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                             城市二次供水水质监测系统

水，是生命之源

水，对于每个人的重要性不言而喻

所以每一个市民都对水的安全性

                         表示出最大限度的关心

         

 

 

 

                        长春铂安科技发展有限公司

                                                                      二0一九年三月

 

 

1公司简介

长春铂安科技发展有限公司，是经吉林省人民政府批准设立的高新技术企业。公司集环境监控物联网建设、环境治理工程、空气净化、新风系统、信息化系统集成为一体的高科技服务型企业，公司是由归国博士、行业精英组成的创业团队，具有先进的行业经验及行业前沿技术，公司在产品研发、市场培育、应用推广方面成绩斐然。 

公司于2018年成立。设有经营管理部、财务管理部、研发中心、市场营销部、物联网事业部、环境工程事业部、系统集成事业部，建立了完善的技术研发、市场开拓、质量管理、售后服务体系。公司目前与哈尔滨工业大学、吉林大学建立了多方面的产学研合作，借助高校资源，提高研发能力。

在空气净化领域，是一家致力于新风净化和气体除臭产品的研发、设计、生产、销售、工程、服务于一体的专业化公司。空气净化产品含工业空气治理系统、楼宇空气净化系统、商用空气净化系统、健康家居室内空气净化系统等，全面满足工业、商业、学校、办公、家庭等不同环境下的空气污染治理需求。公司拥有精锐创新的科研及设计团队，与国内外空气净化研究机构保持长期的科研合作关系，先后从德国、美国、瑞士等地引进多项世界先进技术，并不断改良升级应用于国内的空气污染治理中。团队致力于提供建筑室内IAQ系统和工业空气环保治理综合解决方案，我们拥有资深的管理经验和专业科技团队，真诚细致地为客户提供最好的空气净化产品与最佳的服务体验。

在环境监测领域，公司能够为政府提供全面的环境监测、监控与应急指挥系统，包括前端的全系列水质监控系统、气体监控系统、空气质量、噪声、山洪预警水利自动化、自来水管网、二次供水等在线监控系统、污水处理设施运营监管、脱硫脱硝效能监控、环境应急监测及数采传输系统、环境管理和服务软件等多个专业方向的环保物联网解决方案，满足政府、企业、高校、社会公众的各类环境治理和数据信息服务需求，并提供专业化的运营服务。

在环境治理领域，我司拥有专业的技术人才，在脱硫、脱销、污水处理、净水处理、污水除臭、VOCs治理等领域建立一支集管理、设计、制造、施工、调试为一体的专业化服务团队。公司以进取务实的态度、精益求精的标准建成专业化环保产品生产基地，期待能够为我国的环境治理事业提供更多更好的产品和服务。

经过发展，公司与一汽轿车、一汽丰田、一汽发动机、中国国电、中钢集团、吉林敖东、长春净月潭旅游开发区、长春市市容环境卫生管理局等多家国内知名企业和政府部门，建立了的深度合作伙伴关系。展望未来，公司将与一批执着于环保事业的专业人才，紧跟国际先进技术、坚持与国际上优秀的企业保持合作，力争做中国优秀的数字环保企业。我们将遵循“勤勉、合作、共赢”的企业核心价值观，在创造企业价值的同时，让员工受益、与合作伙伴共赢。

2二次供水概述

随着我国社会经济快速发展，城市功能不断完善及建筑楼层的不断增加，一些企事业单位和高层楼房居民的用水，越来越多地采用二次供水方式来满足用水需求。现已全世界各地广泛应用于企业单位、学校、酒店等生产、生活、消防用水。所以二次供水与我们生活息息相关，如今我们也离不开二次供水设备为我们的生活所带来的方便。据相关部门不完全统计，现在有近七成的城市人口饮用由二次供水设备提供水源，现在城市的高层建筑或者管网末端自来水压力不足不能保证给末端用户供水，这是就需要大型水箱和水泵等二次供水设备将来自城市集中式供水系统的生活饮用水经贮存、加压或再处理（如过滤、软化、消毒等）后，再经管道输送给终端用户。

 2.1城市二次供水定义

       二次供水是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式，因此，二次供水是高层供水的唯一选择方式。

2.2城市二次供水现状

目前由于二次供水设施产权管理分散、建设标准不统一、物业或管理单位缺乏责任导致设备缺乏定期维护等原因，导致城市饮用水安全中，二次供水这“最后一公里”成了“治理盲区”，也成了“监管盲区”。而二次供水设备主要为弥补供水管线压力不足，保证居住、生活在高层人群生活用水而设计的，其主要有两种形式：一种是自来水进入低位水箱后直接经过变频泵加压至各楼层用户；另一种是自来水先进入低位水箱，然后经过水泵加压输送到高位水箱，再通过重力的作用供给高层住户。由于二次供水设施不断增加，带来的二次供水问题也越来也多。相比原水供水，二次供水的水质相对容易被污染，这个问题已相当严重。自来水二次供水对人体健康危害不容小觑，轻则引发流行性疾病，重则引发前列腺癌和膀胱癌，然而二次污染源很多，饮用水二次污染问题可归结为微生物、化学物理和感官三个方面：微生物污染包括微生物再生长(尤其是附着生物膜的生长)、硝化作用和水媒病等；化学物理污染包括消毒副产物、铅、铜、铁、锌、温度、腐蚀、PH稳定性与结垢、管道涂层与衬里渗出物，消毒物残留浓度的维持和管道沉积物；感官污染包括味道、气味、浑浊度和色度的变化。此外，饮用水二次污染还包括因管道渗漏和其他因素带来的外源性污染。例：2004年，北京市某居民小区发生碱性紫污染事故；2005年，郴州市某冶炼厂区因供水池顶部未封闭，发生重金属中毒事故；2006年，大同市某居民小区污水井逆流至贮水池，引起二次污染事故；2010年，南京市某下区发生一起氨氮超标的污水污染二次供水系统事故，造成群体性腹痛、腹泻；2011年，无锡市某小区二次供水水箱污染，水质出现类似油漆味异臭异味事故等事件更使二次供水水质安全受到严峻挑战。

            

         

2.3城市二次供水污染源

                          

二次供水污染源很多，饮用水二次污染问题可归结为微生物、化学物理和感官三个方面：微生物污染包括微生物再生长(尤其是附着生物膜的生长)、硝化作用和水媒病等；化学物理污染包括消毒副产物、铅、铜、铁、锌、温度、腐蚀、PH稳定性与结垢、管道涂层与衬里渗出物，消毒物残留浓度的维持和管道沉积物；感官污染包括味道、气味、浑浊度和色度的变化。此外，饮用水二次污染还包括因管道渗漏和其他因素带来的外源性污染。

2.4目前城市二次供水的防治措施

 

采用优质新型管材，如塑料管（PE管、PPR管）复合管（如铝塑）等

对贮水池（箱）采取有效防水质污染对策

        贮水池（箱）材料严格采用防污染卫生材质

        生活、消防水池（箱）设置问题

        合理设置贮水池（箱）溢流管、泄水管和检修孔

二次供水贮水设施应建立净化消毒系统

加强二次供水设施及管网管理工作

 

3城市二次供水在线监测系统的必要性

饮用水二次污染问题可归结为微生物、化学物理和感官三个方面：微生物污染包括微生物再生长(尤其是附着生物膜的生长)、硝化作用和水媒病等；化学物理污染包括消毒副产物、铅、铜、铁、锌、温度、腐蚀、PH稳定性与结垢、管道涂层与衬里渗出物，消毒物残留浓度的维持和管道沉积物；感官污染包括味道、气味、浑浊度和色度的变化。在线监测系统能及时的监测以上方面的水质异常现象，卫生监督主管部门可及时启动应急预案，最终得到相应的解决，让民众喝上“放心水”。

4城市二次供水水质在线监测系统平台

4.1现场终端监测仪

随着新的《生活饮用水卫生标准》的颁布实施，各地对自来水出厂水质，供水管网水质，小区供水水质，二次供水管网水质越来越重视，饮用水水质监测参数的重要性日益显现出来。其中PH、浊度、余氯是自来水重要的水质参数。

4.1.1余氯：

测量原理：采用DPD标准比色法检测余氯。

监测意义：出厂水不应低于0.3mg/L，管网末梢水中游离性余氯的含量不应低于0.05mg/L。游离氯起到持续消毒的作用，避免水在管道流通过程中细菌的滋生。

主要特点：●连续运行20天内无需更换试剂，操作简单，运营维护费用低；

        ●具有自动清洗功能，减少维护量；

        ●MODBUS RS485输出

        ●具有数据存储功能

        ●具有试剂余量报警功能

        ●测量模式：连续测量模式，周期测量模式（测量周期可调）

技术参数：

测量范围	0-5ppm余氯
准确度	±5%读数或±0.03ppm Cl2，取大者
检测限	0.03mg/L
显示器	70mm x 48mm液晶显示
校正	使用默认的校正曲线
运行条件	样品流速：200-400L/min;样品进口压力：0.1-5bar;样品温度：5-40℃
输出	4-20mA
通讯	MODBUS  RS485
继电器	2组继电器，可设置浓度报警
存储温、湿度	温度：-40~60℃；湿度：10-90%，不凝结

典型应用：●适用自来水、循环冷却水、污水等加氯消毒过程的余氯测量

4.1.2浊度

测量原理：低量程浊度传感器通过把光源发出的平行光引导向下进入传感器中 的水样，光线被水样中的悬浮颗粒物散射，与入射角成90°的散射光被浸没在水样中的硅光电池接收器接收，通过计算90°散射光与入射光束之间的关系获得水样的浊度值。

监测意义：小于1NTU，因为病毒、细菌、有机物、重金属等有害物质易附着在悬浮颗粒物上，浊度越高水质越差，浊度越低水质越好，故在自来水行业，浊度

主要特点：●一种连续读数的散射浊度计，专门用于低量程浊度监测

        ●数据稳定、重现性好

        ●清洗维护简单

        ●传感器现场安装方便快捷，实现即插即用

        ●传感器电源正负极反接保护

        ●传感器RS485 A/B端错接保护

        ●可选时间显示，数据存储及历史数据查看功能

技术参数：

测量范围	0.001-100 NTU
测量精度	0.001-40NTU时为读数的±2%或±0.015NTU，取最大者，40-100NTU为读数的±5%
水样流量	300ml/min≤X≤700ml/min
校准	标液校准、水样校准、零点校准
管件	进样口：1/4NPT；排放口：1/2NPT
传感器主要材料	机身：ABS+SUS316L；密封件：丁氰橡胶；线缆：PVC
输出	3路4-20mA
继电器	设置三路继电器，程序设定响应参数及响应值
通讯协议	MODBUS RS485
存储温度	-15到65℃
工作温度	0到45℃
防护等级	传感器1P65（室内）；变送器1P65/NEMA4X
电缆长度	标配3米电缆，钨灯版本最长可延长至7米，LED版本最长可延长至30米
功耗	LED版传感器低功耗3.5W；钨灯版本传感器功耗15W

典型应用：●自来水厂滤前、滤后、出厂水，直饮水系统等的浊度在线监测

                ●各种工业循环冷却水、过滤出水，中水回用系统等环节的浊度在线监测

4.1.3  PH

测量原理： PH传感器使用玻璃指示电极和参比电极组合在一起的复合电极来测量水质的PH值。玻璃电极中内参比电极的电势是恒定的，与待测溶液的PH无关。当玻璃泡浸没在H+浓度变化的被测溶液中，参比电极的稳定电势与玻璃球产生的电势形成的差值将被电压读取并作为测量结果。

 监测意义：6.5--8.5，PH值过低会造成管道腐蚀，过高容易结垢。

 主要特点：●电源及输出隔离设计，确保电气安全性

                 ●电源及通讯芯片内建保护电路，抗干扰能力强

                 ●采用周全的保护电路设计，无需额外增加隔离设备能可靠工作

                 ●电路内建在电极内部，环境耐受性好，安装操作更为容易

                 ●RS485-传输接口，MODBUS-RTU通讯协议，双向通讯，可接受远程指令

                 ●输出更多电极诊断信息，更为智能化

                 ●内部集成存储器，断电后仍可记忆存储的校准和设定信息

技术参数：

测量范围	0-14 pH
分辨率	0.01 pH
精度	0.1pH
温度补偿	0.0-60.0℃
温度分辨率	0.1℃
温度精度	0.5℃
电极耐压	0-0.1Mpa
电极耐温	0.0-60.0℃
防护等级	1P68/NEMA6P
尺寸	直径26mm*166mm
安装螺纹	3/4英寸前后螺纹
电缆长度	标准：10米，最大可延长至20米

典型应用：●广泛应用于水质处理、水文监测、废水处理、游泳池、鱼塘和化肥、化工和生物等领域的pH监测。

鉴于此，公司推出一款管网水质监测柜，可集成比色法余氯分析仪，低量程浊度仪和PH分析仪，同时数据采集装置和进出水管路，实现柜体到现场，直接接通电源，将被测水质接入进水管路中，即可实现对PH、浊度、余氯的实时在线监测，数据参数和传输功能，安装简单，使用方便。

4.2.城市二次供水监测系统云平台

4. 2.1云平台介绍

“二次供水”水质监测系统是由监控中心平台、物联网无线通信网络、现场水质在线监测设备三部分组成。现场水质在线监测装置通过物联网无线信号将数据发送到监测中心服务器，生成web页面，卫生监督部门通过联网IE浏览器、手机APP软件来进行访问。当数据一旦出现异常情况就会发出报警，卫生监督部门与监测点管理单位会及时采取处理措施。

4.2.2系统架构

4.2.3监控重点

 

水质安全：

(1)实时在线监测水质余氯、PH值、浊度等水质数据

(2)监测现场安防、设备巡检、现场环境等情况

安防视频：

(1)有线网络：ADSL、光纤、网线通信时，支持视频实时监控

(2)无线网络：GPRS/CDMA通信远程拍照，3G/4G可视频传输

运行工况：

(1)监测电压、电流、频率、状态、控制方式等设备参数

(2)监测压力、流量、水位、阀门开度等工艺参数

 远程控制：

(1)远程手动或按逻辑控制潜水泵的启、停，调节出口流量等

(2)远程手动或按逻辑控制电动阀门的开、关等

4.2.4云平台优势

(1)基于网络浏览器解决方案

平台软件采用B/S模式，对监测点水质信息24小时实时在线监测，实现数据采集、存储、备份、展示、异常数据报警、统计分析、查询、报表等功能。

(2)身份和权限管理

只有被授权人员才能访问水质监测系统用户界面，不用级别用户拥有不同权限进行不同操作。

(3)数据保护与网络保护

水质监测系统软件满足等保二级安全规范。

(4)可扩展架构

水质监测系统软件架构可以扩展数以百计监测点，每个节点可以配置多个传感器增加测试水质参数，例如：浊度、总氯、PH值 、流量、压力、温度等。同时，可以根据当地水资源条件和过去的污染事件，选择性监测各种化学污染物。

(5)自动生成报告工具

水质在线监测系统的报告工具可以快速准确地提取重要水质数据，并将数据呈现在清晰的报告格式当中。报告可以在线查看，也可以PDF格式输出。一个标准的报告包括以下信息：水常规指标、最大值、最小值、平均值、系统状态。

(6)预警及处置

软件提供标准化的在线监测与预警处置服务，具有完善的异常数据核实、风险判断、数据脱敏与发布等功能，实现从监测到监督管理的处置流程。

(7)手机APP功能

实现数据查看、异常数据分级权限处置、预警推送、运行维护管理等功能。

5总结

城市供水中，二次供水是不可或缺的组成部分，二次供水造成的污染是不容忽视的问题，必须做到二次供水防受污染，保证用户用到优质水源，并明确城市供水单位、物业单位、专业清洗和维修单位以及卫生管理部门的职责，形成相互制约的管理机制，以安全为第一要素，统一标准，实施全社会二次供水的专业化规范管理，从而将二次供水水质污染的防治纳入法制化、科学化、有序化的管理轨道。