进水在线监测安装方案.doc

美国哈希

威宁县污水处理厂
进水口在线监测系统技术方案

2011年11月28日

目 录

一、系统建设概论
二、系统技术方案
三、进水在线监测系统组成
3.1、进水在线仪表
3.1.1 CODmax II型COD在线分析仪
3.1.2 Amtax Compact型氨氮在线分析仪
四、项目建设实施方案
1、采样和监测点确定
2、监测设备间建设方案
3、系统强电安装
4、系统弱电安装
5、在线监测设备安装调试
6、系统通讯联网安装调试
五、培训承诺
六、质量保证
七、售后服务
八、设备间建设
附件一：设备间图纸

一、系统建设概论
随着我国经济快速发展，资源过度消耗和环境污染与经济发展的矛盾日益突出；当前我国的环境污染日趋严重，很大程度上制约了我国经济的进一步发展，环境污染问题也成为影响社会和谐和危害人民生命健康的主要问题之一。为促进我国经济健康快速发展，党中央提出了可持续发展的战略，将环境保护提到了前所未有的高度；2006年全国人大十届四次会议审议通过“十一五”规划对资源与环境提出了能源消耗降低20%，污染物排放总量减少10%具体的指标要求，这就对我们的环境保护工作提出了更高的要求。因而建设污水处理厂对废水进行完善的处理，并通过安装在线自动监控管理系统对处理后的排放水进行在线监测，实时监督废水处理效果和废水处理量，对促进废水处理效率的提高，确保废水处理达标十分必要，对国家的环境保护工作和地区经济的可持续发展都具有十分重要的意义。
污水处理厂是污水处理的基础设施，其良好、稳定运行是确保生态环境安全，确保饮用水安全的重要基础设施，为了确保污水处理厂的废水处理达标排放，必须安装在线监测系统对处理排放废水进行在线监测。在线监测系统也为核算污水处理厂的处理费用提供一个可靠的考核和统计手段。该系统作为一个环保科技项目，不仅要考虑该项目所产生的社会和环境效益，同时必须重视其经济效益，贵公司站在企业可持续发展的战略高度积极筹建“废水在线监控系统”，项目建成后必将极大提高贵企业环境保护工作的自动化水平，促进企业建立现代化的企业管理制度。
我公司亦将本着科学性、经济性和良好的可扩充性的原则进行该项目的建设。
本方案编制依据：
A、水质自动在线监测系统(试行)(中国环境监测总站)
B、HJ/T 96—2003　 pH水质自动分析仪技术要求
C、《计算机场地技术条件》(GB2887-89)
D、《本地电话网用户线线路工程设计规范》

二、技术方案
1. 系统建设的总体原则
废水自动监控系统作为企业环保信息化建设的重要组成部分，对企业今后的整体信息管理系统的建设非常重要。我公司从贵方信息体系建设的全局考虑，对方案进行了全面仔细的论证；我们认为：系统必须起点高、设计先进科学、管理使用方便、并具备良好的可扩充性，同时要符合国家环境污染源自动监控相关技术标准。因此，系统建设必须重点考虑以下原则：
先进性与可靠性原则 系统采用的监测技术必须先进，系统必须准确、稳定、安全运行，监测数据准确、可靠。
实用性与经济性原则 系统设计首先应考虑实用性、易于操作管理和维护。在监测设备的选型方面，采用可靠性好、维护费用低、性价比高的监测仪器设备。
开放性与标准化原则 系统的总体设计，应采用开放式的网络结构，使系统易于扩充，并为以后的发展预留可扩充接口；同时，系统网络选用的通信协议和设备接口标准符合国家通用标准。
2.监测指标
根据环保管理和污染总量控制的要求，需对废水如下指标和参数进行自动连续监测，具体监测项目为：
1) COD（化学需氧量）
2）氨氮
3. 系统实现的功能
l COD、氨氮的自动在线监测
l 监测数据自动远程传输与管理
l 数据自动存贮统计分析及报表生成与打印
l 自动采集混合样，方便化验室对水样进行24小时化验监测、记录
4.自动监控系统基本组成
整个系统主要由采样与测试子系统、数据采集及处理子系统、数据远程传输子系统、中心站计算机管理子系统及报警子系统所组成。系统基本原理框图如图1所示。
采样与测试子系统：采集、输送废水及检测污染物，显示各监测指标的自动监控数据。
数据采集及处理子系统：按一定的时间间隔采集及存贮测量到的各监测指标数据，计算废水污染物排放率、排放量，显示和打印各种参数。
数据远程传输子系统：将数据远程传输至监测中心站计算机。
中心站计算机管理子系统：将现场机采集上传的监测数据进行自动存贮、处理与统计分析，并进行各种图形显示，通过局域网各工作站实现数据共享与管理。
整个系统的基本运行方式：
COD、氨氮在线监测仪以特定时间间隔检测到的数据在岗位操作室进行显示与打印，并贮存于数据采集与控制器中，同时数据采集与控制器通过ADSL、CDMA无线网络或局域网(LAN)定时将监测数据上传送到中心站计算机并将数据存贮于该机的数据库中，系统程序将监测数据进行显示、查询、统计分析、报表输出等。当监测到的污染物指标数据超过设定的报警限时，出水在线监测计算机在岗位操作室报警。系统通讯参数及报警限时可进行调整，系统可以实现长期连续的安全稳定运行。
数 据 采 集 与 控 制 系 统
数 据 处 理 与 远 程 通 讯 系 统
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省环保厅监控平台

控系统

污水处理厂中心
监控系统
工控机统
氨氮在线分析仪

COD在线分析仪

系统基本原理框图

三、进水在线监测系统组成
3.1、在线监测仪
3.1.1 CODmax II型COD在线监测仪
安装位置：进水口在线监测房
■ 系统概述
应用仪器：美国HACH公司CODmax II化学需氧量在线自动监测仪,其测量基于中国国家标准GB11914-89
CODmax II，经典重铬酸钾氧化与全新测试技术的有机统一!

该COD测试系统由预处理单元和分析单元构成。

■ 适用范围
该仪器可广泛应用于化工、冶金、造纸、食品、制药等企业总排污监控点，水环境自动监测站，污水处理厂，河流断面地区水界点，水质分析室等。
■ 原理及特点
采用重铬酸钾法的基本原理，在消解后用光度法测量其吸光度，通过吸光度与水样COD值的线性关系进行分析测定。
u 仪器采用先进的活塞泵取样技术、精确的光学定量系统。
u 具有自动和手动方法进行校准。
u 具有远程控制，通过中心机反控仪器，实现远程校准、启动/停止测试、自动清洗、查看数据、修改参数功能。
u 具有自我故障诊断、异常值自动报警、试剂液位报警功能。
u 具有运行状态反馈功能，随时反映仪器的运行状态。
u 具有自动清洗功能。
u 具有双向数据及信号传输功能。
u 具有历史测试数据存储并能在仪器屏幕图表显示、断电保护和来电后自动恢复功能。
u 具有时间设置功能，可根据需要任意设定测试相应时间。
u 具有内部泄露自我监测功能，具备保护操作人员安全的防护面板。
u 在线监测仪器除具有模拟量输出外,还应有数字量I/O接口输出和标准串行接口(RS232或RS485串行接口)，可以通过该接口对仪器进行软件升级以满足市环保局监督管理的扩展需求。
■ 技术参数
测量方法：重铬酸钾高温消解，比色测定
测试量程：10 ～ 5,000mg/l
检测下限：8mg/l
准 确 度：＞100mg/l:＜10%读数；＜100mg/l: ＜±6mg/l
重 现 性：＞100mg/l:＜5%读数；＜100mg/l: ＜±5mg/l
试剂消耗：约1个月（试剂和标准液）
自我监测：自我检测泄露；仪器状态自我诊断
模拟输出：2路0/4 ～ 20mA模拟输出
继电器控制：2路24V 1A继电器高低点控制
服务接口：RS232
可选配BUS：MODBUS RS485，Profibus DP
显 示：大屏幕LCD图表显示，240×128
数据存储：2,000组
消解温度：175℃
工作温度：+5℃～+40℃
电 源：230V AC ±10%/50 ～60Hz
功 耗：约100VA
尺 寸：550mm×810mm×390mm
重 量：约22Kg(未接药剂)

3.1.2 Amtax Compact型氨氮在线监测仪
安装位置：进水口在线监测房
仪器：Amtax Compact氨氮分析仪
品牌：HACH
■ 工作原理
氨气逐出比色法。样品、逐出溶液和指示剂分别被送到逐出瓶和比色池中，LED光度计进行清零测量；样品和逐出溶液在空气的作用下充分混合并发生化学反应，产生的氨气被隔膜泵传送到比色池，从而改变指示剂的颜色；经过一段时间，LED光度计再次对样品进行测量，并且和反应前的测量结果进行比较，最后计算出氨氮的浓度值。
■ 主要技术指标
1、测定范围：0.2~12mg/L NH4-N；2~120mg/L NH4-N；20~1200mg/L NH4-N；
2、重复性误差：≤±5%
3、零点漂移：≤±5% F.S
4、量程漂移：≤±5% F.S
5、标准样品测试：≤±5%（测量误差）
6、实际样品对比实验：相对误差小于《环境水质监测质量保证方法》（第二版）附表3允许的相对误差。
7、测量周期：自动调整测量间隔、连续，10(13)，15，20，25，30分钟可设定
8、响应时间：T90≤5min
9、温度补偿精度：±0.1mg/L以内
10、电源：220VAC±10%
11、功能：自动两点校正、自动清洗、自我诊断功能，当试剂消耗完或管路堵塞时可输出报警信号
12、温度补偿精度：±0.1mg/L以内
13、结果显示：图形或数字
14、信号输出：模拟信号输出0/4~20mA，最大500Ω
报警信号继电器，两个极限值继电器；无电位的0~24V，1A
MODBUS界面
15、 电源：220VAC±10%，50/60Hz
16、 环境温度：5-40℃
17、 相对湿度：＜90%
18、 尺寸：640mm×350mm×220mm
19、重量：约10kg（不含试剂）
■ 产品特点
1) 准确、经济的测量
© 仪器的设计兼顾了准确性和经济性。
© 严格的质量控制保证所有试剂都符合哈希公司标准，从而确保每次测试都可以获得准确可靠的结果。
© 仪器每个月只消耗237mL的逐出溶液、标准溶液和1L指示剂。试剂能在不干扰样品流动的情况下更新和补充。
2) 自动、方便的操作
© 可在无人操作的情况下运转多达30天。
© 可以进行自动校正、自动清洗、自动管道灌注。使用标准溶液定期、自动校正仪器，可以确保准确、连续地测量。
© 人性化的菜单界面使得仪器参数设置轻松自如，测试结果可以用数字或图表的形式显示在液晶显示器LCD上。
3) 很宽的测量范围
© 仪器在0.2~1200mg/L的范围内，由三个量程可供选择。量程变换非常简单，只需要选择不同的试剂，同时在工具菜单中改变一个设置即可。
四、项目建设实施方案
1、总进口规范和监测方式规范
根据环保管理的要求，为确保外进水取样具有代表性，同时保证既定技术需求的实现，对监测点和采样方式做了慎重论证，拟采用如下方案。
1．1 进水口规范化
为使监测准确，根据环保管理的要求、水污染物排放总量监测技术规范（HJ/T92－2002）和流量计监测规范（HJ/T15-1996）要求，厂方需要进行渠道规范化。
进水口规范要求：
进水渠道，必须为全是市政排入新鲜污水，不能混有厂区回流液；
1．2 监测采样口规范化：
1、须在仪器采样口前安装格栅,保证能正常采取水样。
2、须派专人定时对采样口(格栅)附近清理杂物,以免堵塞网口。
1．3 监测方式
在周密考虑现场技术需求的基础上，结合我公司在废水监测领域的丰富建设经验，监测拟采用下述方式。根据环保管理的要求和贵方的技术需求，并根据我公司技术人员对污水处理工艺的了解，监测方式拟采用以下方案。
u COD/氨氮在线监测仪采样监测：安装位置与监测水面的落差小于3米，设备间距离监测采样点大约5米，需要配置抽水泵进行采水。水样采集后经预处理器进行处理，再输送到在线监测仪进行分析。
在线仪器监测示意图：
总进口
进水管
预处理器
出水管
排 出
在线监测仪
监测数据
数据接口
废液自动流入废液存储罐，以供定期回收处理

说明：采水泵采样可以通过预处理器进行程序控制，也可以由COD分析仪发出采样信号，启动采水泵工作。
u 在线PH计的监测：测量电极直接安装在出水总排口渠道所固定的支架上，直接与水样接触测量。
u 流量计监测：根据现有的流量计安装要求，安装在管道上进行监测。
2、监测设备工作控制间（简称设备间）建设（详见十）
3、系统的弱电安装
本系统采用结构化设计，设备间之外的弱电系统安装仅有2芯屏蔽电缆的布线。
Ø 信号输入部分（指设备间主机和监测电脑之间的通讯部分）：采用2芯屏蔽线作为传输介质。由设备间敷设监控室电脑上。具体走线根据现场情况定，不能和强电共同敷设，特殊环境下采用穿管方式敷设。
Ø 信号输出部分：出水、进水及生物池上的仪表输出均需要就近接到中控机PLC上，由电缆沟或者桥架方式走线接入。
Ø 出水自动监控系统入网的数据采用GPRS通讯方式进行传输。由于这种通讯方式大多是按流量计费，而不是按时间计费，因此，通过这种技术，各级远程监测部门将有效解决原来由PSTN传输而不能连续监测的缺点。
Ø 屏蔽电缆在布线时应尽量避免强电流干扰。
配件安装：
监测房安装排气扇及封闭门
安装6个5孔插座及电源开关，吸顶灯
4、在线自动监测设备安装调试
我公司在现场具备安装调试条件的情况后，将安排经验丰富的技术工程师严格的按照“废水自动监控设备”安装操作规程和相关工程安装安全注意事项，优质、高效的完成系统设备的安装调试，确保各项技术指标和功能的实现。
氨氮在线分析仪： 仪器设计在中等灰尘度、室内以及常温下使用（10-40°C）。外壳的环境标准是IP54（在仪器门锁住的情况下）。请不要将仪器安装于阳光直射的地方，并且不能有水滴滴到仪器上。
仪器的设计是可以安装在墙上的。
仪器带有3个＃10螺钉和墙上固定的锚（No.LZX355）。另外，根据不同的安装要求也有别的固定工具。尺寸大小请参考图下图（以mm和英寸为单位）。在可操作的情况下，将仪器尽可能的靠近采样点使得每次工作循环都能对采样管线进行充分清洗。
安装时，在仪器周围留下不小于20cm的空间，便于清洗以及管线的连接

管线连接
进样管和排水管的连接在仪器的侧面。样品分析后产生废水的排水管在底部，需要的是1/2英寸的软管。
如果外壳内进水，此仪器会自动停止。
按照如下步骤，将电线连接到仪器的电源端口：
1． 如果继电器电源已经连接上，将其断开。
2． 使用提供的3mm六角形扳手打开外壳的门，然后使用提供的4mm六角扳手将2 个凹面六角螺母拧开。转动外壳的前面部分，使得它的后部露出来。
3． 电源连接在金属的供电盒内的端子上。将供电盒上固定金属盖的4个螺丝去掉，
将盖子拿掉。
4． 如果使用双层绝缘线，将外层的绝缘层剥掉2.5cm（1 inch），把每个单独电线的外层绝缘层剥掉1cm（1/4 inch）。
5． 使用下表的信息将三条电线连接到端子上。把电线插入到连接器上，直到绝缘层 和连接器接触。然后把螺丝旋紧，轻轻的拉一下电线看是否连接得很紧。
检查所有辅助线都连接无误后，关好门给分析仪器供电。
COD在线分析仪：安装
电击危险。只有合格的操作人员才能执行手册中本章节中所描述的任务。
在安装分析仪之前，一定要彻底检查包装箱和分析仪是否有任何损伤，检查仪器所有硬件和电缆的连接，排除运输过程中引起的松动。执行这些检查时一定要非常小心。
1、机械安装
安装选项
此分析仪是为室内运行而设计的，既可以安装在墙上，也可以平放在架上运行。理想的位置应该是干燥、通风、易于进行温度控制的地方。
安装到墙上：确保固件具有充分的负荷耐受力。墙上的螺栓必须是经过选择的，而且要适合墙的特性。如果仪器的固定不牢固的话，厂家不会承担任何责任。
安装到支架上：使用稳定的、平坦的支架。
确保电力和管道都不会导致晃动，而且没有扭曲。
尺寸

为了便于操作，分析仪应安装在与眼睛平行或稍高的位置。
位置的选择准则
按以下要求安装分析仪, 以优化分析仪的COD 测试：_
􀁺 选择尽可能靠近样品源的位置安装分析仪，尽可能地减少分析延迟; _
􀁺 安装位置的环境温度应控制在5℃～40℃范围内（41℉～ 104℉）; _
􀁺 安装地点应保持干燥，避免阳光直射；
􀁺 安装地点应该没有刺激性或腐蚀性的气体。
接通电源
仪器自带的电源线配有标准的220V插头。它可以提供两个由专业维修人员操作的保险丝T2.5A，位于电源板上。为了给仪器供电，将插头插入标准的220V 50Hz的插口即可。
二、调试
安装完成后检查各个线路水路后，接通电源。进入服务菜单下的功能测试，测试其输出电流。然后测试标准样品保证分析仪器的准确性。
三、维护
操作人员需要执行的操作和清洗
警告
化学灼伤的风险。
请穿好防护服、佩戴护目镜/防护面罩和橡胶手套。
定期检查整个系统，看看是否有机器损坏。
定期检查所有的连接，看看是否有泄露和腐蚀。
定期检查所有的电缆，看看是否有机器损坏。
使用柔软的湿布清洗系统。对于难以去除的污物，您可以使用市面上销售的清洗剂进行处理。
维护时间表
每隔四周
每隔六个月
每隔12个月
每隔24个月
更换
试剂、废液软导管
样品管路
废液管路
消解试管O型垫圈
活塞
所有管路
消解试管
计量试管O型垫圈
活塞泵
如果需要请清洗
消解管
计量管

5、系统通讯联网安装调试
我公司将严格按照“废水自动监控系统”通讯联网技术规范和标准，优质、规范、高效完成系统通讯联网安装调试，确保在线监测数据准确、及时、稳定传输，保证各项技术指标和既定功能实现。
五、培训承诺
我方承诺对贵方的技术人员进行该系统的维修、故障处理能力进行培训。
1、培训计划和内容如下：
序号
培训内容
培训人次
培训教师构成
地 点
备 注
职称
人数
1
系统的原理及功能
5-10人
工程师
1
安装现场

2
简单故障的判断及维护
工程师
1
安装现场

3
实际操作
工程师
1
安装现场

2、培训的教材及相关资料，由我方提前交给买方。
3、培训课程的安排，由我方提出，经买方认可后执行。
4、我方结合安装调试、验收等阶段，免费对使用单位技术人员的操作、维修、保养等方面进行培训，直至能熟练独立操作。
六、质量保证及技术力量
（1）我公司保证我方提供的货物是全新的，未使用过的，并在各个方面符合国家相关法律规定的质量、规格和性能要求。
（2）我公司保证在合同规定的质量保证期内，对提供的产品因设计、工艺、制造、安装、调试或材料缺陷及所有因卖方责任引起的任何缺陷、故障和损坏负责经济赔偿。
（3）我公司提供的系统质量保证期为该设备通过贵方的验收、正式投入使用后1年内的质保期。在质保期内，如货物的质量或规格与合同规定不符合，或证明货物有缺陷（包括潜在的缺陷或使用不合适的材料等），买方有权根据合同履行地技术监督部门出具的检验证书和购买时的价格，在质量保证期内向我方提出索赔。
（4）我公司承诺对提供设备的技术性能和产品质量担保。
（5）我公司保证所提供的设备符合中华人民共和国工业安全、卫生、环保、劳动保护等有关法律法规的规定。
七、售后服务承诺
美国HACH公司产品在中国的服务体系是由三级服务机构组成的：第一级是设在北京的美国哈希公司（中国）技术服务中心,主要工作是负责广大中国用户及代理商技术人员的培训,同时提供HACH产品的维修服务；第二级为美国哈希公司设在中国各地办事处的技术服务部，主要工作是负责本地区HACH产品的维修及新产品的现场服务,也为本地区用户提供培训。HACH公司在西南部地区的技术服务是由设在重庆市渝北区北部新区星光大道62号海王星科技大厦B区6楼3号的重庆办事处技术服务部负责；第三级为哈希公司授权的各地代理商，设有经过哈希公司培训的哈希产品技术服务人员，负责HACH产品的现场安装指导及调试工作，
具体如下：
货物抵达现场后，买方负责完成分析仪的安装和系统连接，卖方派有丰富现场经验的工程师作相应指导并负责现场调试，以及对买方的现场维护工程师进行专业的现场维护培训。买方发出需要服务的要求后，卖方承诺在24小时内响应，48小时内抵达现场。
卖方在现场调试过程中由买方协助支持，卖方工程师对用户进行现场操作和维护的培训。我公司真切地希望贵方能够从全面的产品性能 / 价格比、可靠的应用业绩、优秀的质量保证体系和完善的服务体系，给予我公司所提供的系统方案最充分的选择。
美国HACH公司水质分析监测仪器在全世界拥有大量的用户并享有很高的声誉，在中国，我公司产品通过这三级的服务，充分保证了用户的方便正确使用，满足用户的售后服务要求。
八、在线监测房建设
本在线监测方案不包括在线监测房间的建设；污水处理厂应该自行考虑设备间建设预算；
污水处理厂应该在在线监测仪器安装之前，根据国家相关标准建设好在线监测设备间。
自动监控设备作为精密的监测仪器，对工作的现场环境要求较高，只有保证自动监控设备安全、准确、稳定运行，才可以确保监测数据的准确、有效，才可以最大程度上的发挥该系统的经济和社会效益；因此，为自动监控设备提供一个符合监测设备工作要求的工作环境是十分重要的。
仪器安装室，应备有洗手池，以便维护时洗手用。室内面积在8-20平方米。室内照明应能照射到仪器正面（40W日光灯）。
建议设备间改造图纸见附图一，效果图如下：

设备间的强电安装要求
Ø 本系统的强电要求为供电220V，20A，必须配备接地保护。电源线选用三芯6平方电缆。环境较恶劣的地段可采用穿管方式敷设，穿管材料采用无缝钢管，尺寸大于φ24。
Ø 电源由配电房敷设到设备间，环境恶劣和危险地带采用穿管方式接入。
Ø 配电箱选用正泰等知名品牌空气开关
Ø 有防盗门、窗；通风、照明良好；

18

附件一：设备间建设图纸

5771001803090012095 579036822859633082
5771001803090012386 576137399735760696
5771001803090013594 578077579902515512
5771001803090012387 577164982601818051
5771001803090012138 572131192158918326
5771001803090012359 579036822361076053
5771001803090012356 576135286143791742
5771001803090012355 575087869704693279

17088100343355274 101229944325833379
17088100343355275 101866732938832008
17088100343356107 101581152501500522
17088100343356108 101000180059871732
17088100343354295 101074194142687017
17088100343356184 101878660869628802
17088100343356185 101775831174086674
17088100343356109 101086014373572846
17088100343356110 101152207216014916
17088100343355237 101027041605702709
17088100343355238 101229364861425414
17088100343356169 101862204402635718
17088100343354928 101760654089788804

20