水质监控系统

水质监控系统（精选十篇）

水质监控系统篇1

关键词：水质,远程监控,系统构建,水质自动监测

0 前言

2 0 0 1年水利部决定开展水资源实时监控管理系统研究和示范建设[1];2004年规划用5年时间对选择的40个试点城市进行建设;2008年起计划在5年时间内逐步进行推广,并在此基础上适时启动国家水资源管理系统全面建设[2]。上述管理系统建设中均将水质自动监测监控系统作为重要的建设内容。水质直接关系到流域可持续发展和水资源的综合利用,水质实时监控则是水资源管理的耳目和依据[3]。目前,全国主要水系的诸多重要河段相继建立了水质自动监测监控系统,河流水质自动监测越来越成为国家和流域机构管理水质的重要手段。及时总结探讨水质自动监测监控系统建设与应用经验,对今后水质远程监测监控技术的应用具有重要指导意义和实用价值。本文在流域层面提出了一种建立水质远程监控系统的模式,以期对即将开展的大规模建设起到参考作用。

1 水质远程监控系统概况

1.1 概念

远程监控是指本地计算机通过网络对远端的设备进行监测与控制,工作人员不必亲临现场就能了解设备的实际运行情况,并向其发送控制指令,从而达到与现场人员操纵设备同样的工作效果[4]。远程监控系统被广泛应用于各个行业,如水利、渔业、能源、医疗和制造业等。水质远程监控系统,目前尚未有明确的定义。可以认为是以水质自动监测系统(WQMS)为核心,通过在1个水系或1个地区布设若干个有连续自动监测仪的监测站,并由1个中心站控制若干个子站,实时监测水质污染综合指标和特定指标,同时能获取监控现场视频,从而实现对该区域水质污染状况连续自动监测,形成一个连续的自动监测控制系统。

1.2 发展现状

水质自动监测监控系统是20世纪70年代发展起来的,在美国、日本、英国等国已有相当规模的应用,并被纳入网络化的“环境评价体系”和“自然灾害防御体系”[5~7]。我国对水质自动监测监控系统的研究始于20世纪80年代,90年代末期,我国水利系统和环保部门相继在全国部分重要水系建立了一些水质自动监测站。如中国环境监测总站在松花江、辽河、海河、淮河、黄河、长江、珠江、太湖、巢湖和滇池等主要江河流域和湖泊建成72个水质自动监测站[8];此外在大型的水利工程中也将水质自动监测站作为配套系统进行建设,如东深供水工程和南水北调中线工程建成的水质自动监测系统[9~10]。水质自动监测系统在我国水资源的管理、开发等方面发挥了重大的作用。

2 流域水质远程监控系统设计与架构

2.1 系统总体框架

流域水质远程监控系统总体框架区分为流域内部和外部2种系统结构。具体又细分为4个层级,其中现场站级、托管站级、监控中心级组成内部系统3个层级;外部系统主要为上级主管和社会公众级,为第4个层级。总体框架结构见图1。第1级为现场站,主要由水质监测仪和摄像仪组成,建于代表性的重点水域,实时采集水质、视频等信息。第2级为托管站,每个现场站均有1个当地水质监测机构托管维护与管理,控制系统建设于该机构中。第3级为监控中心,通过Internet有线网与多个托管站相连,获取各托管站上报数据;同时监控中心也与各现场站通过有线或无线网络互联,实现与托管站共同远程管理和监控;监控中心还通过Internet网负责与公众和上级主管部门的联系。因此监控中心是系统的核心部门,是信息汇总、实时监控与信息发布的中心。第4级为普通公众和上级行政主管部门,通过与监控中心连接获取水质监控信息。

水质实时信息和重点水域现场实景视频由现场站的信息采集系统,通过水质传感器、现场摄像仪及其它信息源采集获取,经由信息传输系统,通过Internet公网、电话网、卫星或微波通信等方式直接传送到监控中心;也可由托管站定期向监控中心传输水质信息。监控中心向监控人员、决策领导或上级主管部门传达监测信息或向社会公众发布监测结果;监控人员和领导还可针对异常情况提出应对方案,由监控中心向信息传输系统发送反馈干预指令,由现场站执行后得到反馈控制,从而及时应对突发的水质污染事件。

2.2 系统逻辑结构

监控系统逻辑结构见图2。水质、视频等数据经信息采集传输系统上传至监控中心,存贮于数据库服务器中的相应数据库。监控中心内部建立于计算机网络平台上,连接有数据库、数据库服务器、Web服务器和主服务器等硬件设施设备,为水质监控管理软件平台系统提供支撑。软件体系包括信息发布、数据处理分析和控制等子系统,并通过监控中心监控大屏幕显示上传的实时信息,获得直观的效果。监控人员、决策领导、上级主管部门还可通过监控中心软硬件平台得到很好的交互。社会公众也可及时获取政府发布的环境信息。

数据库服务器建设有地理空间、水质、视频等数据库及其它可能的数据库,与信息采集系统和信息传输系统一起构成整个监控系统的支撑层。其中地理空间数据库为其它数据提供空间定位支持,是水质等数据可视化的空间定位基础,对监控决策起到重要的辅助作用。

2.3 系统功能

2.3.1 基本功能需求

流域水质远程监控系统具有以下7方面基本功能需求:水质信息实时采集传输存贮、现场视频服务、水质数据统计评价、预警报警、地图服务、远程反馈控制和信息发布。具体需求分析见表1。

2.3.2 功能设计

根据系统功能需求分析,初步设计6大基本功能,分别为水质信息、视频信息、地图服务、远程控制、信息发布和系统设置,系统功能逻辑图详见图3。

水质信息功能包括实时监测数据的多种方式显示、水质报警,以及水质数据分析、评价及报表生成等多项子功能。视频信息功能包括对视频信息的实时控制显示及回放等功能。地图服务功能主要提供监控点水系地形浏览、点位管理、图层控制及监像仪、云台、镜头的动作或对系统配置进行操作。

2.5 系统监控参数

水质自动监测仪器仍在发展之中,欧、美等国均有一些专业厂商生产。目前,较成熟的常规项目有:水温、p H、溶解氧(DO)、电导率、浊度、氧化还原电位(ORP)、流速和水位等[11];常用的监测项目有:COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总氮、总磷;其它还有:氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、UV、油类、酚、叶绿素、金属离子(如六价铬)、藻类测定(荧光法)、生物综合毒性测定等。选取的水质参数应有时空代表性才能真实反映水体的特征。在实际应用中可根据需要和可能,保证重点,选择性地确定所需项目。应根据污染源的不同,选取危害大、出现频率高的污染物作为监测对象[12]。

2.6 系统组织与管理

流域水质远程监控系统组织与管理,应本着充分利用现有资源,避免重复建设和与当地机构共同合作及共建共管的原则,组成流域重点水域水质监控网络。监控中心设于流域监测机构,其上级主管是流域水资源保护行政部门。流域监测机构分别与现场站建设的当地涉水机构组成协作单位,与各自所辖现场站共建共管,并将当地机构作为托管站。

3 结语

当前我国正面临着水资源紧缺、水污染日趋严重、生态环境恶化等问题的挑战。近年来,突发性水污染事故又时有发生,对用水安全造成了严重威胁。水质监测要树立为监督管理服务的宗旨,就必须加快信息化和自动化建设步伐,逐步建立“常规监测与自动监测相结合、定点监测与机动巡测相结合、定时监测与实时监测相结合,加强和完善监督性监测”的水质监测新模式,形成一个技术先进、功能完备、反应迅速、覆盖江河流域的现代化监测体系,为监督管理提供及时、准确、动态的水质信息服务。流域水质远程监控系统的建设已成为水质现代化监测的必然要求,可以实现实时、在线、连续和同步监测,从而大力提高水质监测系统的机动、快速反应能力和自动测报能力,并实现逐步由传统水利向现代水利的迈进,以更好地保护好水资源,维护好河流健康。

参考文献

[1]赵学民,梅锦山.关于水资源实时监控系统试点项目的几点看法[J].水利规划与设计,2004,(3):49～50.

[2]田灵燕.国家水资源管理系统建设即将全面铺开[J].中国水利,2007,(3):62～63.

[3]黄茁,曹小欢.流域管理中水质监控技术发展探讨[J].长江科学院院报,2009,26(2):1～4.

[4]赵明光,赵维铎.现场总线在基于Web的CNC远程监控中的应用[J].组合机床与自动化加工技术,2003,(6):44～46.

[5]王丽伟,黄亮,郭正,等.水质自动监测站技术与应用指南[M].郑州:黄河水利出版社,2008,12.

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[7]曾勇,陈希媛,渠康,等.水质监测新技术与实践[M].郑州:黄河水利出版社,2006,12.

[8]翟崇治,向洪.地表水水质自动监测系统概论[M].重庆:西南师范大学出版社,2006,12.

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[10]吴光红,李万庆,郑洪起,等.南水北调中线工程输水干线水质监测站网规划[J].水资源保护,2005,21(3):22～24.

[11]禹雪中.数字流域中的水环境信息化关键技术[J].水利水电技术,2003,34(4):47～49.

水质无线监测系统方案篇2

水质无线监测系统方案

上海正伟数字技术有限公司授权网络免费发布

一、概述

环境监测是环境保护工作的重要组成部分，是环境管理的基础和技术支持。随着我国工业化和城市化的迅速发展，环境保护也相应大力发展起来。这样就迫切需要加快全国环境管理基础能力的建设，提高环境监测能力和环境监督执法管理水平。

排污口水环境实时自动监测系统的研制在我国刚刚起步，欧美一些发达国家在这方面已趋向成熟，例如美国等一些工业发达国家，几乎在每个排污口都安装了有关监测仪器，对污水处理设施的运行情况以及排污流量、PH值、DO、电导、烛度、温度等值进行自动监控，在监控中心可以随时知道排污口染物的排放情况。在韩国已有50％的企业做到了对以下四项指标的实时自动监控：污水处理设备运行情况、流量、PH值和溶氧。

我国目前大部分地区的水环境监测主要是以化学化为主。即人工定期（或不定期）的现场采样、化验、水质分析。这样工作量大且具有随机性，不能准确反映整个水量水质的变化过程，因而不能做到为水环境评价和环境治理的可靠依据。

由于我国经济发展过程中出现越来越多的水环境污染问题，近年来国家已充分重视和加强对环境污染的治理。为了配合这项工作，改进水环境监测手段和方法已显得尤为重要。上海正伟数字技术有限公司在充分调研、考察、征询客户意见等基础上，研制开发了集自动化、即时化、智能化于一体的经济实用的水质量无线监测系统。该系统可以对排污口污水的PH值、DO、温度、电导和排污流量进行实时监控，通过GPRS/CDMA无线终端将数据传送到监控中心和环境管理部门，工作人员可以在监控中心或办公室进行远程监测，随时得到即时数据报告，实现远端无人值守。

二、系统组成、工作原理

系统主要是由一个监测中心，若干个固定监测站和专用GPRS/CDMA无线终端组成。监测中心对各个监测站进行控制指挥，各监测站收集各种污染参数，两者间的控制信号和监上海正伟数字技术有限公司

测数据通过GPRS/CDMA无线终端传送完成。监测中心既是各监测站的指挥中心，又是监测站监测数据的汇集、处理的存储的数据库。各监测站可设置为自动向监测中心发送信息；也可设置为平时处于待机状态，在收到监测中心的指令后才开始启动工作，将信息发送给监控中心。各监测站有数据采集。命令识别、数据发送的功能。

监测中心由功能较齐全的计算机外围设备如显示器、打印机、绘图机等组成。各监测站由各种采集参数的探头、PAC可编程自动控制器和GPRS/CDMA无线终端组成。

三、系统方案说明：

在水质系统中，常常需要对众多的排污口污水的PH值、DO、温度、电导和排污流量进行实时监控实时监测，大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，通过电话线传送数据往往事倍功半，通过GPRS/CDMA/EDGE无线网络进行数据传输，成为水质监测部门选择的通信手段之一。污染源监测设备可将采集到的污染数据和告警信息通过GPRS/CDMA无线网络同时发送到多个水质监测部门，实现对排污单位或个人的及时管理，可以大大提高环保部门的工作效率。

系统结构图：

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系统方案组成水质监控中心

监控中心服务器通过ADSL或电话拨号接入Internet，或申请配置专线，通过光纤、DDN 等数据专线直接和移动中心机房的GPRS/CDMA 网络连接。监控中心服务器上安装相关监控系统软件。监控系统软件包括监控中心服务器、数据库服务器两个部分。

1、监控中心服务器实现实时监控、数据管理分析、业务管理等功能；

2、数据库服务器进行数据存储、备份；

具体实现时，监控中心服务器、数据库服务器可以安装在一台服务器中，也可以安装在不同服务器中。软件系统特点：

1、纯JAVA系统设计：采用JAVA技术进行设计开发，具有强大的稳定性、安全性、兼容性、可扩展性；

2、先进的B/S结构：系统使用先进的B/S结构，用户只需要使用浏览器就可以通过环保内部的网络完成污染源管理和污染源监控功能。使用BS 结构不仅极大的方便了环保部门相关人员的使用，而且为环保局未来向公众公公布环境数据提供了方便。

3、管理决策支持：基于完整的、实时的业务数据，智能的决策支持系统可以为管理者提供丰富的决策支持信息，实现业务运营的有效管理。

4、功能扩展性：整个系统具有极强的开放性和可伸缩性，可以方便的与各类数据分析软件连接，为环保局和其他政府部门共享信息提供了方便。上海正伟数字技术有限公司

GPRS/CDMA无线传输终端

水质监控仪器通过RS232 串口直接与正伟环保专用GPRS/CDMA无线传输数传设备（智能型GPRS/CDMA调制解调器）连接，并由其建立无线数据连接与监控中心进行双向数据通信。水质监控仪器包括污水流量计、COD（含氧量）/BOD（生物耗氧量）、PH 探头等测量仪可根据系统实际监控地点的需求选择对应测量仪器。

系统功能实时监控

对企业监测点的排污量、设备运行等情况进行实时监控，并以人性化的界面显示有关数据；数据接收

数据接收方式有两种，一种是监测点通信控制器定时向中心返回监测数据（一般按1个小时返回，也可以通过用户设置）；一种是通过中心向监测点通信控制器发送查询指令，监测点通信控制器返回当前监测的实时数据；报警处理

当监测到排污超标、检测设施非正常关闭等事故时，软件能自动识别事故类型，并及时向环境监理部门发送报警信息，使环境监理部门能够以最快的速度及时对企业的违规行为进行纠正、制止，从而保证了环境监理信息传递的顺畅、完整；统计分析

a)对所选择污染源监测点的监测数据进行各种分析，以曲线图、直方图和表格等形式进行显示。可选择行业、区域、时间段等条件。包括污染源分析、污染源对比分析、综合分析、综合对比分析和监理报告资料分析等；

b)污染源分析可根据条件对污染物排放量和污水排放量进行分析； c)污染源对比分析可根据条件对某一污染源进行按月分析和按年分析；

d)综合分析可根据条件对污染物、污染类型（水）和治理设备（运行时间）进行分析； e)综合对比分析可根据条件对污染物、污染类型（水）和治理设备（运行时间）进行按月分析和按年分析；数据存储

本设备能自动监测、记录、存储、传送数据，实时采集各类环保测量仪器的输出信号，并将测量数据通过无线远程发送至环保监控中心，同时将数据保存在本机大容量数据存储器上海正伟数字技术有限公司

中。参数设置

1、可按照设置的时段采集一组数据，并实时发送至环保监控中心。GPRS/CDMA 网络是全球分布最广的无线网络，使用GPRS/CDMA 的优势在于实时、无线、远程、误码率极低、安装简便无需布线等特点。

2、可按照设置的时段采集一组数据，并保存在本机内部大容量数据存储器中；

3、可以通过串行接口对系统各项运行参数进行设置。对每个通道的采样数据进行物理量的换算对应，从而使终端保存或发送的数据都是符合现场测量指标的数据；

4、可通过串行接口访问机内大容量存储器中的数据。将终端保存数据保存到计算机数据库中，以备分析备案；

5、可按照条件设置系统各通道的报警条件，触发报警，并可实时将报警信号发送至监控中心。

四、无线水质监测系统的优势

中国移动或者中国联通GPRS/CDMA系统可提供广域的无线IP连接。在移动或联通通信公司的GPRS/CDMA业务平台上构建水质监测采集传输系统，实现水质监测采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS/CDMA系统作为水质监测采集传输系统的数据通信平台。

GPRS/CDMA无线水质监测系统具备如下优势：

1、实时性强：

GPRS/CDMA具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个或所有监测点的各种数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

2、可对各监测点仪器设备进行远程控制：

通过GPRS/CDMA双向系统还可实现对仪器设备进行反向控制，如：时间校正、状态报告、开关等控制功能，并可进行系统远程在线升级。

3、建设成本少低：

由于采用GPRS/CDMA公网平台，无需建设网络，只需安装好设备就可以，建设成本低。

4、监控范围广：上海正伟数字技术有限公司

构建水质监测采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于水质信息采集点数量众多，分布在全国范围内，部分水质信息采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。

5、具有良好的可扩展性: 由于目前GPRS/CDMA网络已覆盖国内绝大部分地区，基本不存在盲区，可实现大范围的在线监控，满足水质信息采集传输系统对覆盖范围的要求。

6、系统的传输容量大：

水质监测中心站要和每一个水质信息采集点实现实时连接。由于水质数据信息采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS/CDMA技术能很好地满足传输突发性数据的需要。

7、数据传送速率高：

每个水质信息采集点每次数据传输量在10Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。

8、通信费用低：

采用包月计费方式，运营成本低。

五、安全措施：

由于水质监测系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。以GPRS为例，数据中心可通过公网使用VPN接入到移动GPRS网，采用VPN方式成本比较低，企业不用租用专线，还可以利旧使用原有的VPN设备，移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。通过VPN方式，客户端在连接应用服务器前，要经过Radius服务器的认证整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。另外，数据中心也可以采用APN接入方式，租用专线接入到移动公司的GGSN设备上，这种成本高，安全性高、稳定可靠。对于安全性要求上海正伟数字技术有限公司

非常高的系统，可考虑在专用APN接入的基础上再加上VPN接入方式的混合接入方式，进一步提高系统的安全性。

1、VPN虚拟专网模式：企业内部网络中配置VPN服务器，移动终端加载具有VPN二次虚拟拨号的功能的客户端软件。采用VPN安全技术，用户通过接入企业内部虚拟专网的方式与Internet进行隔离，可对整个数据传送过程进行加密保护，有效避免非法入侵。

2、用SIM卡的唯一性：对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。

3、对于特定用户：可通过数据中心分配特定的用户ID和密码，其他没有数据中心分配的用户ID和密码的用户将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。

4、数据加密：通过VPN对整个数据传送过程进行加密保护。

5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。

六、系统成本

七、结论：

采用有线方式，租用静态IP目前费用比较高约800~1500元/月。采用GPRS/CDMA无线方式，系统流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，GPRS按流量计算0.01元K，而包月制20元/月有50M流量，可满足水质监测局目前水质数据采集系统的实际数据量，估计日后其费用会逐步降低。对于水质监测局等用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当水质观测站和水质信息采集点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资，适合于水质信息采集工作的特点。

采用GPRS/CDMA构建水文数据采集系统，不仅能很好地满足水质信息采集监测的需求，而且，做为网络运营商的移动或联通通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户，随着用户上海正伟数字技术有限公司

数量的增加，移动或联通通信公司的营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。

公司简介

上海正伟数字技术有限公司（Shanghai Zhengwei Digital Technology Corporation Limited），是一家注册于上海高新技术开发区内的专业的技术研发型公司，公司专注于嵌入式系统领域的技术创新和产品开发，专业提供嵌入式网络领域、无线网络领域和嵌入式计算系统领域的软硬件产品及服务。

公司拥有资深的设计师和专业的管理者，并具有从博士到专科不同学历的良好人才结构。公司与众多厂家、研究所在器件供货、产品经销、技术创新等方面形成了良好的合作伙伴关系。

凭借其技术、人才、管理优势，本着“踏实创新，追求卓越”的企业精神，正伟数字锐意进取，勇于创新，已成为领先的嵌入式网络领域设备和服务提供商。

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水质监控系统篇3

1.背景

汤河水库是位于辽阳东南30多千米的東南山区的蓄水建筑和旅游景点。又是辽宁省的辽阳市、鞍山市这两大城市数百万居民饮用水的主要供水处。汤河水库还担任着此处下游大片农村的稻田灌区，特别是辽阳市的灯塔市，是辽宁省重要的稻米生产基地。2002年12月，中国环境监测总站在汤河水库水坝附近建设出库水质自动监测站，对汤河水库的水质进行实时监测，此外辽阳市环境监测站每月对汤河水库水质（包括入库2个点位、库中2个点位以及出库水坝1个点位，合计5个点位）人工取样监测1次。

目前对于汤河水库入库河流水质的监测，满足不了水库水质和生态环境保护的需求，一旦入库河流水质发生污染事件，不能及时发现、及时采取应对措施，影响辽阳、鞍山两大城市的饮用水水质及周边生态环境，将造成巨大的损失。

2.意义

汤河水源保护区水质自动监测系统的建成，使汤河入库水质实现了从手工监测到自动监测的质的飞跃，解放了劳动力，降低了成本，并且领导能够实时掌握汤河水库入库水质情况，一旦有污染事件存在，能够第一时间查出原因，并采取应对措施。汤河水源保护区水质自动监测系统是最好的预警方式，对辽阳和鞍山两大城市的数百万居民用水起到有效的保护作用。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设，将从城市可持续发展的角度，为资源合理利用、生态平衡、防范生态风险、实现生态补偿进行宏观控制性规划提供可靠依据，为计划部门确定城市重点生态建设内容提供基础，为生态环境保护部门在制定生态政策上提供宏观指引。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设，将为防治工业化、城市化过程中产生的区域性环境污染，恢复和促进城市生态系统的良性循环，提出了前瞻性的环境保护和生态建设措施。为政府各级领导和有关部门在实施区域开发、大项目建设等，提供综合决策的科学依据。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设，对推进可持续发展战略，优化产业结构、塑造辽阳市城市形象、营造和谐的城市生态系统，进一步把辽阳市建设成为经济发达、环境优美、功能完善、生态人居和谐、生态文化繁荣的现代化大城市，具有重要的指导意义。

3.建设内容

2014年8月8日，《国务院关于近期支持东北振兴若干重大政策举措的意见》（国发[2014] 28号）第二十五条意见，推进重点生态功能区建设。辽宁省根据国务院文件精神，将汤河水源保护区水质自动监测系统的建设列为辽宁省湖泊生态环境保护的重点项目。内容包括：2015-2016年，辽阳市环境监测站计划在汤河水库东西两个主要入库河流位置，各建设一个水质自动监测站，来实时监控汤河水库入库水质状况。

汤河水源保护区水质自动监测系统的建设包括：庙山北侧小西沟村建设汤河水库1#入库河流水质自动监测站，对下达河入库水质进行监测；大甸子村南侧鸡鸣寺村建设汤河水库2#入库河流水质自动监测站，对二道河入库水质进行监测（如图）。监测项目包括：高猛酸盐指数、氨氮、PH值、电导率、水温、浊度、溶解氧、总磷、总氮、叶绿素。基础建设方面包括：50平米的水站站房、电力系统、网络传输、采水配水系统、工控机、控制系统以及办公设备。数据传输系统，利用vpn技术，实现数据加密，并实时传输至互联网络。质量保障系统：利用辽阳市环境监测站现有的标准化实验室，每月对汤河水库水质比对一次；对于PH值、溶解氧、电导率、水温、氨氮等项目，利用便携式监测仪器进行不定期的数据比对。

建设资金需求，汤河水源保护区水质自动监测系统的建设合计费用300万元，包括两套完整的水质监测系统。其中站房建设每个站25万元；采水配水系统每个站18.3万元；工控机及控制系统每个站25.5万元；计算机及vpn通讯系统每个站5.7万元；在线监测仪器设备每个站74.9万元；打印机、传真机每个站0.6万元。

4.绩效目标

汤河水源保护区水质自动监测系统建设的直接经济效益：自动监测取代传统的手工取样监测，每年节省费用5万元左右。它的间接经济效益更为巨大，首先作为污染事件预警功能，可以有效的避免饮用水源污染事故的发生，带来不可估算的效益；自动监测的数据可以为规划部门提供城市开发的依据，更有效合理的利益水库周边的资源，获取更大的经济收益。

5.结论

水质自动监控系统质控管理研究篇4

为了更好地落实国家和省、市陆续出台的一系列水站管理办法, 保障水站正常运行, 以某流域水站质控管理过程中发现的问题为例, 对水站质控管理方法进行研究。

1 质控过程中发现的主要问题

1.1 数据造假

仪器内部参数被人为修改, 存在明显的数据造假;在系统中设置自动生成数据程序, 仪器内没有分析数据, 工控机自动生成数据上传至平台。

1.2 虚报盲样考核通过率

水样比对是指采用人工取样、实验室分析作为 (参比) 标准方法, 验证水站监测结果的准确性及有效性的监测行为。由于手工采集和水站取水、分析方法的差异, 点位不一致, 导致水样比对考核通过率偏低[2]。

盲样考核是以管理部门统一发放盲样, 运营单位独立分析、上报分析数据的方式开展的。据调查, 部分运维商为提高考核通过率, 将部分盲样集中在一台或几台状况良好的仪器上进行测试。这种现象在巡检时表现为某站点仪器上无盲样考核结果记录, 而有的站点仪器在某一时段存在连续多组不明数据。

1.3 记录丢失、编造

部分仪器数据记录不全面、丢失, 甚至无数据。巡检记录未及时填写;校正记录填写较乱。此外, 还存在明显编造校正记录的现象, 如仪器校正记录显示长时间未校正, 而校正记录档案中却有手写记录。

1.4 总酚仪表长时间未运行

总酚作为一个指标对水站预警发挥一定作用。在正常情况下, 总酚一般显示是零, 通过平台数据不能发现异常, 但通过盲样考核和巡检, 却发现多个站点总酚长时间未校准、未运行。一旦水质异常或污染事故发生, 总酚指标就失去了预警的作用。

1.5 仪器、系统维护不到位

部分仪表长期未校准。部分站点五参数电极, 采水管路、样水杯、沉砂池等较脏, 长时间未清洗;试剂、配件未及时更换。

1.6 仪器本身存在缺陷

部分型号仪器本身存在缺陷。在标样考核测试中, 部分仪表数据不稳定, 在水质变化时, 仪表无法真实反映水质情况。

2 质控管理方法研究

为了加强对水站的质控管理, 保障水站提供有效数据, 更好的为管理服务, 应对质控管理方法进行研究, 主要包括以下5个方面。

2.1 通过水环境信息平台监控各站点情况

每天上、下午各一次通过水环境信息共享平台监控各站点情况。发现监测项目连续4次为同一值时以及数据波动较大 (当一次值变化超过前3 d各次监测平均值的2倍) 或数据连续超标时要通知运营单位及时检查系统运行状况, 若不正常, 及时排除故障[3]。

2.2 定期巡检

对水站进行巡检。

(1) 监测站房的检查。

(2) 相关记录及台账。巡检、定期校准校验、设备故障与处理、标样及水样比对考核记录等, 仪器水、电路图及使用说明书, 岗位责任制、相关的管理制度等。

(3) 各仪表运转状况。从取水口、工控机到各分析仪表是否正常运转。

(4) 数据及参数情况。检查仪表、工控机、信息平台数据是否一致, 各仪表数据参数设置是否合理。

(5) 试剂、管路情况。取水及分析仪表管路有无堵塞、变色, 试剂有无及时更换。

2.3 对水站进行水样比对和盲样考核

每月对实际水样比对考核, 检查水站数据的准确性。手工采集和水站水样要在同一时间、同一地点采集水样, 水样尽可能一致, 确保数据的可比性。

盲样考核增加现场监督过程, 随机抽取部分站点对盲样分析全过程进行现场监督, 包括试剂配制、管路清洗、仪器分析等。

2.4 异常情况处理

如果监测数据异常, 运营单位要及时检查系统运行状况, 若水站发生故障, 运营单位需在2小时内到达现场检修, 如24小时内无法排除故障应及时采用备用机或人工监测, 直至修复为止[3]。同时以电话及书面形式报相关管理部门。若系统运行状况正常, 水站数据与前一日相比水质恶化两个以上类别时[4], 须在24小时内以快报的形式向相关管理部门报告。必要时, 现场取样实验室分析对水样进一步确认。

2.5 加强对运维单位的管理

择优选择运维单位, 可以委托第三方运维, 加大对运维单位的监督, 对未按管理要求运营的水站加大处罚力度。

3 结论

通过质控管理方法的研究, 明确运营和质控单位责任。加强质控工作, 以进一步规范运营单位的运营行为, 提高自动监测数据的利用效率, 确保自动数据准确有效。

参考文献

[1]中国环境监测总站.国家地表水水质自动监测系统介绍[R].北京:中国环境监测总站, 2009.

[2]环境保护部科技标准司.水污染连续自动监测系统运行管理 (试用) [M].北京:化学工业出版社, 2008.

[3]江苏省环境监测中心.江苏省地表水水环境监控预警系统运行管理办法 (试行) [R].南京:江苏省环境保护厅, 2009.

水质自动监测系统建设与维护初探篇5

水质自动监测系统建设与维护初探

摘要：本文结合江门市区堇边水质白动监测系统建设与维护过程中遇到的.实际问题,提出相应的解决方法及建议,以供验收后自行运营维护技术人员参考.作者：夏光耀洪流尹丽君作者单位：江门市环境监测中心站,广东江门,529000期刊：科技创新导报 Journal：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：,“”(3)分类号：X84关键词：水质自动监测建设维护

水质监控系统篇6

关键词：改造；污水处理；水质；能耗

1 概况

钟市油田是江汉油区的主力油田之一，于1973年开始滚动开发。开发单元动用地质储量845×104t，累计产油353.42×104t。现有生产油井98口，水井60口；日产油140t，综合含水82.5%。储层物性较好，平均孔隙度23%，平均渗透率302×10-3μm2；原油性质较好，密度 0.862g/cm3、粘度9-67.2mPa.s、含硫1.34%、凝固点26.3℃。

钟市注、污水处理站，主要担负着钟市油田原油开采伴生污水的处理和回注任务。拥有机泵、过滤器等大小设备30余台套，设计污水处理回注量1600m3/d。钟寺污水站目前日处理水量在1600m3左右，污水来源于压气站、监测队、本队系统水、站内地面污水及站外洗井污水，截止到2013年二季度水质达标率66.67%。

污水站2013年8月以前实际处理水量为1290m3/d。处理流程为：除油器→除油罐→一级缓冲罐→沉降罐→二级缓冲罐→TCLW过滤器

当时除油器、过滤器、钢罐等设施老化，腐蚀穿孔严重，处理后的水质不达标，无法满足地质注水要求。

注水站2013年8月以前实际注水量1315m3/d。注水流程为：

注水罐→离心注水泵→东、西注水干线→注水、回灌井

2 存在问题及原因分析

钟市注水系统由于水处理不彻底，水质难达标，使注入地层的水造成地层伤害；地层渗透率下降，注水井注水压力上升，注水困难：

2.1 污水来源复杂

2.1.1 部分作业井、洗井水、溢流井水的排放。该水又黑又臭，含有大量的机械杂质，且措施井偏酸性，这些不合格水进入污水池后对系统水质造成了很大影响。

2.1.2 污水池容量过小，有效容量只有30m3，站内罐排污、过滤器反洗水及进站污水沉降时间过短，在没有充分沉降的情况下又进入系统造成恶性循环，反复污染。

2.2 污水处理系统时间停留短

2.2.1 2012年二季度清罐时发现除油罐和沉降罐罐内结垢，一级提升泵进出口管线结垢，由于施工周期长，简化流程注水，相应降低了污水的沉降时间。

2.2.2 沉降时间不够：除油罐有效停留3.4小时，沉降罐有效停留3.17小时，共计有效停留时间6.57小时。

2.3 污水站现场设备存在问题多

2.3.1 抗冲击能力差；

2.3.2 设备腐蚀，工作不正常；

2.3.3 加药系统不完善；

2.3.4 排泥及污泥处理系统不完善：甚至各罐均无排泥装置；

2.3.5 自动化程度低。

2.4 注水站存在问题多

2.4.1 注水泵设备老化，故障频繁，系统能效低；

2.4.2 注水罐内壁、注水管线腐蚀严重；

2.4.3 注水站水质达标率2013年二季度与2011年四季度相比下降16.66%，与计划72.0%相比低5.33%。

3 注水系统改造内容及效果

3.1 污水站处理改造及效果

3.1.1 流程更改：采用调储→重力除油→一级缓冲→混凝沉降→二级缓冲→双滤料过滤流程→精细过滤装置；

3.1.2 选用高效率的一、二级提升机泵；

3.1.3 投用一千方调储罐、充分利用各罐的高差，污水自流进入各级构筑物，节约了能耗；

3.1.4 投用双滤料过滤器装置、超精细过滤器装置、各罐增设全自动负压排泥装置、污水池收油、收污泥装置；提高注水水质；

3.1.5 加药系统采用流量比例投加方式，有效避免了对药剂、水等不必要的浪费。

3.1.6 沉降时间增加：除油罐有效停留5.8小时，沉降罐有效停留3.8小时，调储罐有效停留时间4.2小时，共计停留13.8小时，充分沉降污水的悬浮物；

3.1.7 选用耐腐蚀的玻璃钢管道和玻璃钢储罐；

3.1.8 液碱的投加由手动改为自动，加药量由来水流量和pH值控制；其他药剂投加量由来水流量控制，通过加药自控系统有效避免了对药剂、水等不必要的浪费。

3.2 注水站处理改造及效果

3.2.1 将低效的离心式注水泵更换为高效柱塞泵，并配备变频器，使注水站机组效率达到85%以上，耗电量也大大降低；

3.2.2 注水站水质监测指标。

钟市联合站2013年四季度水质监测达标率由三季度的66.67%下降至45.45%。

水质下降原因分析：

①由于站内工艺改造及管网进行清洗，部分容器未投入使用，如除油罐、沉降罐，从而造成水中含油量有所上升。

②污水处理站加药管线进行更换，部分药品（液碱、缓阻剂）从污水池进行投加，加药不连续，加药不匀均。

③外来水突然增加，如外输排水，井站有措施井等对水质及系统的影响。

④由于站内改造及部分水未经处理进入2#注水罐、且罐使时间长，罐内脏水质差。

到2014年二季度水质达标率达到了83.3%，除悬浮物不达标外，其他均符合指标。

4 结论

4.1 2013年8-12月注水站总耗电量为1027200度，平均月耗电量为205440度，对比改造前后月节电106565.5度；电价按0.65元/度计算，年电费节省831216元；

4.2 加药系统采用流量比例投加方式，有效避免了对药剂、水等不必要的浪费。

水质实时监测系统设计篇7

随着我国社会经济的高速发展, 城市化、工业化进程的加速, 对关系到人民群众健康的日常生活用水安全问题已经成为全社会普遍关心的问题。水质监测是保证用水安全和水污染治理中不可缺少的环节, 不仅可以准确地反映水质的情况, 预测水质发展趋势, 而且可以为水资源的规划、管理、开发、利用和水污染防治提供科学依据, 对解决我国的水质污染问题具有现实意义。

2 系统方案设计

为全面监测水质, 本系统通过测量温度、酸碱度、溶解氧、硝酸盐四个参量反映水质情况。系统主要包括四种传感器信息采集模块、单片机主控模块模块、A/D转换模块和触控显示模块等组成。系统方案如图1所示。

3 硬件电路设计

系统硬件电路主要有单片机部分电路、传感器电路、A/D转换电路及串口通信电路组成如图2所示。

3.1 单片机电路设计

系统选用51系列STC89C51RC芯片, 无内部晶振, 通过外部电路设计为其提供时钟频率, 同时将单片机各I/O口扩展以方便其他功能的使用。

3.2 传感器检测电路设计

本系统选用了PT100测量温度, PT100是常用的温度传感器, 其利用惠斯通电桥电路即可将其检测到的温度信号转换为电压信号。

选用北京恒源兴创责任有限公司的BPH8010系列测量酸碱度、硝酸盐以及溶解氧传感器。这三种传感器检测方法类似——将检测的物理量转换为毫伏级电压信号, 所以后续电路也类似。图3所示电路是将酸碱度、硝酸盐以及溶解氧传感器的电极的电压输出端与运放电路相连接, 即可将输出电压转换到A/D模块可接收电压 (以酸碱度传感器为例) 。

3.3 A/D转换电路设计

各传感器与单片机之间通过单片集成的逐次比较型ADC0804芯片实现模数转换, 模数转换时间大约100us, 方便TTL或CMOS标准接口, 差分电压输入, 具有参考电压输入端;内含时钟发生器, 输入电压范围是0~5V;不需要调零等等 (如图4所示) 。

AD转换的计算公式:Vint=Dsample/Dmax*Vref

其中:Vint:输入ADC的模拟电压值;Dsample:ADC转换后的二进制值;Dmax:能得到的转换值, 在此为256;Vref:ADC参考电压值, 设置为5V。

3.4 单片机串口电路设计

STC89C51RC单片机串口电平为TTL电平, 即大于2.4V为逻辑“1”, 小于0.5V为逻辑“0”。而RS-232串口电平是TIA/EIA-232-E电平信号, 采用电平转换芯片MAX3232实现电平转换和异步通信。电路 (如图5所示) 。

4 总体系统及实验

系统选用集触控显示于一体的新型触摸屏实现按键控制与测量数字显示、曲线实时显示功能, 相应检测量按键按下后对应传感器工作, , 检测量经AD转换后再由单片机处理数据随后通过串口通信传给触摸屏显示, 系统实际运行结果如图6—图9所示。

5 结语

介绍了一种基于传感器的水质监测系统, 实现了对水质温度、酸碱度等多项参数的实时监测。结果显示采用数字显示和曲线显示两种方式, 即时显示温度变化, 使显示更加直观化、仪器更加智能化, 具有广泛的应用价值。

摘要：介绍了一种基于传感器的水质监测系统, 实现了对水质温度、酸碱度、溶解氧、硝酸盐四项参数的实时监测, 更全面的反应水质情况。

关键词：水质监测,温度,酸碱度,溶解氧,硝酸盐

参考文献

[1]石磊.基于CAN总线的p H酸碱度检测仪的设计.自动化与仪表, 2010 (2) :23-27.

[2]陈志文, 王玮.基于Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现[J].现代电子技术, 2010, 34 (8) :197-199.

[3]吴健, 侯文, 郑宾.基于STC89C52RC单片机的温度控制系统[J].电脑知识与技术, 2011 (4) :902-903.

[4]隋洪岗.PT100温度传感器在温度数据实时监测系统中的应用.电脑开发与应用, 2011, 24 (4) :63-65.

水质监测预警系统浅析篇8

1 水质监测预警系统的主要功能

水质监测预警系统是通过对水质进行监测, 来评价该区域或流域水质状况及变化趋势, 从而对突发的或是潜在的水污染进行预警的系统。该系统的主要功能有两点, 第一点, 对江、河、水库、湖泊等地表水和地下水中的污染因子进行常规性监测, 以掌握水质现状及其变化趋势, 从而预防潜在的水污染风险;另一点, 对生产、生活等废 (污) 水进行监督性监测, 掌握污染物排放总量, 为污染源监管提供依据, 为突发性水污染事件提供即时预警信息。

该系统的逻辑结构一般可以分为确定警情、寻找警源、分析警源和预报警度这四个步骤[7]。这里确定警情是预警的基础, 是对水质现状分析与评价结果的描述;寻找警源是预警过程的起点, 是预防水污染风险的前提保证;分析警源是预警的关键, 准确把握水质状况的变化趋势, 才能做到准确预警;预报警度就是预报警情的严重程度。

2 水质监测预警系统的总体结构

水质监测预警系统是由三个子系统构成的:水质监测系统、水质分析系统和水质评价系统[8]。见图1.

2.1 水质监测系统

该子系统是水质监测预警系统的基础, 其运转模式为:首先, 确定监测对象, 并针对该对象的特点来确定监测预警指标。接着, 应用全球定位系统 (GPS) 、遥感 (RS) 、地理信息系统 (GIS) 等技术合理布设监测点位。然后, 对各个监测点位进行监测。最后, 将监测点位信息与其监测指标数据发送到水质分析系统。

2.2 水质分析系统

该子系统是水质监测预警系统的核心, 其采用适当的预警方法来对监测指标信息进行分析, 从而得到监测对象的水质状况及其变化趋势。

2.3水质评价系统

该子系统是水质监测预警系统能否发挥作用的关键, 其主要任务是根据预警阈值的界定对水质分析结果进行评价并预报警度。

3 水质监测预警系统的构建

水质监测预警系统的构建主要包括预警指标体系的构建、预警方法的选取和预警阈值的界定三大部分[9]。预警指标体系的构建是进行预警方法选择、计算和分析的基础, 预警方法输出的结果是预警阈值界定的依据。

3.1 预警指标体系

预警指标体系, 就是由一系列相互联系的能敏感地反映水质状况的因子结合所构成的整体。由于影响水质的因素众多, 并且各个影响因子之间又存在着复杂的关系, 所以建立一套完整的, 合理的预警指标体系是构建水质监测预警系统的首要步骤。在构建预警指标体系时, 应满足以下三个原则[10]:

3.1.1 全面性。

所选用的指标能够全面客观地反映水质状况。这直接关系到整个体系的好坏。

3.1.2 可操作性。

所选用的指标要有可靠的数据来源, 建立的指标体系简明易于操作, 尽可能采用国际上通用的名称、概念和单位, 有利于相关人员的实际操作。

3.1.3 动态性。

随着时间的推移和条件的变化, 水污染状况也会发生变化, 个别预警指标可能不再具有预测的作用, 因此需要适时地对预警指标进行调整或替换。

3.2 预警方法

预警方法就是监测信息的综合分析方法。在建立了预警指标体系后, 就要选用适当的预警方法来对该指标体系进行综合分析。预警方法一般可以分为统计预警和模型预警两大类。

3.2.1 统计预警。

统计预警主要是决策树方法。一般决策树模型中的各个决策对象之间可以按照因果关系、复杂程度和从属关系分为若干等级, 各等级之间用线条连接。其基本原理是用决策点代表决策问题, 用方案分枝代表可供选择的方案, 用概率分枝代表方案可能出现的各种结果, 经过对各种方案在各种结果条件下损益值的计算比较, 提供决策依据。

3.2.2 模型预警。

模型预警是最常用到预警方法, 其主要是利用水质模型来对监测对象进行预警分析。水质模型是依据物理、化学、生物等原理, 应用计算机技术来针对监测对象的特点而设计出来的数学模型。曹永中等人[11]对多种河流水质模型进行了研究, 并指出水质模型预警是顺利实现水环境规划管理、水污染综合防治等任务不可缺少的基础工作。万金保和李媛媛[12]对湖泊水质模型的研究发展进行了系统的分析, 并认为水质模型预警作为湖泊水环境污染治理、规划决策分析中的一个重要工具, 它可以为湖泊的综合整治和科学管理提供科学的依据, 在环境保护领域中发挥着举足轻重的作用。

3.3 预警阈值

水环境的自净能力和纳污能力具有一定的限度, 即阈值, 当人们对水环境的影响超出了这个阈值, 就会导致水污染, 破坏水环境结构。预警阈值的界定包含了确定警限和警度划分两个内容。警限是警度划分的分界线。确定警限和警度划分的方法通常有对比判断法、专家确定法、综合评判法等。陈国阶等人[13]认为可以以水环境质量标准作为警戒线, 因为环境质量标准具有简洁易行和定量标准明确的特点, 应该具有广泛的适用性。

4结语

水质监测预警系统是根据水质监测信息, 运用现代信息技术、逻辑推理和科学预测的方法技术, 对水质状况及变化趋势做出预测, 并发出警示信号的一套复杂的系统。水质监测预警系统能够全面反映水质状况和趋势, 准确预警各类水污染事件, 为环境保护决策和环境管理提供大量科学、准确、及时的监测预警信息。加快推进水质监测预警系统的建设, 既是环境监测事业自身发展的需要, 更是实现环保历史性转变、探索环保新道路的迫切要求。

摘要：本文介绍了水质监测预警系统的主要功能及其总体结构, 并从预警指标体系的建立、预警方法的选取和预警阈值的界定这三个方面对水质监测预警系统的构建进行了分析。

养殖水质的监控与调节篇9

关键词：水质,水色,pH值,监控,调节

水是生命的必需物质, 为所有生物提供了生活空间和条件。在水产养殖中, 水是物质传递和化学转化的载体, 是鱼虾食物供应、溶解分散药物、代谢物排放的介质, 也是池塘传播病原、污染物和药物残留物的载体。水质状况一般通过特定的指标来表述。在养殖生产上最关注的水质指标有2类:一类是通过水的外观表现出来的感观指标, 有气味、水色等, 主要是水色。另一类是无法通过肉眼观察到的指标, 这些指标必须通过化学检测才能准确确定, 主要有溶解氧、pH值、氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、温度、盐度、硬度等。这2类指标基本决定了池塘的水质状况。

1 水质调节的重要性

池塘水质对鱼、虾等养殖生物和生态环境有着重要的影响, 水质若能满足要求, 鱼虾就能顺利生长发育;否则, 即使有好的品种和充足的饲料, 鱼虾依然不能正常生长。水体pH值升高, 会使非离子氨的浓度加大, 由此增大水体的毒性。当某些水质指标变化超出鱼虾适应和耐受的范围时, 会引起鱼虾的应激反应, 使鱼虾的免疫能力下降, 不能正常生长。严重时, 可能导致鱼虾大面积发病死亡。据统计, 约85%的鱼虾疾病是由于水质恶化引起的, 如烂鳃、黑鳃等疾病都与水质变化相关。在高产精养池塘中, 鱼虾养殖密度大, 导致投饵量、鱼虾排泄量和浮游植物繁殖量增大, 如果不采取正确的水质管理措施, 残饵、死藻等有机废物极易使水质、底质发生恶变, 使水体中的氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有毒有害物质的浓度增加, 构成引起鱼虾发病的基础性条件。

2 优良水质的标准

自然界藻类品种繁多, 大多数藻类在水中具有特定的颜色, 但也可能在不同的生长时期呈现不同的颜色, 而不同的藻类又往往具有相同或类似的颜色。因此, 池塘的水色往往是多种藻类或优势藻类表现出来的综合颜色。养殖者在长期的实践中总结出优良水质应具有“肥、活、嫩、爽”的特点, 其综合反映了水质的生物学、生态学特性, 比单纯从水色上观察水质要更全面。

2.1 肥

指水体中的营养盐和溶解的有机质含量比较高, 浮游生物多, 易消化的藻类数量多, 一般浮游植物的生物量在20~100 mg/L, 透明度为25~35 cm, 水色较浓。池水透明度的大小, 可以大致反映池水中饵料生物的多少, 即池水的肥瘦。一般透明度30 cm左右为中等肥度的水, 透明度小于20 cm的为肥水, 大于40 cm的为瘦水。

2.2 活

指水色和透明度有变化, 水色不死滞, 随光照强度和时间变化。养殖者所谓的早清晚绿、早红晚绿或半塘红半塘绿, 都是指变化的意思。水活时的浮游植物常以带鞭毛能运动的种类 (如膝口藻) 为主, 而它们多为鱼类喜食且易消化的种类。

2.3 嫩

嫩水是相对于老水而定义的。所谓老水, 是指藻类细胞老化并且蓝藻含量高的水体, 这种水质含有大量老化或死亡的浮游植物细胞, 一般为黑褐色、灰白色、隐约发白或呈黄褐色, pH值高达9~10, 透明度低于25 cm。所谓嫩水, 是指水质肥、水色鲜嫩而不老, 水体中易消化的浮游植物较多, 藻类处于增长期, 细胞未衰老。

2.4 爽

指水质清爽, 水面无浮膜, 浑浊度较小, 水色不太浓, 水色均匀、不成团或者黏滞, 透明度一般大于20 cm, 水中含氧量较高。如果水面长期有一层不散的铁锈油膜, 表明水质可能开始变老[1,2]。

“肥、活、嫩、爽”是养殖者的经验总结, 也有一定的局限性。具备这4个条件的水是好水, 但不具备这4个条件的水也可能是好水。

3 不良水色的特征及与浮游生物的关系

3.1 清水或浅绿色水

这种水质透明度大或清澈见底, 透明度可达60~70 cm。浮游生物数量少, 水中往往生长丝藻类或水生维管束植物。这种水质主要是有机质、微量元素缺乏造成。如果池底呈红色、黑色或蓝色, 可能水体及底质中含有较多的铁、锰、铜等, 对浮游生物的生长繁殖不利。

3.2 蓝色类 (蓝绿、灰蓝)

这类水色主要以蓝藻类为主, 透明度低, 浑浊度大, 天热时有灰黄绿色或翠蓝绿色浮膜。蓝绿色水中微囊藻、囊球藻等蓝绿藻多, 灰蓝色水中颤藻类等蓝藻较多。这类水质的pH值往往偏高, 长期未换水, 被认为是死水, 水质老化, 极易变成“铜绿水”。这种水色在鱼池、虾池中均可发生。

3.3 绿色类 (暗绿、墨绿)

水较浓, 透明度在20~30 cm。下风处水表层往往有少量黄绿色悬浮细末。这类水色主要以团藻、裸藻类为主。浮游植物优势种组成仍较平衡, 蓝绿藻数量还不算太多, 但将偏向以蓝藻为主。鱼苗和鱼种在这种水中尚可以保持正常的生长速度。但若控制不好, 易老化, 变成“铜绿水”。

3.4 黑褐色

这种水质以隐藻为主, 蓝藻、绿藻、裸藻次之。主要由于施用较多的有机肥、水体中有机质含量过多及池底过度老化所致。这种水已开始向“老”水转化, 接近恶化的水质表面会有泡沫或气泡产生。这种水体一般缺氧, 氨氮、亚硝酸盐含量高, pH值高。

3.5 灰白色、乳白色

水色呈灰白色时, 表明水体中大量的浮游植物刚刚死亡, 水质已经恶化, 水体严重缺氧, 有泛塘的危险。水色呈乳白色时, 远看池中有成团成缕的淡乳白色物, 分布不均匀, 近看呈乳白色团簇状物, 早上或傍晚较为明显。

3.6“水华”水

当浮游植物大量繁殖时, 水色逐渐变浓, 水面出现一层较浓的云斑状的藻团、浮膜, 养殖者称这种现象为“水华”。“水华”水是在肥水的基础上进一步发展而形成的。浮游植物数量增多时, 池水往往呈蓝绿色、绿色带状或云块状水华。

4 水质的基本调控

一是做好养殖计划, 保持合适的放养密度。养殖密度高时, 可采取“轮捕轮放”的办法, 及时起捕成鱼上市, 减少池塘载鱼量。二是放养前, 要进行池底清淤。一般每年要对池塘清淤1次。清塘时应清除过厚的淤泥, 减少池底有机质、腐殖质的量。一般池底淤泥保持在10~15 cm为宜。三是养殖过程中, 要合理调节水质。要保持合理的水色, 水色太瘦时, 可施用有机、无机、生物肥等培育水色, 能有效增加溶氧。水色太浓时, 可使用消毒液、二氧化氯、聚维酮碘等消毒剂进行消毒, 或使用微生物制剂进行调控, 如光合细菌、芽孢杆菌均可使水色变淡。四是加强投饵和投饵区的管理。要投喂优质饲料, 并少量多次, 控制残饵的量。对于经常投饵的区域, 要经常消毒和增氧。用二氧化氯、挂袋消毒, 也可以用片剂增氧剂进行增氧, 或使用底质增氧型底改对投饵区进行底质改良[3,4]。五是精养塘要定时开增氧机。对于精养塘, 鱼虾密度较大, 要每天定时开增氧机, 促进水体的流动和上下交换。一般每6 667 m2水面应配备1台3 kW的增氧机, 并做到增氧机、供电、水井、供水渠合理配套, 以备应急。六是及时加注新水。根据需要, 应保证每7~10 d加注新水1次。加水前最好先排掉1/6~1/4的老水, 每次加水量5~15 cm, 视季节情况灵活掌握。加水时间以14:00—15:00为宜。七是加强巡塘检查。夏季闷热天气或天气异常时, 要加强巡塘, 并适当减少投饵量, 以控制水体肥度。

5 异常水质的处理

5.1 pH值

鱼虾类安全生长的最适宜pH值范围是7~8, 当超出最适宜范围时, pH值会对鱼类的生命活动产生负面作用, 影响鱼虾养殖产量。pH值在低于4或高于10时, 鱼虾几乎不能存活。一般情况下, 淡水养殖pH值应保持在6.5~8.5。

5.1.1 对于偏碱 (或盐碱地) 的池塘水体, 应采取以下办法进行处理。

一是每年冬季放干池水, 第2年重新加注新的淡水。尽量不使用pH值太高的水源。养殖过程中, 要定期加注新水。二是地处盐碱土壤的鱼虾池塘, 不宜施用生石灰进行清塘和消毒。养殖过程中, 可使用苯扎溴铵、二氧化氯等消毒剂进行常规消毒。三是施用肥料应以氯化铵、有机肥和绿肥为主, 生物菌肥等为辅。四是控制浮游植物过度繁殖, 可用硫酸铜等进行全池泼洒。出现蓝绿藻时, 要及时防治或更换池水, 培养新的藻类, 必要时追施无机肥料。五是施放稻草可以降低pH值。对pH值偏高的池塘, 可以用稻草或玉米秸秆扎成30 cm的捆进行施放, 一般7 d后pH值就会下降。当检查草捆变黑开始腐烂时, 要及时捞出, 更换新的。六是当pH值一直很高, 没有其他办法时, 可考虑用醋酸、草酸等无毒弱酸降低pH值。使用盐酸降低pH值也有良好的效果。七是使用先得降碱灵, 可在一定程度上降低pH值。

5.1.2 偏酸水体的调节。

可采取以下调节办法:一是用生石灰调节, 一般用量为75~150 kg/hm2, 每15 d用1次。具体使用量要视水体pH值和鱼虾的耐受力而定。生石灰用量为20 g/m3时, 可使水体pH值提高0.5。二是养殖时间过久的池水, 淤泥的有机质太多, 这时就要适当增加换水量, 必要时清洗池底并撒适量生石灰以提高pH值。三是可通过使用过碳酸钠等水质调节剂, 提高水体的pH值。四是使用先得降酸灵, 可在一定程度上提高水体pH值。

5.2 氨氮

氨是由鱼虾残饵、残尸、排泄物 (粪便) 和底层有机物等经氨化作用产生的, 是鱼虾的剧毒性物质, 被称为鱼虾的“头号隐形杀手”。养殖池中存在大量鱼虾排泄物、残饵等有机物。因此, 养殖水体中必定存在氨, 而且养殖密度越大, 氨的浓度可能会越高。如果发现鱼虾活动异常, 并且水中氨氮的浓度超过0.02 mg/L时应采取措施进行改善。可采取以下技术措施进行日常水质管理:一是底质处理。秋冬季节鱼虾收获后, 要翻晒池底, 氧化池底的有机物。养殖过程中, 要及时进行底质清淤和排污, 降低水体有机质含量, 同时使用底质改良剂。二是正确施肥。应正确选择肥料品种, 春天一般可选择有机肥, 而夏秋不宜施用有机肥, 应选择无机肥。三是使用光合细菌。使用光合细菌也能很好地降低氨氮。四是饲料的合理选用。选用高质量的饲料, 尽量减少残饵。五是合理消毒。选用氧化性消毒剂进行消毒, 可选择含氯消毒剂可以提高池底的氧化还原电位, 降低池底的氨氮含量。六是定期补注新水。

5.3 亚硝酸盐

亚硝酸盐是氨转化为硝酸盐的中间产物, 在转化过程中, 一旦硝化过程受阻, 亚硝酸盐就会在水体内积累。当养殖水体中亚硝酸盐达到一定浓度时, 亚硝酸根离子可由鱼鳃进入鱼体血液, 使血红蛋白中的亚铁离子氧化, 血红蛋白转化成高铁血红蛋白, 从而使血液携氧能力下降, 机体处于相对缺氧状态。亚硝酸盐被称为水产动物的致病根源。对于亚硝酸盐含量过高的池塘, 应采取以下池塘管理措施。一是使用二氧化氯等强氧化性的消毒剂, 不仅能杀菌, 还能降低亚硝酸盐的含量。二是定期使用解毒产品, 同时全池泼洒排毒制剂和泼洒型Vc, 可明显缓解中毒症状。三是水面用降氨和增氧制剂进行全池泼洒。增加溶氧可以降低水体中氨氮和亚硝酸盐对鱼虾的毒性。四是全池泼洒有益微生物制剂, 可有效改善水质和底质。以光合细菌、芽孢杆菌、硝化细菌、放线菌等为主的微生物制剂, 维持水中微生物的生态平衡。五是保持池塘不缺氧, 有条件的池塘要定期换水。夏天气温高时, 换水及增氧机增氧均不可疏忽。

5.4 硫化氢

硫化氢 (H2S) 是可溶性的毒性气体, 带有臭鸡蛋气味, 是导致鱼虾中毒死亡的剧毒性物质。当水体缺氧、池底残饵等有机物较多、p H值下降、水体中缺乏铁盐时, 水体中的硫化氢含量就会增加, 对于底层水尤其如此。防止水体H2S含量过高的措施主要有以下几点:一是底泥翻晒, 老塘清淤, 改善底质条件。二是充分增氧, 保持水体有足够的溶解氧。三是定期换水或加注新水, 降低水体中有机污染物的浓度, 新水中的铁、锰等金属离子有利于沉淀水中的硫化氢。但加注新水时, 要避免含硫酸盐较高的水排入池塘。四是保持底质、底层水呈中性或微碱性 (p H值为8左右) 。可适当施用生石灰, 避免底质、底层水呈强酸性。五是要定期使用处理硫化氢的药物。六是对于南方高位池养虾池, 要定期排污, 一般要求在养殖后期早晚各1次, 排水量每次达到整个塘水的5%~10%。七是经常性开动增氧机, 促进水的垂直流转混合, 避免底泥特别是底层水转为厌氧状态。八是及时清理投饵区的底泥。

生产实践证明, 水质的好坏直接影响到鱼虾的生长和发育, 从而关系到产量和经济效益。通过日常水质管理措施, 使水质状况始终处于适合鱼虾正常生长的良好状态, 可以极大地减少鱼虾发病的机会, 减轻病害可能引起的损失。

参考文献

[1]林庆强.池塘养殖中的水质调控[J].渔业致富指南, 2011 (7) :32-33.

[2]王松刚, 邹勇.水产养殖水质调控技术[J].科学养鱼, 2011 (3) :81.

[3]刘杰, 赵志奎, 王金凤.池塘养殖水质控制的几项措施[J].养殖技术顾问, 2011 (2) :176.

优化注水系统改善注水水质篇10

关键词：注水井,水质,工艺改进,清理

自2011年塔里木油田某区块注水工程启动以来, 注入水悬浮物、含油不达标问题一直困扰着现场技术人员。为了改善注水水质, 提高注水质量, 我们进行了一系列的工措施并最终解决了注水水质不达标问题。

1 现场工况

塔里木油田某注水井工艺流程如图1所示。来自水源井的水通过砂滤器进行初步沉降后进入沉降罐进行再次沉降, 沉降后的水通过离心泵先后打入粗、细纤维球过滤器进行过滤, 滤后的净化水通过离心泵打入1#、2#净化水罐进行沉降。注水泵入口来水水源则从净化水罐底部由一台离心泵送入注水泵入口。

1.1 注水工艺现场设备参数

潜水泵:功率15KW, 排量50 m3/h, 扬程65m, 下深50m, 井深200m, 静液面16m;

纤维球过滤器 (双罐) :处理能力60m3/h, 容积φ1.6×4m, 反冲洗电机功率7.5KW;

储水罐 (1座沉降罐、2座注水罐) :7×3×2.4 (50 m3) ;

过滤器前置增压泵、喂水泵:功率5.5KW, 排量12.5 m3/h, 扬程50m, 转速2900r/min;

注水泵:型号:QCZS550/25级数:180级流量:550m3/d压力等级:25Mpa。

2 水质不达标原因分析

2.1 工艺缺陷的影响

沉降罐及净水罐均未设计排污流程。自2011年注水系统投运以来, 沉降罐底部泥沙已近20公分, 净水罐底部泥沙也已有10公分, 而净水罐至注水泵的进水管线出口设计太低, 距净水罐底部仅有二十公分。沉降罐及净水罐距离较近, 且两罐进出口一直有水流动, 沉降罐及净水罐内水沉降时间较短。工艺设计不合理是导致水质不达标的关键影响因素。

2.2 设备工况的影响

如图1纤维球过滤器为两套, 两套过滤器正常情况下为串联运行。第一套为粗过滤器, 第二套为细过滤器。由于粗过滤器搅拌泵泵轴经常出现卡阻现象而致使电机易烧损, 因此粗过滤器会阶段性停运。由于缺少一道过滤过程, 无疑会影响到污水处理效果。

2.3 生产制度不完善

起初投运注水系统, 规定每周对纤维球过滤器进行一次反冲洗操作, 随着注水系统长时间的运行, 并未及时增加反冲洗频率, 导致过滤器反冲洗不及时。同时, 由于人为因素的影响并未能够及时将水样及时送至化验室进行化验, 化验数据的不及时导致不能够及时对生产中存在的问题进行调整。

3 解决途径

3.1 工艺改进

(1) 在1#沉降罐后增设2#沉降罐, 距离1#沉降罐距离为60米, 增加原水沉降时间, 同时将2#沉降罐架高1米, 利用2#沉降罐为1#、2#净水罐供水。

(2) 为沉降罐、净水罐增设排污管线。将原净水罐至注水泵入口进液管线改为排污管线。通过对沉降罐及净水罐进行底部排污改善原水及净水水质。

(3) 将净水罐至注水泵供水管线出口由原来的距净水罐底部20公分提至距罐底60公分以减少底部沉沙对供水水质的影响。

(4) 在注水泵入口增设一Y型过滤器。通过Y型过滤器, 过滤杂质的同时也防止沙石进入注水泵损坏叶轮。

3.2 设备优化

(1) 更换1#纤维球过滤器搅拌泵电机, 并清洗纤维球过滤器, 去除过滤器罐底泥沙。