环境监测——在线自动监测系统.doc

第八章 在线自动监测系统 本章教学目的、要求 了解水质在线监测系统的构成及技术关键； 熟悉水质在线自动分析仪器的分析方法； 了解空气在线监测系统的构成及技术关键； 熟悉空气在线自动分析仪器的分析方法。 △本章重点 在线自动分析仪器的分析方法 本章难点 水质在线自动分析仪器工作原理； 空气在线自动分析仪器工作原理。 本章教学目录 8.1 水质自动监测系统 8.2 空气自动监测系统 8.1 水质在线自动监测系统 水质在线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分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测体系。 一套完整的水质自动监测系统能连续、及时、准确地监测目标水域的水质及其变化状况。中心控制室可随时取得各子站的实时监测数据，统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上网。收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能，自动运行，停电保护、来电自动恢复功能，维护检修状态测试，便于例行维修和应急故障处理等功能。 实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。 我国从1999年9月开始分别在松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江、太湖、巢湖、滇池流域建成了32个水质自动监测站，水质自动监测站的监测项目包括水温、pH值、溶解氧、电导率、高锰酸盐指数、总有机碳、氨氮以及总氮和总磷等十多个指标。“十五”期间，国家环境保护总局还将在全国主要流域分批建设56个监测站，届时，我国主要流域上的水质自动检测站将达到98个，基本可以全面反映我国主要流域重点监测断面水体的水质状况。 8.1.1 水质自动监测系统的构成与技术关键 一、水质自动监测系统的构成 水质监测系统由一个中心监测站和若干个固定监测子站组成，如图9-1所示。中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对各子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他经授权的相关部门可通过电话拨号方式实现对相关子站的实时监视和数据传输功能。 每个子站是一个独立完整的水质自动监测系统，一般由6个子系统构成，包括： 采样系统； 预处理系统； 监测仪器系统； PLC控制系统； 数据采集； 处理与传输子系统及远程数据管理中心、监测站房或监测小屋。 目前，水质自动监测系统中的子站的构成方式大致有三种： (一) 由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪（如：常规五参数分析仪）组成的子站（多台组合可用于测量不同水深的水质）。其特点是仪器可直接放于水中测量，系统构成灵活方便。 (二) 固定式子站：为较传统的系统组成方式。其特点是监测项目的选择范围宽。 (三）流动式子站：一种为固定式子站仪器设备全部装于一辆拖车(监测小屋)上，可根据需要迁移场所，也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较高。 图9-1 水质自动监测系统的构成 1—污水处理场；2—污水处理场监测站；3—污染源监测站；4—河川监测站； 5—数据处理装置、磁盘磁带装置；6—通信装置；7—输入输出打字机；8—CRI；9—通信打字机；10—操作台；11—显示盘；12—行式打字机；13—绘图机；14—数据传送装置 各单元通过水样输送管路系统、信号传输系统、压缩空气输送管路系统、纯水输送管路系统实现相互联系。 一个可靠性很高的水质自动监测系统，必须同时具备4个要素： 1.高质量的系统设备； 2.完备的系统设计； 3.严格的施工管理； 4.负责的运行管理。 二、水质自动监测的技术关键 （一）采水单元：包括水泵、管路、供电及安装结构部分。在设计上必须对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等提出相应解决措施，能够自动连续地与整个系统同步工作，向系统提供可靠、有效水样。 （二）配水单元：包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。配水单元直接向自动监测仪器供水，具有在线除泥沙和在线过滤，手动和自动管道反冲洗和除藻装置。其水质、水压和水量应满足自动监测仪器的需要。 （三）分析单元：由一系列水质自动分析和测量仪器组成，包括：水温、pH、溶解氧(DO)、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量（流速、流向）计及自