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城镇供水水质在线监测技术:筑牢民生水安全实时监管屏障

城镇供水是民生保障核心环节,水质安全直接关系居民健康与社会稳定。传统离线水质检测存在采样间隔长、数据滞后等问题,难以适配

城镇供水是民生保障核心环节,水质安全直接关系居民健康与社会稳定。传统离线水质检测存在采样间隔长、数据滞后等问题,难以适配城镇供水实时监管需求。水质在线监测技术通过整合现代传感、通信与计算机技术,实现供水水质信息的实时采集、传输与处理,为城镇供水管理提供高效技术支撑。

一、核心监测指标与技术要求

1.1 浊度检测

浊度反映水体中悬浮与胶态物质对光线的阻碍及散射程度,其数值升高常伴随细菌、大肠杆菌、铁锰等有害物质含量上升。水质监测研究人员认为,90 度散射式测量原理因灵敏度高、对颗粒体积不敏感、受杂散光影响小,成为城镇供水浊度检测的优选方案。实际应用中,需注意两点:一是供水管网老化或污染导致水体变色时,采用近红外光谱光源可减少有色物质对光吸收的干扰;二是水处理及管网运输中产生的悬浮气泡会改变光传播路径,检测设备需配备气泡消除措施以保证精度。设备参数需满足测量范围 0-4000NTU、精度 ±1.0% FS,同时支持温度补偿(0-65℃)。

1.2 余氯检测

余氯是含氯消毒剂作用后剩余的有效氯成分,含量过高会与有机物反应生成三卤甲烷等致癌副产物,过低则无法杀灭细菌、病毒等微生物。环境卫生领域学者指出,电化学测量法中的极谱式技术因操作简便、测量速度快(响应时间<90 秒)、精度高(±2%),成为余氯在线检测的主流选择。使用时需控制介质流速在 100-250ml/min,每 2 个月进行一次标定,每 3-6 个月添加或更换电解液,确保设备稳定运行,测量范围需覆盖 0.00-20mg/L。

1.3 PH 值检测

PH 值虽不直接影响人体健康,但对水处理效果至关重要:为保证加氯消毒效率,PH 值宜低于 8;过低则会增强水对金属管道的腐蚀性,且不同供水系统因水质与配水材料差异,对 PH 值要求不同。供水处理工程师强调,PH 检测设备需满足测量范围 0-14PH、精度 ±0.01PH,同时配备 PT1000 等类型温度传感器实现温度补偿(0-80℃),响应时间需≤10 秒(达到终点值 95%),以快速反映水体 PH 变化。

二、关键设备与系统架构

2.1 核心监测设备

除浊度、余氯、PH 值检测仪外,遥测终端机是数据处理与传输的核心。其采用工业级硬件设计,具备低功耗特性(静态电流<1mA@12V),可适配市电或太阳能供电;配备 RS485、以太网、模拟量输入等接口,支持 2G/4G 无线通信与有线网络,能实现多类型数据的采集、存储与传输,存储容量可扩展至 256G,满足城镇供水站点多样化需求。

2.2 数据传输流程

传感器采集的原始水质数据先传输至遥测终端机,经滤波、校准后,通过运营商专用通信链路实时上传至城镇饮用水安全管理平台服务器。传输过程中需确保链路稳定性,避免数据丢失或延迟,为后续监管决策提供实时数据支撑。

2.3 管理平台功能

管理平台需具备三大核心功能:一是站点管理与实时数据展示,支持管理人员查看各站点水质、流量等信息;二是历史数据查询与报表生成,可导出数据与曲线,便于趋势分析;三是兼容 SL651-2014 水文通讯规约,若需自建平台可实现数据解析,保障数据应用灵活性。

三、安装调试与防护要点

3.1 分阶段安装调试

安装前:核查设备说明书、合格证等资料,确认设备符合设计要求;检查安装环境,保证电缆(预留 20% 电气冗余)、光缆(纤数留冗余)长度适配,传感器传输距离在有效范围内,接地电阻达标。

安装中:按规范施工,确保零部件清洁完好、接线端无锈蚀、支架接地牢固;不同回路、电压等级的电线不共穿一管,电缆转弯半径不小于 10 倍外径,光缆熔接由专业人员操作,熔接点损耗≤0.3dB。

安装后:对传感器定期标定 ——PH 传感器用两点法(pH6.86/7.00、pH4.01/9.18 缓冲液)、余氯传感器用实验室比对法、浊度传感器用福尔马林标准物质,建议每 1-2 个月标定一次。

3.2 多维度防护措施

防雷:交流供电线路加装电源防雷器与隔离变压器,接地电阻≤5Ω;传感器信号电缆用 DN15 镀锌钢管穿管埋设(一端接地),信号接入端加装避雷器并可靠接地。

防腐:沿海或腐蚀源附近站点,设备远离腐蚀源,机箱用防腐材料,端口用密封插件,接线处密封,裸露焊接点套管或涂防腐脂。

随着城镇供水规模扩大与水质安全要求提升,水质在线监测技术将结合物联网、大数据实现智能化预警,进一步完善供水安全保障体系,助力提升供水管理水平。