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                             城市二次供水水質監測系統

水，是生命之源

水，對于每個人的重要性不言而喻

所以每一個市民都對水的安全性

                         表示出最大限度的關心

         

 

 

 

                        長春鉑安科技發展有限公司

                                                                      二0一九年三月

 

 

1公司簡介

長春鉑安科技發展有限公司，是經吉林省人民政府批準設立的高新技術企業。公司集環境監控物聯網建設、環境治理工程、空氣凈化、新風系統、信息化系統集成為一體的高科技服務型企業，公司是由歸國博士、行業精英組成的創業團隊，具有先進的行業經驗及行業前沿技術，公司在產品研發、市場培育、應用推廣方面成績斐然。 

公司于2018年成立。設有經營管理部、財務管理部、研發中心、市場營銷部、物聯網事業部、環境工程事業部、系統集成事業部，建立了完善的技術研發、市場開拓、質量管理、售后服務體系。公司目前與哈爾濱工業大學、吉林大學建立了多方面的產學研合作，借助高校資源，提高研發能力。

在空氣凈化領域，是一家致力于新風凈化和氣體除臭產品的研發、設計、生產、銷售、工程、服務于一體的專業化公司。空氣凈化產品含工業空氣治理系統、樓宇空氣凈化系統、商用空氣凈化系統、健康家居室內空氣凈化系統等，全面滿足工業、商業、學校、辦公、家庭等不同環境下的空氣污染治理需求。公司擁有精銳創新的科研及設計團隊，與國內外空氣凈化研究機構保持長期的科研合作關系，先后從德國、美國、瑞士等地引進多項世界先進技術，并不斷改良升級應用于國內的空氣污染治理中。團隊致力于提供建筑室內IAQ系統和工業空氣環保治理綜合解決方案，我們擁有資深的管理經驗和專業科技團隊，真誠細致地為客戶提供最好的空氣凈化產品與最佳的服務體驗。

在環境監測領域，公司能夠為政府提供全面的環境監測、監控與應急指揮系統，包括前端的全系列水質監控系統、氣體監控系統、空氣質量、噪聲、山洪預警水利自動化、自來水管網、二次供水等在線監控系統、污水處理設施運營監管、脫硫脫硝效能監控、環境應急監測及數采傳輸系統、環境管理和服務軟件等多個專業方向的環保物聯網解決方案，滿足政府、企業、高校、社會公眾的各類環境治理和數據信息服務需求，并提供專業化的運營服務。

在環境治理領域，我司擁有專業的技術人才，在脫硫、脫銷、污水處理、凈水處理、污水除臭、VOCs治理等領域建立一支集管理、設計、制造、施工、調試為一體的專業化服務團隊。公司以進取務實的態度、精益求精的標準建成專業化環保產品生產基地，期待能夠為我國的環境治理事業提供更多更好的產品和服務。

經過發展，公司與一汽轎車、一汽豐田、一汽發動機、中國國電、中鋼集團、吉林敖東、長春凈月潭旅游開發區、長春市市容環境衛生管理局等多家國內知名企業和政府部門，建立了的深度合作伙伴關系。展望未來，公司將與一批執著于環保事業的專業人才，緊跟國際先進技術、堅持與國際上優秀的企業保持合作，力爭做中國優秀的數字環保企業。我們將遵循“勤勉、合作、共贏”的企業核心價值觀，在創造企業價值的同時，讓員工受益、與合作伙伴共贏。

2二次供水概述

隨著我國社會經濟快速發展，城市功能不斷完善及建筑樓層的不斷增加，一些企事業單位和高層樓房居民的用水，越來越多地采用二次供水方式來滿足用水需求。現已全世界各地廣泛應用于企業單位、學校、酒店等生產、生活、消防用水。所以二次供水與我們生活息息相關，如今我們也離不開二次供水設備為我們的生活所帶來的方便。據相關部門不完全統計，現在有近七成的城市人口飲用由二次供水設備提供水源，現在城市的高層建筑或者管網末端自來水壓力不足不能保證給末端用戶供水，這是就需要大型水箱和水泵等二次供水設備將來自城市集中式供水系統的生活飲用水經貯存、加壓或再處理（如過濾、軟化、消毒等）后，再經管道輸送給終端用戶。

 2.1城市二次供水定義

       二次供水是指單位或個人將城市公共供水或自建設施供水經儲存、加壓，通過管道再供用戶或自用的形式，因此，二次供水是高層供水的唯一選擇方式。

2.2城市二次供水現狀

目前由于二次供水設施產權管理分散、建設標準不統一、物業或管理單位缺乏責任導致設備缺乏定期維護等原因，導致城市飲用水安全中，二次供水這“最后一公里”成了“治理盲區”，也成了“監管盲區”。而二次供水設備主要為彌補供水管線壓力不足，保證居住、生活在高層人群生活用水而設計的，其主要有兩種形式：一種是自來水進入低位水箱后直接經過變頻泵加壓至各樓層用戶；另一種是自來水先進入低位水箱，然后經過水泵加壓輸送到高位水箱，再通過重力的作用供給高層住戶。由于二次供水設施不斷增加，帶來的二次供水問題也越來也多。相比原水供水，二次供水的水質相對容易被污染，這個問題已相當嚴重。自來水二次供水對人體健康危害不容小覷，輕則引發流行性疾病，重則引發前列腺癌和膀胱癌，然而二次污染源很多，飲用水二次污染問題可歸結為微生物、化學物理和感官三個方面：微生物污染包括微生物再生長(尤其是附著生物膜的生長)、硝化作用和水媒病等；化學物理污染包括消毒副產物、鉛、銅、鐵、鋅、溫度、腐蝕、PH穩定性與結垢、管道涂層與襯里滲出物，消毒物殘留濃度的維持和管道沉積物；感官污染包括味道、氣味、渾濁度和色度的變化。此外，飲用水二次污染還包括因管道滲漏和其他因素帶來的外源性污染。例：2004年，北京市某居民小區發生堿性紫污染事故；2005年，郴州市某冶煉廠區因供水池頂部未封閉，發生重金屬中毒事故；2006年，大同市某居民小區污水井逆流至貯水池，引起二次污染事故；2010年，南京市某下區發生一起氨氮超標的污水污染二次供水系統事故，造成群體性腹痛、腹瀉；2011年，無錫市某小區二次供水水箱污染，水質出現類似油漆味異臭異味事故等事件更使二次供水水質安全受到嚴峻挑戰。

            

         

2.3城市二次供水污染源

                          

二次供水污染源很多，飲用水二次污染問題可歸結為微生物、化學物理和感官三個方面：微生物污染包括微生物再生長(尤其是附著生物膜的生長)、硝化作用和水媒病等；化學物理污染包括消毒副產物、鉛、銅、鐵、鋅、溫度、腐蝕、PH穩定性與結垢、管道涂層與襯里滲出物，消毒物殘留濃度的維持和管道沉積物；感官污染包括味道、氣味、渾濁度和色度的變化。此外，飲用水二次污染還包括因管道滲漏和其他因素帶來的外源性污染。

2.4目前城市二次供水的防治措施

 

采用優質新型管材，如塑料管（PE管、PPR管）復合管（如鋁塑）等

對貯水池（箱）采取有效防水質污染對策

        貯水池（箱）材料嚴格采用防污染衛生材質

        生活、消防水池（箱）設置問題

        合理設置貯水池（箱）溢流管、泄水管和檢修孔

二次供水貯水設施應建立凈化消毒系統

加強二次供水設施及管網管理工作

 

3城市二次供水在線監測系統的必要性

飲用水二次污染問題可歸結為微生物、化學物理和感官三個方面：微生物污染包括微生物再生長(尤其是附著生物膜的生長)、硝化作用和水媒病等；化學物理污染包括消毒副產物、鉛、銅、鐵、鋅、溫度、腐蝕、PH穩定性與結垢、管道涂層與襯里滲出物，消毒物殘留濃度的維持和管道沉積物；感官污染包括味道、氣味、渾濁度和色度的變化。在線監測系統能及時的監測以上方面的水質異常現象，衛生監督主管部門可及時啟動應急預案，最終得到相應的解決，讓民眾喝上“放心水”。

4城市二次供水水質在線監測系統平臺

4.1現場終端監測儀

隨著新的《生活飲用水衛生標準》的頒布實施，各地對自來水出廠水質，供水管網水質，小區供水水質，二次供水管網水質越來越重視，飲用水水質監測參數的重要性日益顯現出來。其中PH、濁度、余氯是自來水重要的水質參數。

4.1.1余氯：

測量原理：采用DPD標準比色法檢測余氯。

監測意義：出廠水不應低于0.3mg/L，管網末梢水中游離性余氯的含量不應低于0.05mg/L。游離氯起到持續消毒的作用，避免水在管道流通過程中細菌的滋生。

主要特點：●連續運行20天內無需更換試劑，操作簡單，運營維護費用低；

        ●具有自動清洗功能，減少維護量；

        ●MODBUS RS485輸出

        ●具有數據存儲功能

        ●具有試劑余量報警功能

        ●測量模式：連續測量模式，周期測量模式（測量周期可調）

技術參數：

測量范圍	0-5ppm余氯
準確度	±5%讀數或±0.03ppm Cl2，取大者
檢測限	0.03mg/L
顯示器	70mm x 48mm液晶顯示
校正	使用默認的校正曲線
運行條件	樣品流速：200-400L/min;樣品進口壓力：0.1-5bar;樣品溫度：5-40℃
輸出	4-20mA
通訊	MODBUS  RS485
繼電器	2組繼電器，可設置濃度報警
存儲溫、濕度	溫度：-40~60℃；濕度：10-90%，不凝結

典型應用：●適用自來水、循環冷卻水、污水等加氯消毒過程的余氯測量

4.1.2濁度

測量原理：低量程濁度傳感器通過把光源發出的平行光引導向下進入傳感器中 的水樣，光線被水樣中的懸浮顆粒物散射，與入射角成90°的散射光被浸沒在水樣中的硅光電池接收器接收，通過計算90°散射光與入射光束之間的關系獲得水樣的濁度值。

監測意義：小于1NTU，因為病毒、細菌、有機物、重金屬等有害物質易附著在懸浮顆粒物上，濁度越高水質越差，濁度越低水質越好，故在自來水行業，濁度

主要特點：●一種連續讀數的散射濁度計，專門用于低量程濁度監測

        ●數據穩定、重現性好

        ●清洗維護簡單

        ●傳感器現場安裝方便快捷，實現即插即用

        ●傳感器電源正負極反接保護

        ●傳感器RS485 A/B端錯接保護

        ●可選時間顯示，數據存儲及歷史數據查看功能

技術參數：

測量范圍	0.001-100 NTU
測量精度	0.001-40NTU時為讀數的±2%或±0.015NTU，取最大者，40-100NTU為讀數的±5%
水樣流量	300ml/min≤X≤700ml/min
校準	標液校準、水樣校準、零點校準
管件	進樣口：1/4NPT；排放口：1/2NPT
傳感器主要材料	機身：ABS+SUS316L；密封件：丁氰橡膠；線纜：PVC
輸出	3路4-20mA
繼電器	設置三路繼電器，程序設定響應參數及響應值
通訊協議	MODBUS RS485
存儲溫度	-15到65℃
工作溫度	0到45℃
防護等級	傳感器1P65（室內）；變送器1P65/NEMA4X
電纜長度	標配3米電纜，鎢燈版本最長可延長至7米，LED版本最長可延長至30米
功耗	LED版傳感器低功耗3.5W；鎢燈版本傳感器功耗15W

典型應用：●自來水廠濾前、濾后、出廠水，直飲水系統等的濁度在線監測

                ●各種工業循環冷卻水、過濾出水，中水回用系統等環節的濁度在線監測

4.1.3  PH

測量原理： PH傳感器使用玻璃指示電極和參比電極組合在一起的復合電極來測量水質的PH值。玻璃電極中內參比電極的電勢是恒定的，與待測溶液的PH無關。當玻璃泡浸沒在H+濃度變化的被測溶液中，參比電極的穩定電勢與玻璃球產生的電勢形成的差值將被電壓讀取并作為測量結果。

 監測意義：6.5--8.5，PH值過低會造成管道腐蝕，過高容易結垢。

 主要特點：●電源及輸出隔離設計，確保電氣安全性

                 ●電源及通訊芯片內建保護電路，抗干擾能力強

                 ●采用周全的保護電路設計，無需額外增加隔離設備能可靠工作

                 ●電路內建在電極內部，環境耐受性好，安裝操作更為容易

                 ●RS485-傳輸接口，MODBUS-RTU通訊協議，雙向通訊，可接受遠程指令

                 ●輸出更多電極診斷信息，更為智能化

                 ●內部集成存儲器，斷電后仍可記憶存儲的校準和設定信息

技術參數：

測量范圍	0-14 pH
分辨率	0.01 pH
精度	0.1pH
溫度補償	0.0-60.0℃
溫度分辨率	0.1℃
溫度精度	0.5℃
電極耐壓	0-0.1Mpa
電極耐溫	0.0-60.0℃
防護等級	1P68/NEMA6P
尺寸	直徑26mm*166mm
安裝螺紋	3/4英寸前后螺紋
電纜長度	標準：10米，最大可延長至20米

典型應用：●廣泛應用于水質處理、水文監測、廢水處理、游泳池、魚塘和化肥、化工和生物等領域的pH監測。

鑒于此，公司推出一款管網水質監測柜，可集成比色法余氯分析儀，低量程濁度儀和PH分析儀，同時數據采集裝置和進出水管路，實現柜體到現場，直接接通電源，將被測水質接入進水管路中，即可實現對PH、濁度、余氯的實時在線監測，數據參數和傳輸功能，安裝簡單，使用方便。

4.2.城市二次供水監測系統云平臺

4. 2.1云平臺介紹

“二次供水”水質監測系統是由監控中心平臺、物聯網無線通信網絡、現場水質在線監測設備三部分組成。現場水質在線監測裝置通過物聯網無線信號將數據發送到監測中心服務器，生成web頁面，衛生監督部門通過聯網IE瀏覽器、手機APP軟件來進行訪問。當數據一旦出現異常情況就會發出報警，衛生監督部門與監測點管理單位會及時采取處理措施。

4.2.2系統架構

4.2.3監控重點

 

水質安全：

(1)實時在線監測水質余氯、PH值、濁度等水質數據

(2)監測現場安防、設備巡檢、現場環境等情況

安防視頻：

(1)有線網絡：ADSL、光纖、網線通信時，支持視頻實時監控

(2)無線網絡：GPRS/CDMA通信遠程拍照，3G/4G可視頻傳輸

運行工況：

(1)監測電壓、電流、頻率、狀態、控制方式等設備參數

(2)監測壓力、流量、水位、閥門開度等工藝參數

 遠程控制：

(1)遠程手動或按邏輯控制潛水泵的啟、停，調節出口流量等

(2)遠程手動或按邏輯控制電動閥門的開、關等

4.2.4云平臺優勢

(1)基于網絡瀏覽器解決方案

平臺軟件采用B/S模式，對監測點水質信息24小時實時在線監測，實現數據采集、存儲、備份、展示、異常數據報警、統計分析、查詢、報表等功能。

(2)身份和權限管理

只有被授權人員才能訪問水質監測系統用戶界面，不用級別用戶擁有不同權限進行不同操作。

(3)數據保護與網絡保護

水質監測系統軟件滿足等保二級安全規范。

(4)可擴展架構

水質監測系統軟件架構可以擴展數以百計監測點，每個節點可以配置多個傳感器增加測試水質參數，例如：濁度、總氯、PH值 、流量、壓力、溫度等。同時，可以根據當地水資源條件和過去的污染事件，選擇性監測各種化學污染物。

(5)自動生成報告工具

水質在線監測系統的報告工具可以快速準確地提取重要水質數據，并將數據呈現在清晰的報告格式當中。報告可以在線查看，也可以PDF格式輸出。一個標準的報告包括以下信息：水常規指標、最大值、最小值、平均值、系統狀態。

(6)預警及處置

軟件提供標準化的在線監測與預警處置服務，具有完善的異常數據核實、風險判斷、數據脫敏與發布等功能，實現從監測到監督管理的處置流程。

(7)手機APP功能

實現數據查看、異常數據分級權限處置、預警推送、運行維護管理等功能。

5總結

城市供水中，二次供水是不可或缺的組成部分，二次供水造成的污染是不容忽視的問題，必須做到二次供水防受污染，保證用戶用到優質水源，并明確城市供水單位、物業單位、專業清洗和維修單位以及衛生管理部門的職責，形成相互制約的管理機制，以安全為第一要素，統一標準，實施全社會二次供水的專業化規范管理，從而將二次供水水質污染的防治納入法制化、科學化、有序化的管理軌道。