括PH值、DO、濁度、水溫、電導(dǎo)、氨氮、TOC、COD等基本參數(shù)。  
3.監(jiān)測站可以對采集的基本水質(zhì)參數(shù)進行存儲，然后分批分期通過網(wǎng)絡(luò)上傳到中心服務(wù)器，數(shù)據(jù)通信采用：以太網(wǎng)傳輸方式。采用多種數(shù)據(jù)傳輸通道GPRS/CDMA-1x/PSTN/ADSL互為備用通道，確保數(shù)據(jù)按時準(zhǔn)確上傳。  
4.監(jiān)測中心接到數(shù)據(jù)后可以對數(shù)據(jù)進行自動的存檔和數(shù)據(jù)處理。  
5.監(jiān)控中心通過編寫相應(yīng)的軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析，并實時顯示數(shù)據(jù)和分析處理結(jié)果，并對判斷發(fā)生的重大水質(zhì)事件進行報警啟動相應(yīng)處理預(yù)案。

解決方案：系統(tǒng)主要由水質(zhì)監(jiān)測站和中心服務(wù)器組成。

1.

水質(zhì)監(jiān)測站

水質(zhì)監(jiān)測站主要負(fù)責(zé)采集水樣并通過各種水質(zhì)監(jiān)測儀器對水樣的各種參數(shù)進行監(jiān)測，包括PH

值、DO、濁度、水溫、電導(dǎo)、氨氮、TOC、COD等基本參數(shù)。并且對這些基本參數(shù)數(shù)據(jù)進行

緩存。按照一定時間設(shè)定通過各種通訊方式上傳到中心服務(wù)器。同時可以接受中心服務(wù)器的控制。

監(jiān)測站采用核心模塊作為控制器，來完成數(shù)據(jù)的采集和通訊控制功能，核心模塊是基于以物聯(lián)網(wǎng)多功能控制系統(tǒng)的核心，其集成的高精度高，運行穩(wěn)定，實時性強為數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)提供了全新的低成本、高性能解決方案。用戶可以根據(jù)自己的需要靈活的配置控制器的輸入輸出、存儲器大小和通訊端口，這樣既滿足了應(yīng)用的需要又大大節(jié)省了成本。

在和中心服務(wù)器的通訊方式上我們采用以太網(wǎng)作為主通訊通道，采用GPRS或者PSTN modem

撥號作為備用通信通道，一旦主通訊通道發(fā)生故障不能上傳數(shù)據(jù)時控制器可以通過撥號方式采用

備用通訊通道上傳數(shù)據(jù)，這樣就可以保證數(shù)據(jù)能夠及時準(zhǔn)確地上傳。

在同參數(shù)采集設(shè)備的通訊上，基于物聯(lián)網(wǎng)核心模塊可以擴展多個RS232和RS485串口，并且有多路模擬量和數(shù)字量的I/O，用戶可以靈活的配置采集設(shè)備的通訊來完成水質(zhì)參數(shù)的采集。

2.

中心服務(wù)器

 中心服務(wù)器為配置較高的PC服務(wù)器，負(fù)責(zé)上傳數(shù)據(jù)的存儲和分析，并開設(shè)相應(yīng)的服務(wù)，其他聯(lián)

網(wǎng)的客戶機可以瀏覽監(jiān)控各水質(zhì)監(jiān)測站的監(jiān)測數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)。

中心服務(wù)器的軟件系統(tǒng)可以采用組態(tài)王或者其他組態(tài)軟件來開發(fā)。

設(shè)計優(yōu)勢：

理想的網(wǎng)關(guān)控制系統(tǒng)，家庭自動化，HVAC系統(tǒng)，工業(yè)控制等開發(fā)快速，加快產(chǎn)品投放市場難以置信的靈活配置

總述:

游泳池是公共場所，它的水質(zhì)受多方面的影響。例如，受環(huán)境的影響、空氣、雨水、塵埃、陽光、溫度等都會影響游泳池水質(zhì)。又如人在游泳池中游泳時，人體分泌物及所攜帶的細(xì)菌、病毒等也會帶入泳池水中為了保證泳客的身體健康，不致于在游泳中發(fā)生交叉?zhèn)魅荆虼?，泳池水必須每天都進行消毒處理，將泳池中的細(xì)菌、病毒殺滅。

組成說明：

全自動加藥設(shè)備主要由儲藥罐、加藥計量泵、水質(zhì)監(jiān)控儀（ph、orp、余氯、濁度）、自動控制系統(tǒng)、攪拌機、無線遠(yuǎn)程發(fā)射器、連接管路以及安裝支架組成。上述物品都可以根據(jù)現(xiàn)場實際需要進行自由組合。

制造廠完成設(shè)備購置、制造、組裝、調(diào)試、試運行，用戶只需要將組合式自動加藥裝置放在加藥間后，將計量泵出口與加藥管路、儲藥箱進出口與進水管等連接好，并將控制柜電源和監(jiān)測儀表信號送到控制箱就可以啟動、投入運行。

控制說明：

加藥裝置控制方式分為自動加藥與手動加藥，自動控制說明如下：

1.PH儀表根據(jù)水池“ph值”自動開啟1#加藥泵、攪拌機。

如儀表檢測水中ph偏高（偏低）則通過儀表“繼電器1或模擬信號（4-20mA）”開啟1#加藥泵工作，1#泵工作的同時儀表將通過“繼電器2”開啟“攪拌機”工作實現(xiàn)了加藥泵與攪拌機的聯(lián)動。

2.ORP/余氯儀表根據(jù)探測水池“余氯值”自動控制2#加藥泵、攪拌器、電磁閥。

如儀表探測水中余氯值低于“設(shè)定值”則儀表通過“模擬信號（4-20mA）”將自動啟動“2#變頻加藥泵”通過變頻加藥的方式有效避免了水池余氯超標(biāo)。

2#加藥泵工作的同時儀表將通過“繼電器1”控制“攪拌機”工作實現(xiàn)了加藥泵與攪拌機的聯(lián)動。

當(dāng)ORP/余氯 儀表根據(jù)探測水池余氯值高出“設(shè)定值”儀表通過“繼電器2”開啟“電磁閥”進行放水，然后水箱補水后稀釋“余氯”

3.濁度儀表根據(jù)探測水池“濁度值”自動開啟3#加藥泵、攪拌機。

如儀表檢測水中“濁度值”高于設(shè)定值，則通過儀表“繼電器1或模擬信號（4-20mA）”自動開啟3#加藥泵工作，3#泵工作的同時儀表將通過“繼電器2”開啟“攪拌機”工作實現(xiàn)了加藥泵與攪拌機的聯(lián)動。

4.無線遠(yuǎn)程發(fā)射器通過采集儀表的模擬信號（4-20mA），將實時數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器，用戶可通過終端設(shè)備輸入賬號、密碼即可查看實時數(shù)據(jù)。

游泳池常用消毒藥劑的效果比較:

泳池游離性余氯控制在0.5ppm 為最佳。 

   1.液氯——是一種危險性很大的劇毒氣體，貯存、運輸、使用安全防護等都要專用的設(shè)備及專門人員，許多用過液氯消毒的泳池都發(fā)生過氯氣泄露而造成人身傷亡事故。另外使用液氯消毒后，氯氣較易泄出液面而且有臭味，污染環(huán)境，現(xiàn)在很少泳池使用。

   2.漂白粉——它是次氯酸鈉、氯化鈣的混合物，是白色至灰白色的粉末或顆粒。顯著氯臭。性質(zhì)很不穩(wěn)定吸濕性強，易受水分、光熱的作用而分解，亦能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)。水溶液呈堿性。水溶液釋放出有效氯成分，有氧化殺菌作用，但有沉渣，水表面有一層白色漂浮物，對胃腸黏膜、呼吸道及皮膚有刺激，并會引起咳嗽和影響視力?，F(xiàn)在很少泳池使用。

   3.次氯酸鈉（漂白粉）是燒堿溶液通入氯氣而制得。其有效氯含量≥10%（國家標(biāo)準(zhǔn)），其余百分之九十是鹽水。是無色或淡綠黃色液體。它可與水無限比例混溶，因此商品漂水有效氯含量參差不等，一般都低于國家標(biāo)準(zhǔn)。水溶液呈堿性。當(dāng)遇光、熱、還原性物質(zhì)及有機物時易爆炸性分解，屬于強氧化劑類危 險品，在光合作用下迅速分解成氯化鈉、氯酸鈉和氧氣。次氯酸鈉在水中PH＞6.5時就開始大量電離 分解成（Na+）和次氯酸根（CLO-），在堿性環(huán)境下，次氯酸根的殺菌效果很差，只有次氯酸殺菌效果的1%，顯然如果能穩(wěn)定次氯酸，使其不離解成次氯酸根，則提高殺菌效果九十九倍。三氯異氰尿酸就是根 據(jù)這樣的思路開發(fā)出來的新式氯化型殺菌劑。次氯酸鈉缺點是貯存不穩(wěn)定，放置一個月其有效成分損失50%，使用成本高，刺激性大，腐蝕性也大，現(xiàn)在越來越少泳池使用。

   4.三氯異氰尿酸——別名強氯精，英文名TrichloroisicyanuricAcid縮寫TCCA,產(chǎn)品為白色結(jié)晶粉末具有次氯酸的刺激味，比重0.96,分子量232.5,遇酸或堿分解。產(chǎn)品殺菌力強，游離氯的穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性高，使用安全方便，無殘毒，對人無害，是傳統(tǒng)消毒劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它溶于水幾乎全部以次氯酸的形式存在，它是中性分子，可以擴散到帶負(fù)電荷的細(xì)菌表面，并穿過細(xì)菌的細(xì)胞膜進入內(nèi)部，產(chǎn)生氧化作用，破壞細(xì)菌各種酶的系統(tǒng)，最后導(dǎo)致細(xì)菌死亡。因次氯酸分子小，穿透力強，因此其殺菌效果就高，據(jù)測定，在同濃度下其殺菌力比漂水強80-100倍。此藥貯存、運輸、使用均很方便，存放一年其有效成分只下降1%,可見貯存相當(dāng)穩(wěn)定。此藥可直接放入泳池中，亦可殺滅藻類，是其它消毒劑無法比擬的。

沉淀絮凝藥劑的效果比較:

泳池游濁度不得超過 1 NTU。 
    1.明礬——又稱鉀、鋁礬，呈白色固體狀，實際是硫酸鋁硫酸鉀的復(fù)鹽。溶于水起水解作用生成氫氧化鋁 膠狀沉淀，因其效果差又有酸澀味，對泳池循環(huán)設(shè)備有不良影響，已越來越少用于水處理。
    

2.聚合氯化鋁——它是無機高分子物，是出于氯化鋁和氫氧化鋁之間的產(chǎn)物，它是通過羥基而架橋聚合。其溶液為無色或黃褐色透明液體，固體產(chǎn)品中氯華鋁含量為30%-40%，水解過程中伴有電化學(xué)、凝聚、吸附和沉淀等物理化學(xué)過程，除去水中懸浮物、除鐵、除鎘、除氟、除放射性污染物、除漂浮物等。其效果是明礬的五倍以上，目前使用此藥最為普遍。

PH值調(diào)節(jié)藥劑: 

泳池游ph控制在7.5為最佳.
    1.氫氧化鈉——亦稱燒堿、片堿，為白色細(xì)片，易溶解于水，水溶液呈堿性。泳池水PH值偏低時適量投放此藥調(diào)節(jié)，使PH值符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.檸檬酸一般在泳池水PH值偏高達(dá)8.2以上時，可適量投放調(diào)節(jié)，使PH值合乎標(biāo)準(zhǔn)（如水質(zhì)處理得當(dāng)一般不需投放此藥）。

* 泳池控制PH值的重要性:

游泳池若使用“三氯異氰尿酸消毒劑”進行水體消毒的，其水的PH 值只會偏低，這是因為三氯異氰尿酸的水溶液是呈酸性的，所以長期使用水的PH 值會下降。

游泳池水的PH 值國家規(guī)定范圍在：7.0—7.8，最好的范圍是在7.4—7.6。首先這個pH值對人體皮膚、眼睛不會產(chǎn)生刺激，較為舒服；最重要的是在這個PH 值范圍時，既能保證消毒藥的消毒效果又能使其余氯維持更長的時間。

當(dāng)水的pH值大于8.0時，那么在此情況下會發(fā)生什么呢?此時池水中大部分是次氯酸根OCL-，而次氯酸HOCL(余氯)只占很小的一部分，這樣毫無疑問會大大降低消毒藥在水中的活性，進而影響到滅藻、殺菌的效果，最后導(dǎo)致池水中綠藻泛濫、屢禁不止；也會導(dǎo)致你在檢測余氯時偏低甚至檢測不到，所以這不是消毒藥質(zhì)量的問題，而是pH值控制不當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。

當(dāng)水的pH 值小于7.0 時，那么在此情況下會發(fā)生什么呢?此時池水中大部分是次氯酸HOCL(余氯)，而次氯酸根OCL-只占很小的一部分，也就是說消毒藥在水中的活性很高，你投入的消毒藥有很大一部分被浪費了，所以很快你的余氯就會低下來。解決問題的關(guān)鍵是需要把pH 調(diào)到最適宜消毒藥發(fā)揮效用的數(shù)值：即PH=7.5。這樣消毒藥投入水中后會有一半左右水解成余氯發(fā)揮消毒作用，當(dāng)余氯下降時，次氯酸根會與水中的氫離子結(jié)合生成次氯酸，這樣就能使用消毒藥保持較長的時間。

因此，我們游泳池水的PH 值應(yīng)盡量保持在7.5，這樣既能保證消毒的效果也能最大限度地節(jié)省成本。

 為了您和更多人的健康請合理用藥！