生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量,正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力,正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式,深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果,及時發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎項,全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程,引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新,加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能,為經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用裝備
2023-Z-21
申報單位
聚光科技(杭州)股份有限公司
推薦單位
浙江省環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會
一、技術(shù)簡介
適用范圍
基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可應(yīng)用于化工園區(qū)、生活區(qū)域等地下水的水質(zhì)監(jiān)測。應(yīng)用條件:監(jiān)測井直徑>5cm,監(jiān)測井水位深度<60米。應(yīng)用規(guī)模:本產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)地下水常規(guī)監(jiān)測因子的在線監(jiān)測并可支持拓展非常規(guī)因子??商幚淼奈廴疚餄舛龋罕井a(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)Ⅰ-Ⅴ類地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的在線監(jiān)測,針對超Ⅴ類地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo),可定制化實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。
技術(shù)原理
基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),通過地下水自動洗井采樣系統(tǒng)洗井合格后將水樣采至預(yù)處理單元,洗井采樣過程完成,符合標(biāo)準(zhǔn)HJ1019-2019——中的取樣要求,水樣進(jìn)入預(yù)處理后通過勻化、過濾等方式對水樣進(jìn)行預(yù)處理操作,完成后將水樣輸送至儀表對應(yīng)的樣品杯中供儀表進(jìn)行取樣檢測,檢測完成后對超標(biāo)因子直接發(fā)出報警上傳至監(jiān)測平臺。
基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)包含CODmn、NH3N、總鐵、總錳、硝酸鹽、硫酸鹽、亞硝酸鹽以及常規(guī)五參數(shù)等參數(shù),每個監(jiān)測點(diǎn)可根據(jù)所在位置的工況配置不同監(jiān)測因子,并預(yù)留拓展位置,方便后期拓展監(jiān)測。其中CODmn、NH3N、總鐵、總錳、硝酸鹽、基于順序注射技術(shù)的分光光度法,硫酸鹽、亞硝酸鹽均采用自動直讀——間斷分析技術(shù)的分光光度法,pH采用玻璃電極法,溶解氧采用熒光法,濁度采用90度光散射法,溫度采用
鉑熱電阻法,電導(dǎo)率采用兩電極法。
工藝路線
該系統(tǒng)包含洗井采樣系統(tǒng)、預(yù)處理及配水單元、分析單元、平臺端、數(shù)據(jù)傳輸端。洗井采樣系統(tǒng)通過符合標(biāo)準(zhǔn)要求的取樣方式將水樣采集至預(yù)處理單元,完成預(yù)處理后將水樣分配至儀表對應(yīng)的樣品杯中,分析單元中的分析儀表自動從水樣杯中完成取樣并進(jìn)行分析。最終將數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)的
工控機(jī)中。平臺端是聚光為各種水質(zhì)
環(huán)境監(jiān)測專門開發(fā)的數(shù)據(jù)監(jiān)測及分析平臺。數(shù)據(jù)傳輸端通過4G路由器或者光纖等方式將每次監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測平臺,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
裝備性能參數(shù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
裝備性能參數(shù):
(1)CODmn水質(zhì)自動分析儀:
測量原理:高錳酸鉀氧化-滴定法
測量范圍:(0——10/20/50) mg/L;可調(diào)
檢出限:0.15mg/L
(2)NH3N水質(zhì)自動分析儀:
測量原理:水楊酸分光光度法
測量范圍:(0——0.5/2/5) mg/L;可調(diào)
檢出限:0.005mg/L
(3)總鐵水質(zhì)自動分析儀:
測量原理:鄰菲啰啉分光光度法
測量范圍:(0——1/2/5) mg/L;可調(diào)
檢出限:0.01mg/L
(4)總錳水質(zhì)自動分析儀:
測量原理:甲醛肟分光光度法
測量范圍:(0——2/5/10) mg/L;可調(diào)
檢出限:0.02mg/L
(5)硝酸鹽水質(zhì)自動分析儀:
測量原理:間苯二酚分光光度法
測量范圍:(0——4/10/20/50/100/200) mg/L
檢出限:0.05mg/L
(6)硫酸鹽水質(zhì)自動分析儀:
測量原理:鋇鹽比濁分光光度法
測量范圍:(0——400/1000/2000) mg/L,可調(diào)
檢出限:對應(yīng)量程分別是10/30/60 mg/L
7)水質(zhì)重金屬在線分析儀
測量原理:電感耦合等離子體質(zhì)譜法 (ICP-MS)
測量參數(shù):銅、鋅、硒、砷、汞、鎘、鉻、鉛、鐵、錳、銻、鉈、(可拓展:鉬、鈷、鈹、硼、鎳、鋇、釩、鈦等)
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):
《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ 164-2020)
《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-2017)
《地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)物采樣技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 1019-2019)
《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T91-2002)
《高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求》(HJ/T100-2003)
《氨氮水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求》(HJ/T101-2003)
《地表水自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(試行)》(HJ915-2017)
應(yīng)用效果
基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要解決客戶以下問題:
1、樣品的采集、處理和分析測定過程符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2、所采用的分析測定方法可靠,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
3、成本低,頻次高,解決人工取樣的高成本、低效率問題。
4、及時預(yù)報水質(zhì)污染,可提前采取治理措施,大幅度降低地下水污染的治理成本。
5、水質(zhì)達(dá)標(biāo)管控,《GB14848-2017地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn),符合居民飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
研發(fā)背景
近些年來,地下水資源的開發(fā)和利用,在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展上起著重要作用,但是由于開發(fā)管理不當(dāng),無規(guī)則無節(jié)制地過度開采,出現(xiàn)了地面沉降、崩塌、地下水污染等問題,這些問題不僅僅對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成巨大危害,而且也威脅到了水資源的可持續(xù)利用。所以一個科學(xué)系統(tǒng)的地下水監(jiān)測系統(tǒng)會對水資源的開發(fā)利用起到十分重要的作用。
2015年至2019年,我國地下水監(jiān)測的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量從5118個提升至10168個,漲幅接近翻倍,根據(jù)《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要<2020-2035>》中明確提出,2025年年底前統(tǒng)一組織開展全國地下水水質(zhì)監(jiān)測,構(gòu)建全國統(tǒng)一的地下水環(huán)境監(jiān)測平臺。根據(jù)《“十四五”國家地下水環(huán)境質(zhì)量考核點(diǎn)位監(jiān)測與評價方案(試行)》可知,地下水監(jiān)測點(diǎn)位類型分為區(qū)域點(diǎn)位、地下水型飲用水源區(qū)域點(diǎn)位、重點(diǎn)污染區(qū)域風(fēng)險監(jiān)控點(diǎn)位,其中,區(qū)域點(diǎn)位監(jiān)測基本指標(biāo)(29項);飲用水源點(diǎn)位監(jiān)測基本指標(biāo)(29項)或全指標(biāo)(93項);污染風(fēng)險監(jiān)控點(diǎn)位監(jiān)測基本指標(biāo)(29項)和特征指標(biāo)(18項)。然而目前針對地下水的水質(zhì)監(jiān)測大部分采用手工取樣,實(shí)驗(yàn)室分析的方式,手工監(jiān)測不僅人力耗費(fèi)巨大,也無法連續(xù)監(jiān)測地下水水質(zhì)變化趨勢,采樣間隔時間長,無法及時發(fā)現(xiàn)污染情況并作出處理。
因此,實(shí)現(xiàn)基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),能合理利用已經(jīng)存在的手工監(jiān)測井工況,并兼容手工取樣相關(guān)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn),即可節(jié)省較大成本,對全國統(tǒng)一的地下水環(huán)境監(jiān)測平臺的搭建也至關(guān)重要。
技術(shù)/裝備特點(diǎn)
采樣器具與采樣流程符合標(biāo)準(zhǔn)HJ1019-2019,相較于直接抽出式取樣,我司產(chǎn)品所取水樣更合規(guī)、質(zhì)量更高。
可實(shí)現(xiàn)自動化洗井采樣,減少洗井時間,提高采樣效率,保證水樣質(zhì)量,使該過程更簡單、便捷。
監(jiān)測因子多樣化,可拓展因子多,并且所有儀表都為聚光自主研制,采用國標(biāo)方法,數(shù)據(jù)更可靠。
基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),對比手工法半年的監(jiān)測頻次,在線監(jiān)測頻次可根據(jù)實(shí)際需求制定,且可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,實(shí)時采集監(jiān)測數(shù)據(jù),掌握監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)的變化趨勢,有利于地下水的污染防治。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱
南京江北新材料科技園2套地下水水質(zhì)自動監(jiān)測站設(shè)備及系統(tǒng)采購項目
案例簡介
2021年4月,南京江北新材料科技園管理辦公室委托江蘇海外集團(tuán)國際工程咨詢有限公司就該單位的玉帶及長蘆地下水水質(zhì)自動監(jiān)測站項目 “南京江北新材料科技園地下水水質(zhì)自動監(jiān)測站設(shè)備及系統(tǒng)采購項目(0675-206JOC007159)”進(jìn)行了國內(nèi)公開招標(biāo),由南京博約環(huán)境科技有限公司中標(biāo),聚光科技(杭州)股份有限公司負(fù)責(zé)水質(zhì)自動監(jiān)測站的系統(tǒng)設(shè)計,儀表的提供及安裝調(diào)試。
該項目通過地下水在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè),對南京市化工園區(qū)進(jìn)行地下水監(jiān)測,最終實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)的目標(biāo)。項目規(guī)模包括2套固定式水質(zhì)自動監(jiān)測站(長蘆1套,站房占地面積46.5m2;玉帶1套,站房占地面積30.8m2),合同額共81萬元。
達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
符合《水污染物排放總量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GBT 14848-2017)、《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (HJ/T91-2002)、《水質(zhì)河流采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ/T52-1999)等標(biāo)準(zhǔn),通過實(shí)時在線監(jiān)測,最終實(shí)現(xiàn)地下水水質(zhì)達(dá)到Ⅰ類——Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)要求。
業(yè)主單位
南京江北新材料科技園管理辦公室
投運(yùn)時間
2022年5月
工藝流程
該系統(tǒng)包含平臺端、數(shù)據(jù)傳輸端和數(shù)據(jù)端,平臺端由地下水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫平臺組成,數(shù)據(jù)傳輸端包含移動網(wǎng)絡(luò)及其設(shè)備,數(shù)據(jù)端由固定站等組成。首先數(shù)據(jù)端對被監(jiān)測區(qū)域的常規(guī)指標(biāo)及特征指標(biāo)(CODmn、NH3N、總鐵、總錳、硝酸鹽、硫酸鹽、亞硝酸鹽)和五參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸端實(shí)時上傳到平臺端,平臺對其進(jìn)行分析和預(yù)測,給出水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況,水質(zhì)風(fēng)險評估以及水質(zhì)日歷,當(dāng)出現(xiàn)地下水水質(zhì)風(fēng)險的情況能夠生成事件,給出治理建議。
運(yùn)行情況
目前系統(tǒng)正常運(yùn)行,監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)24小時實(shí)時上傳至平臺數(shù)據(jù)庫,有效為污染防治提供科技支撐。項目人員24小時實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù),第一時間發(fā)布管控指令。
設(shè)備現(xiàn)場
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
針對試劑費(fèi)用高,危廢處置成本高,我司提高檢測精度,在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化水樣和試劑的用量,常規(guī)的9參數(shù)水站試劑用量3.3升、廢液量為48升/月(每天6組數(shù)據(jù))為同類產(chǎn)品的1/10——1/5,降低了運(yùn)維費(fèi)用。每年單個站點(diǎn)節(jié)省試劑至少158.4升(3.3*4倍*12月),減少廢液處置2304升(48*4倍*12月)。每年共節(jié)省試劑316.8升/年(158.4*2),減少廢液處置4608升(2304*2),按照江蘇省廢液處置費(fèi)用1萬元/噸,節(jié)省費(fèi)用4.608萬元/年。為響應(yīng)國家節(jié)能降耗政策,降低企事業(yè)單位運(yùn)營成本,我司投入研發(fā)力量,在滿足原有性能、保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)采用低功耗產(chǎn)品、優(yōu)化產(chǎn)品工作時間、減低系統(tǒng)待機(jī)功耗,在原有33 kWh的功耗上降低13 kWh,每年省電4745kWh(13 kWh *365天),共計節(jié)約電量9490 kWh/年(共計2個站點(diǎn))。
三、技術(shù)申報單位聯(lián)系信息
單位名稱:聚光科技(杭州)股份有限公司
單位地址:浙江省杭州市濱江區(qū)阡陌路 459 號
聯(lián)系人:操晚
原標(biāo)題:環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 |基于智能采樣的地下水自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)