《一种供水企业三位一体水质风险预警系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种供水企业三位一体水质风险预警系统.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103823035 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103823035 A (21)申请号 201410009332.6 (22)申请日 2014.01.09 G01N 33/18(2006.01) (71)申请人 南通大学 地址 226000 江苏省南通市崇川区啬园路 9 号 (72)发明人 石健 顾宇人 顾圣全 王东升 曹林春 徐永进 肖峰 茅均标 陈浩然 徐志鹏 (74)专利代理机构 北京一格知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 11316 代理人 滑春生 (54) 发明名称 一种供水企业三位一体水质风险预警系统 (57) 摘要 本发明涉及。
2、一种供水企业三位一体水质风险 预警系统， 包括自动监测系统， 鱼类生物监测预警 系统， 人工取样化验监测系统， 上述三个系统的监 测信息汇总至同一监控平台， 其中， 对鱼类生物监 测预警系统进行视频监控， 视频信号传送至监测 平台， 人工取样化验的监测数据通过计算机在规 定时间内及时传递至监测平台， 通过对三个系统 监测信息的综合分析， 对水质情况进行全方位立 体监测， 综合预警。本发明的优点在于 ： 通过采用 该自来水厂三位一体水质风险预警系统， 克服了 传统的单系统预警可靠性低， 反应速度慢等弱点， 可以实现对自来水厂水质风险的全面、 快速预警， 三系统综合预警， 可靠性极高， 预警反应速。
3、度达到 最快。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103823035 A CN 103823035 A 1/1 页 2 1. 一种供水企业三位一体水质风险预警系统， 其特征在于 ： 包括自动监测系统， 鱼类 生物监测预警系统， 人工取样化验监测系统， 上述三个系统的监测信息汇总至同一监控平 台， 其中， 对鱼类生物监测预警系统进行视频监控， 视频信号传送至监测平台， 人工取样化 验的监测数据通过计算机在规定时间内及时传递至监测平台，。
4、 通过对三个系统监测信息的 综合分析， 对水质情况进行全方位立体监测， 综合预警。 2. 根据权利要求 1 所述的供水企业三位一体水质风险预警系统， 其特征在于 ： 所述自 动监测系统监测内容包括单参数预警和多参数综合预警， 其中， 单参数预警包括 pH、 溶解 氧、 电导率、 ORP、 氨氮、 高锰酸盐指数、 TOC、 挥发酚、 油类监测参数超过上限报警， 多参数综 合预警包括对经过筛选的具有代表性浊度、 pH、 溶解氧、 电导率、 氨氮、 ORP、 TOC 常规特征水 质参数在不同水质污染条件下， 相互间的变化状况进行研究， 通过对水源水质历史数据变 化规律的研究分析， 建立水源水质安全基。
5、线， 并设定报警限制， 对水质污染事件进行综合预 警。 3. 根据权利要求 1 所述的供水企业三位一体水质风险预警系统， 其特征在于 ： 所述鱼 类生物监测预警系统包括预处理设备， 养鱼池， 视频监控设备， 利用养鱼池和视频监控设备 监测分析鱼类在环境发生变化时的应激反应， 从而评估水质情况， 并在发生异常时采用先 进便携式化学发光毒性检测仪并结合理化检测方法进一步快速鉴定水质。 4. 根据权利要求 1 所述的供水企业三位一体水质风险预警系统， 其特征在于 ： 所述人 工化验检测体系构建如下， 安排值班人员每天 24 小时根据指定频率对监测点水源取样， 对 水质指标进行检测， 同时， 通过视频。
6、和检测数据两方面对班组化验进行网上监管。 权 利 要 求 书 CN 103823035 A 2 1/6 页 3 一种供水企业三位一体水质风险预警系统 技术领域 0001 本发明涉及一种水质监测领域， 具体涉及一种供水企业三位一体水质风险预警系 统。 背景技术 0002 当前， 我国水源污染问题严重， 污染不仅使有限的淡水资源更加匮乏， 还使得饮用 水的安全难以得到保障。 水体中的化学物质、 微生物污染所引起的生态灾难， 以及饮用水的 安全性和人类健康问题已经引发了人们的普遍关注。 水质安全已成为一个全球性的重要问 题。 饮用水安全直接关系到人民群众的健康和实施可持续发展战略中亟待研究解决的重大。
7、 问题。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是提供一种能够保障供水安全的供水企业三位一体水 质风险预警系统。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明的技术方案为 ： 一种供水企业三位一体水质风险 预警系统， 其创新点在于 ： 包括自动监测系统， 鱼类生物监测预警系统， 人工取样化验监测 系统， 上述三个系统的监测信息汇总至同一监控平台， 其中， 对鱼类生物监测预警系统进行 视频监控， 视频信号传送至监测平台， 人工取样化验的监测数据通过计算机在规定时间内 及时传递至监测平台， 通过对三个系统监测信息的综合分析， 对水质情况进行全方位立体 监测， 综合预警。 0005 进一步的， 所述。
8、自动监测系统监测内容包括单参数预警和多参数综合预警， 其中， 单参数预警包括 pH、 溶解氧、 电导率、 ORP、 氨氮、 高锰酸盐指数、 TOC、 挥发酚、 油类监测参数 超过上限报警， 多参数综合预警包括对经过筛选的具有代表性浊度、 pH、 溶解氧、 电导率、 氨 氮、 ORP、 TOC 常规特征水质参数在不同水质污染条件下， 相互间的变化状况进行研究， 通过 对水源水质历史数据变化规律的研究分析， 建立水源水质安全基线， 并设定报警限制， 对水 质污染事件进行综合预警。 0006 进一步的， 所述鱼类生物监测预警系统包括预处理设备， 养鱼池， 视频监控设备， 利用养鱼池和视频监控设备监测。
9、分析鱼类在环境发生变化时的应激反应， 从而评估水质情 况， 并在发生异常时采用先进便携式化学发光毒性检测仪并结合理化检测方法进一步快速 鉴定水质。 0007 进一步的， 所述人工化验检测体系构建如下， 安排值班人员每天 24 小时根据指定 频率对监测点水源取样， 对水质指标进行检测， 同时， 通过视频和检测数据两方面对班组化 验进行网上监管。 0008 本发明的优点在于 ： 通过采用该自来水厂三位一体水质风险预警系统， 克服了传 统的单系统预警可靠性低， 反映速度慢等弱点， 可以实现对自来水厂水质风险的全面、 快速 预警， 三系统综合预警， 可靠性极高， 预警反映速度达到最快 ； 该系统将水污。
10、染事故临时被 说 明 书 CN 103823035 A 3 2/6 页 4 动应对， 转变为提前系统防范， 从而巩固了生活供水系统的安全。 附图说明 0009 图 1 为本发明的供水企业三位一体水质风险预警系统的流程图。 具体实施方式 0010 如图 1 所示的示意图可知， 本发明的供水企业三位一体水质风险预警系统包括自 动监测系统、 鱼类生物监测预警系统、 人工取样化验监测系统。 0011 一自动监测系统 水质自动监测系统综合运用现代传感器技术、 自动测量技术、 自动控制技术、 计算机应 用技术、 专用分析技术和通信技术组成水质自动在线监测系统。其组成如下 ： 1采水系统 ： 采水系统包括采。
11、水泵及配套装置、 输送管道和组阀等组成。该结构为现 有技术， 在此不累述。 0012 （1） 经实地考察， 在水厂一泵房吸水井采水 ； （2） 采集水样的基本条件， 采样头应在水面下 0.5 -1.0 米浮动， 并与水体底部有足够 的距离 （枯水期 1 米） ， 以保证不受水体底部泥沙的影响 ； （3） 采水头采用双层防护措施。该结构为现有技术， 在此不累述。在采水头外围设计防 护隔栅以有效的防止沙石、 悬浮物堵塞， 在采水头上还要加装一层铜质防护网罩， 内外层防 护网罩的设计结构易于日常维护 ； （4） 水泵根据实际情况可采用自吸泵或潜水泵等。水泵应具有停电再复电后能重启动 的自动恢复功能 。
12、； （5） 采用双泵双管路设计， 一用一备， 满足实时不间断监测的要求 ； 并且当一路出现 故障时， 能够自动切换到另一路进行工作， 保证整个系统的正常运行 ； （6） 采水管路采取保温措施， 所有输、 排水管路均采用可拆洗式 ； （7） 配置在线除泥沙装置， 保证系统管路内部免受泥沙， 以保证测量的准确性。该结构 为现有技术， 在此不累述。 0013 2 前处理系统 ： 前处理系统包括配水单元和预处理单元， 过滤装置、 沉砂装置和管 道阀控制等部分。该结构为现有技术， 在此不累述。 0014 （1） 使用的清洗方法不对环境造成污染， 如果产生废液将会进行合理处理 ； （2） 为保证仪器设备正。
13、常运行， 防止水样中较大杂物对仪器引起堵塞或损坏， 对进入部 分监测仪器的水样需要进行预处理， 使其从专门的过滤装置中汲取水样。 0015 （3） 配水单元在每次采样分析完毕后均自动进行一次管道反冲洗操作。 0016 （4） 除藻功能， 系统定期可以自动或手动启动除藻功能。 0017 3 辅助系统 ： 辅助单元由清洗单元、 废液收集单元、 压缩空气单元、 除藻单元、 防雷 单元等组成， 可保证系统的正常运行 ； 为保证输水管路的畅通， 采用压缩空气与反冲洗单元 为管路冲洗， 并辅助除青苔等化学方法。该结构为现有技术， 在此不累述。 0018 （1） 根据系统需要， 配置相应的压缩空气系统 （无。
14、油型） ， 以满足清洗反吹使用 ； （2） 配置相应的 UPS 系统， 起停电保护作用， 在停电状态下能保存及传输数据， 恢复供 电后系统能自动工作 ； 说 明 书 CN 103823035 A 4 3/6 页 5 （3） 配置相应的电子式净化稳压电源 ； （4） 配置相应防雷系统 ； （5） 仪器室内安装红外感应探测器。 0019 4分析系统 ： 分析系统选用美国哈希生产的温度、 pH 、 DO 、 电导率和浊度五参数 仪、 氨氮测定仪、 ORP、 水中油、 高锰酸盐指数分析仪、 TOC 仪和德国布朗卢比公司生产的挥发 酚分析仪先进的分析仪器， 能保证测量的精确性和稳定性。 0020 5工控。
15、系统 ： 工控系统由现场工控机、 PLC 控制单元、 总空气开关、 各仪器设备的 空气开关、 接触器、 直流电源、 继电器和接线端子等部分组成。系统控制单元采用 PLC 系统 （程序逻辑控制系统） 对各单元按前述的要求进行控制， 能对系统工作状态、 站房工作环境 和安全控制等检测、 控制及报警。 0021 6数据采集 ： 数据采集和传输系统由数据采集单元和数据传输单元构成， 系统兼 有有线和无线传输方式， 能生成数据稳定上传， 并能与公司站和环保站实现数据的有效对 接。 0022 7 通讯系统 ： 通讯单元该系统通过设置在各监控区域的传输网络和监控中心计算 机， 实现对水质自动监测站监测现场的。
16、监控， 具备控制数据分析和打印等功能， 实现数据共 享， 可方便地与其它系统连接。 0023 自动监测系统实现的功能如下 ： 1单参数预警 ： pH、 溶解氧、 电导率、 ORP、 氨氮、 高锰酸盐指数、 TOC、 挥发酚、 油类等监 测参数超过上限报警 ； 2系统和探头故障报警 ； 3多参数综合预警对经过筛选的具有代表性浊度、 pH、 溶解氧、 电导率、 氨氮、 ORP、 TOC 等多个常规特征水质参数在不同水质污染条件下， 相互间的变化状况进行研究， 通过对水 源水质历史数据变化规律的研究分析， 建立水源水质安全基线， 并设定报警限制， 对水质污 染事件进行综合预警。 0024 4超标自动。
17、留样功能 ； 根据水质变化， 启动蓝色系统报警后， 出现未识别报警信号时， 可以触发启动自动取样 器， 抽取超标水样并进行保存 ； 采用冷藏式自动取样器， 有利于水样稳定保存， 为实验室分 析及日后系统建库提供可靠水样。 0025 二鱼类生物监测预警系统 鱼类监测预警是利用养鱼缸监测分析鱼类在环境发生变化时的应激反应， 从而评估水 质。该结构为现有技术， 在此不累述。 0026 1预处理 ： 主要是指对水样采取一些诸如过滤、 沉沙等措施满足人的视觉能够观 察到鱼的活动情况 ； 同时落实人员不定期清洗并记录。 0027 2养鱼池 ： 鱼池材质为轻便的透明有机玻璃， 水流速每分钟 4-6 升， 带。
18、有溢流装 置 ； 水源水连续不断平缓进入水缸一端， 从水缸另一端溢流。配备过滤装置， 3 鱼的品种 ： 选择行动活泼、 体色光泽、 鱼鳍完整舒展、 逆水性强和食欲良好的健康鱼。 根据南通长江水质情况， 可选择体长5l0(cm)对油类及毒物敏感且易养、 易得、 价廉的草 金鱼 ( 俗称红鲫鱼 ) 10 20 条 ； 每半年草金鱼必须全部更新。 0028 4人员观察和检测 ： 泵房运值人员每班定期观察鱼活动情况并记录， 值班人员如 说 明 书 CN 103823035 A 5 4/6 页 6 发现多条鱼活动异常， 立即用先进便携式化学 （细菌） 发光毒性检测仪并结合理化检测方法 进一步快速鉴定水质。
19、。 0029 5化学发光法检测方法 化学发光技术基于在辣根过氧化酶的催化下发光试剂与氧化物发生化学反应， 在反应 过程中会发生闪光 （化学发光） ， 当样品中存在有毒物质时， 便会影响该反应的进行， 进而影 响发光强度， 通过发光强度的变化即可确定样品毒性强度。 0030 6视频监控 对鱼类生物监测预警系统进行视频监控， 视频信号传送至监测平台。 0031 三人工取样化验监测系统 根据具体的水质状况， 设计人工取样化验的具体方案如下表所示 ： 人工取样方案 说 明 书 CN 103823035 A 6 5/6 页 7 班组化验所有取样点固定在运行值班室内并标识， 同时充分发挥现代信息技术的优 。
20、势， 从监控视频和检测数据两方面对班组化验进行网上监管。 0032 上述三大系统的监测信息均汇总至同一监控平台， 通过对三个系统监测信息的综 合分析， 对水质情况进行全方位立体监测， 综合预警。附图 1 为原水出现异常应急处置流程 图， 详细说明如下 ： 当上述三大系统任一系统发生异常时， 即启动该应急处理流程。 0033 首先由两人以上值班工确认异常， 确认后上报至值班长确认异常， 确认后立即停 止一泵房取水 ， 通知取样 3 份， 岗位留样 1 份， 送厂化验室 2 份用于检测和留存， 同时报告 公司中心调度室以及厂长， 厂化验室检测并报告检测结果， 此报告结果报告公司水质中心 说 明 书。
21、 CN 103823035 A 7 6/6 页 8 水质管理处， 水质管理处和厂长同时通知公司水质中心主任、 安全生产处处长， 通知后， 由 分管经理、 总工程师组织生产处处长、 水质中心处长和水厂厂长等会商处置方案， 确定是否 启动水污染突发事件应急处理预案， 同时将情况汇报至总经理和主管局领导。 0034 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。 说 明 书 CN 103823035 A 8 1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103823035 A 9 。