水环境研究所

【 报告名称 】 水质自动监测系统关键技术引进

【 任务来源 】水利部“ 948 ” 项目

【 项目负责 】周怀东

【 报告编号 】 WQ-2005-1-039

【 报告审查 】彭文启

【 审查日期 】 2006 年 10 月

【 报告关键词 】水质，自动监测，引进

【 报告摘要 】

早在二十世纪七十年代，水利部就开始在全国主要江河水系建立水质监测机构，目前水质监测仍以手工操作为主，监测数据代表性差，特别是对于突发性污染事故，不能实时地反映出水质变化情况。部分流域建立了水质自动监测站，监测设备也以进口为主，价格昂贵，维护费用高，为此引进国外先进的水质自动监测技术，生产有自己知识产权的水质自动监测仪是十分必要的。《水质自动监测系统关键技术引进》正是在这种背景下开展的，主要包括 4 方面内容：

（ 1 ）水质自动监测系统关键技术引进

该项目共引进 4 项水质自动监测技术，包括澳大利亚 GREENSPAN 公司的 AQUALAB TM 多参数自动水质分析仪、总有机碳（ TOC ）在线分析仪、法国的 Sereis 2000 COD 在线分析仪以及挪威科技大学的重金属自动监测仪的关键技术，水质监测参数达 12 项，即 pH 、电导、温度、溶解氧、浊度、氧化还原电位、氨氮、总有机碳、高锰酸盐指数（ COD Mn ）、重金属镉、锌和铅。

引进的自动监测仪具有内部管路自动清洗功能，抑制藻类生长，废液集中处理，确保无二次污染排放。多参数自动水质分析仪和 TOC 在线分析仪内部使用 12V 直流供电，内置后备电源，具有断水、断电自动保护功能。

（ 2 ）自动在线监测仪的研制

通过对引进的自动监测技术进行全面的学习、消化和吸收，研制出 3 套水质自动监测仪：多参数水质自动在线监测仪、氨氮水质自动在线监测仪和 TOC 水质自动在线监测仪，监测参数包括 pH 、电导、温度、溶解氧、浊度、氨氮和总有机碳。国产化仪器在保留了引进的自动水质监测仪器的优点基础上，进一步完善了软件操作系统，提供了 RS485 标准通讯接口、支持 MODBUS 协议，使仪器设备更便于集成。

采用主动式离心粉碎分离技术，开发了一套水样前处理装置，去除水中的泥沙及杂草，解决了水质自动监测系统固体物堵塞问题。

（ 3 ）水质自动采样系统的研究

根据不同的采样要求，创造性地开发了二套自动采样系统： a. 单泵 - 多阀 - 单管路采样系统，利用一个采样泵按一定周期实现多点循环采样，保障每个采样点的水质互不干扰； b. 断面流动采样系统，由滑车带动泵从左岸到右岸流动取水，实现采样断面左中右、上中下的定距定深采样，大大提高了采样代表性。

在采样系统中，建立了水样的三级处理系统，即隔沙网粗过滤、水样前处理装置离心粉碎处理以及专用采样杯的静置分层取样，解决了水质自动监测系统固体物堵塞问题。

（ 4 ）水质自动监测系统集成总体设计

建立了水质自动监测集成系统，由一个中心站和二个监测子站组成。

在每一个监测子站，通讯控制单元 RTU 实现了现场的全部管理，按一定周期实现自动采样、自动分析、采集和存储仪器数据，自动将最新数据及报警信息上传至中心站。

在中心站，开发了“ HY 水质监测管理系统”软件，是基于 GPRS 数据传输 /Web 浏览器的数据库管理系统。通过 Internet 实时地从各个监测子站获得最新数据，生成各种数据的统计报告，实现远程监控、诊断和参数设置，并具有仪器故障报警及水质污染事故报警功能。

通过率定、比对和野外实验表明，自主开发的水质自动监测系统运行稳定，数据准确可靠，已在北京古北口及浙江省嘉兴等地的水环境监测工作中得到了应用，取得了良好的社会、环境和经济效益。

水质自动监测集成系统示意图