一种环保水质监测系统的制作方法

本发明涉及水质监测技术领域，尤其是涉及一种环保水质监测系统。

背景技术：

由于城市的快速发展，工业排放的污水和农业生产排放的污水流入水体后，使水体中的污染物的含量远远超过水体的自身清洁能力，使得水体的化学性质和物理性质产生变化，影响了水的特征，危害了人类的身体健康，破坏了生态环境。

而针对这种被污染的水质，采取有效的检测措施，掌握水质的变化情况，控制水污染的扩大化，为环境保护和把维护生态平衡提供信息和依据，对饮用水的水质进行检测和评定，为人们的身体健康提供帮助。

废水的水质检测是一项系统化、规范化的工作，而影响废水水质检测质量的因素有很多，尤其是我国工厂排污中水质监测存在的水质采样困难、数据实时处理差、水质监测对象复杂多变等问题。

废水水质监测系统主要采用自动检测传感技术、自动控制技术以及其它相关技术为一体的现代化高精度测量仪器，它能够连续、实时的监测废水水质的实时状态，在线监测系统主要结构分为取水单元、水样处理单元、分析监测单元、现场系统控制单元、通信单元、辅助单元以及监测中心管理系统组成，通过传感器以及计算机通信技术实现取水、水样处理以及分析监测。

现有技术中，201210257794.0的发明专利提出了一种用于工业园区的废水监测系统，其将各个企业含有各类污染因子的废水采用不同的废水排放管组进行分类收集、分开处理，其中在废水排放管组的分管和总管中分别设置传感器，通过远程管理平台对于总管的监测结果进行分析，判断是否存在混排，当存在混排时触发分管中的传感器，确定存在混排的具体的分管。通过该发明的技术方案，能够及时发现废水样本中含有混杂的污染因子，从而能够采取相应的处理，起到预防混排的效果。

但是，该发明中需要在各个分管设置能够构监测所有污染因子的传感器，才能够确定具体存在混排的分管，对于传感器的性能和数量要求较高，导致系统的成本较高。为了解决现有技术中该发明的技术问题，提供了一种改进的环保污水监测系统，能够使用较少数量的仅能够单种污染因子的分管传感器，也能够确定存在混排的分管。

技术实现要素：

作为本发明的一个方面，提供了一种环保水质监测系统，包括：多个排放管组，多个传感器以及数据分析预警平台；所述多个排放管组中的每个排放管组中包括：与排放含有相同种类污染因子的废水排放口相连接的多个分管，和一端与各个分管相连接，另一端与集水池相连接的总管；在各个分管管路设置时，将污染因子浓度排放相近的分管划分为同一组别，将同一组别的分管互相临近设置；所述多个传感器包括分组传感器以及总管传感器，同一组别的分管设置一个分组传感器，该分组传感器设置于总管上，并且设置于总管与该组别的最下游分管汇合处的下游；所述总管传感器设置总管与集水池连接管路上；所述数据分析预警平台根据所述总管传感器的检测结果，确定排放管组中是否混杂有预设种类之外的其他污染因子；当确定排放管组中存在其他污染因子时，触发分组传感器，通过分组传感器的检测结果确定具体存在其他污染因子的分管，发出预警信号。

优选的，所述分组传感器为单组分传感器，仅能够检测其所在排放管组对应的预设种类的污染因子；所述总管传感器为多组分传感器，能够检测多种种类的污染因子及含量信息。

优选的，所述分组传感器以及总管传感器位置还设置流量传感器。

优选的，所述分管依据污染因子浓度排放相近分为N组，N＝INT[（ρ_max－ρ_min）/t],其中ρ_max为该排放管组中的污染因子最高的浓度，ρ_min为该排放管组中的污染因子最低浓度，t为分组的步长。

优选的，当确定排放管组中存在其他污染因子时，从排放管组的上游到下游依次触发分组传感器，通过分组传感器的检测结果确定具体存在其他污染因子的分管，根据预警信号。

优选的，对于从上游到下游的第i个分组传感器，依次进行如下操作：（1）开启第i个分组传感器以及对应的流量传感器，测定其位置的流量S_i以及预设种类的污染因子的浓度ρ_i；（2）将ρ_i与第i分组组别的最低浓度进行比较，判断ρ_i是否小于该分组组别的最低浓度；如果将ρ_i小于该分组组别的最低浓度，则确定该分组组别排放异常，进入步骤（4）；如果ρ_i大于该分组组别的最低浓度，判断该分组组别的排放正常，进行步骤（3）；（3）开启第i＋1个分组传感器以及对应的流量传感器，测量第i+1个分组传感器位置的流量S_i＋1以及预设种类的污染因子的浓度ρ_i＋1；确定第i＋1分组组别的污染因子的浓度ρ’_i＋1= （S_i＋1×ρ_i＋1－ΣS_i×ρ_i）/(S_i+1-S_i)；判断ρ’_i＋1是否小于第i＋1分组组别的最低浓度，如果ρ_i小于该分组组别的最低浓度，则确定该分组组别排放异常，进入步骤（4）；如果ρ_i大于该分组组别的最低浓度，判断该分组组别的排放正常，进行对下一组分组组别进行步骤（3）；（4）对于分组组别排放异常的组别进行进一步分析，确定排放异常的具体分管。

优选的，所述步骤（4）中，依次开启分组组别中的单个具体分管，将该组别对应的分组传感器的检测值与该具体分管的常规值进行比较，判断该具体分管是否存在排放异常。

根据本发明的另外一个方面，提供一种环保水质监测方法，包括如下步骤：（1）将各个工厂同一污染因子的污水，设置为同一排放管组，将同一排放管组的污水通过同一总管传送到该污染因子污水的集水池中；（2）各个分管管路设置时，将污染因子浓度排放相近的分管划分为同一组别，将同一组别的分管与总管的接口互相临近设置；（3）将同一组别的分管设置一个分组传感器，该分组传感器设置于总管上，并且设置于总管与该组别的最下游分管汇合处的下游；（4）在总管与集水池连接管路上设置总管传感器；（5）数据分析预警平台实时监控总管传感器的监测结果，根据所述总管传感器的检测结果，确定排放管组中是否混杂有预设种类之外的其他污染因子；（6）当确定排放管组中存在其他污染因子时，触发分组传感器，通过分组传感器的检测结果确定具体存在其他污染因子的分管，发出预警信号。

根据本发明的另外一个方面，提供一种环保水质监测系统，用于实施上述环保水质监测方法。

附图说明

图1是本发明实施例的水质监测系统的分管的分组示意图。

图2是本发明实施例的程序示意图。

图3是本发明实施例的水质监测方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。

本发明实施例的环保水质监测系统，用于监测工业园区内企业排出的废水中是否存在混排。具体实时方式参见图1，多个企业厂区(10,20…)中的各个厂区分别产生不同污染因子的污水（101,102….），各个厂区同一污染因子的污水，通过同一总管传送到该污染因子污水的集水池中，如图中的各个厂区的同一污染因子的污水101，通过各自的分管与总管200相通，将各自的污水101传送到该污染因子污水的集水池300中。

其中，在污水101的各个分管管路设置时，将污染因子浓度排放相近的分管划分为同一组别，将同一组别的分管与总管的接口互相临近设置。例如，在图1中，厂区10，30，40的污水101的污染因子浓度接近，而产区20，50的污水101的污染因子浓度接近，因此，将对应的分管11，31，41划分为同一组，其与总管200的接口12，32，42互相临近设置；而将产区20，50对应的分管21，51划分为同一组，其与总管200的接口22，52互相临近设置。其中，各个厂区的污水101的污染因子排放浓度可以事先在厂区内通过污水取样确定，由于同一工厂的产品工艺基本不变，所以其含有特定污染因子的排放浓度基本保持不变。具体的，对应分组中污染因子浓度接近的划分，可以通过如下方式进行，依据污染因子浓度排放相近分为N组，N＝INT[（ρ_max－ρ_min）/t],其中ρ_max为该排放管组中的污染因子最高的浓度，ρ_min为该排放管组中的污染因子最低浓度，t为分组的步长；第N组中，污染因子浓度的下限为ρ_min＋t(N-1),污染因子浓度的上限为ρ_min＋tN。

对于划分为同一组别的分管设置一个分组传感器，该分组传感器设置于总管上，并且设置于总管与该组别的最下游分管汇合处的下游。例如在图1中，对于分管（11，31，41）组设置分组传感器13，对于分管（22，52）组设置分组传感器23。在总管200与集水池300连接管路上设置总管传感器210。分组传感器13和23为单组分传感器，仅能够检测其所在排放管组对应的预设的污水101对应种类的污染因子；总管传感器210为多组分传感器，能够检测多种种类的污染因子及含量信息。在分组传感器13、23以及总管传感器210的位置还分别设置流量传感器。

数据分析预警平台与分管传感器、总管传感器以及流量传感器数据连通，能够接收各个传感器的检测结果并且控制各个传感器的开关，其能够根据总管传感器210的检测结果，确定排放管组中是否混杂有预设种类之外的其他污染因子；当确定排放管组中存在其他污染因子时，触发分组传感器13、23，通过分组传感器13、23的检测结果确定具体存在其他污染因子的分管，发出预警信号。

本发明基于如下原理，由于同一企业的生产产品以及工艺都是固定的，因此其排放的同一污染因子的污水的污染因子含量基本也都是稳定的，在监测时，将污染因子含量接近的企业的分管进行分组同一监控，当监测到的该污染因子含量与该组的常规污染因子含量相比异常时，即能够判断该组中存在混排的分管。

具体的，参见图2的程序示意图，通过分组传感器确定存在混排的分管的步骤如下：对于从上游到下游的第i个分组传感器，依次进行如下操作：（1）开启第i个分组传感器以及对应的流量传感器，测定其位置的流量S_i以及预设种类的污染因子的浓度ρ_i；（2）将ρ_i与第i分组组别的最低浓度进行比较，判断ρ_i是否小于该分组组别的最低浓度；如果将ρ_i小于该分组组别的最低浓度，则确定该分组组别排放异常，进入步骤（4）；如果ρ_i大于该分组组别的最低浓度，判断该分组组别的排放正常，进行步骤（3）；（3）开启第i＋1个分组传感器以及对应的流量传感器，测量第i+1个分组传感器位置的流量S_i＋1以及预设种类的污染因子的浓度ρ_i＋1；确定第i＋1分组组别的污染因子的浓度ρ’_i＋1= （S_i＋1×ρ_i＋1－ΣS_i×ρ_i）/(S_i+1-S_i)；判断ρ’_i＋1是否小于第i＋1分组组别的最低浓度，如果ρ_i小于该分组组别的最低浓度，则确定该分组组别排放异常，进入步骤（4）；如果ρ_i大于该分组组别的最低浓度，判断该分组组别的排放正常，进行对下一组分组组别进行步骤（3）；（4）对于分组组别排放异常的组别进行进一步分析，确定排放异常的具体分管。具体的，所述步骤（4）中，依次开启分组组别中的单个具体分管，将该组别对应的分组传感器的检测值与该具体分管的常规值进行比较，判断该具体分管是否存在排放异常。

通过本发明上述技术方案的设置，仅需要对于各个组别设置单组分含量的分组传感器，即能够判断出现混排的具体分管，从而能够降低对于传感器的要求，节约系统成本。

本发明实施例的水质监测方法的流程，参见图3，包括如下步骤：（1）将各个工厂同一污染因子的污水，设置为同一排放管组，将同一排放管组的污水通过同一总管传送到该污染因子污水的集水池中；（2）各个分管管路设置时，将污染因子浓度排放相近的分管划分为同一组别，将同一组别的分管与总管的接口互相临近设置；（3）将同一组别的分管设置一个分组传感器，该分组传感器设置于总管上，并且设置于总管与该组别的最下游分管汇合处的下游；（4）在总管与集水池连接管路上设置总管传感器；（5）数据分析预警平台实时监控总管传感器的监测结果，根据所述总管传感器的检测结果，确定排放管组中是否混杂有预设种类之外的其他污染因子；（6）当确定排放管组中存在其他污染因子时，触发分组传感器，通过分组传感器的检测结果确定具体存在其他污染因子的分管，发出预警信号。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述公开内容之后，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，在不脱离本发明原理前提下，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。