供水公司智慧水务用水质仪表

水质仪表

在供水公司的智慧水务体系中,水质仪表起着至关重要的作用，它们是实时监测水质状况的“眼睛”，为保障供水安全、优化水处理工艺提供关键数据支持。

主要水质仪表类型及功能

1. pH 计
   • 功能：测量水体的酸碱度，反映水中氢离子浓度，pH 值对水的腐蚀性、化学反应以及生物生长环境等都有重要影响，在水处理过程中，不同的 pH 条件会影响混凝剂、消毒剂的效果。
   • 工作原理：基于玻璃电极和参比电极之间的电位差与溶液 pH 值的关系来测量，当电极浸入水中时，由于水中氢离子浓度不同，在电极表面产生电位差，通过测量这个电位差并经过换算得到 pH 值。
2. 溶解氧仪
   • 功能：检测水中溶解氧的含量，溶解氧是水生生物生存的必要条件之一，对于水体自净能力也有重要作用，在饮用水源地，充足的溶解氧有助于维持生态系统平衡；在水处理过程中，溶解氧含量影响氧化还原反应进程。
   • 工作原理：通常采用电化学传感器，利用氧分子在电极表面发生还原反应产生电流，该电流大小与溶解氧浓度成正比，根据电流强度来计算水中溶解氧的浓度。
3. 浊度仪
   • 功能：测量水的浑浊程度，反映水中悬浮物和胶体物质的含量，浊度是衡量水质感官性状的重要指标，高浊度水可能会影响消毒效果、增加管道输送阻力并对供水设备造成磨损。
   • 工作原理：常见的有散射光式浊度仪，当光线照射到水中悬浮颗粒时，会发生散射现象，通过检测散射光的强度来确定水的浊度，还有一种透射光式浊度仪，根据光线透过水样后的衰减程度来测量浊度。
4. 余氯检测仪
   • 功能：用于监测水中余氯含量，余氯是保证饮用水消毒效果的关键因素，适量的余氯能持续杀灭水中细菌和干扰，但过量余氯会产生异味并可能对人体健康造成危害。
   • 工作原理：一般采用电化学或比色法，电化学方法是通过电极感应水中余氯的氧化还原反应产生的电流来测定；比色法是基于余氯与特定试剂反应产生颜色变化，通过比较颜色深浅来确定余氯浓度。
5. 电导率仪
   • 功能：测量水的电导率，间接反映水中离子含量，电导率可用于评估水的纯度、监测水处理过程中离子交换等工艺的效果，以及判断水源被墙情况。
   • 工作原理：根据水中离子在电场作用下的导电能力来测量，通过在水样中施加一定电压，测量通过水样的电流，根据欧姆定律计算电导率。

水质仪表的技术参数

水质仪表在智慧水务中的应用场景

1. 水源地监测：在水源地安装多种水质仪表，实时掌握水源水质变化，pH 计、溶解氧仪、浊度仪等可以连续监测水源水的酸碱度、溶解氧和浊度，当出现异常情况时及时预警，以便采取相应措施，如加强水源保护或调整取水策略。
2. 水厂处理环节：在水厂的各个处理单元设置水质仪表，在混凝沉淀阶段，通过浊度仪监测沉淀效果，优化混凝剂投加量；在过滤环节，监测出水浊度确保过滤效果；在消毒环节，余氯检测仪精确控制消毒剂投加，保证消毒效果同时避免余氯超标。
3. 管网水质监测：沿着供水管网分布水质仪表监测点，实时了解管网水中的余氯、浊度等参数，一旦发现余氯衰减过快或浊度升高，可能意味着管网存在泄漏、二次被墙等问题，便于及时排查和处理，保障终端用户用水质量。
4. 二次供水设施：在二次供水泵房和水箱内安装水质仪表，对二次供水的水质进行监控，防止在二次供水过程中受到被墙，确保居民用水安全。

水质仪表的维护与管理

1. 定期校准：按照仪器说明书要求，定期对水质仪表进行校准，pH 计需要使用标准缓冲液进行校准，以确保测量的准确性，一般建议每周或每月进行一次校准，具体频率根据仪器使用环境和精度要求确定。
2. 清洁保养：保持水质仪表的清洁，定期清理电极表面、传感器窗口等部位，对于安装在户外或水质较差环境中的仪表，更要加强清洁频率，防止污垢、藻类等附着影响测量。
3. 故障维修：建立完善的故障报修和维修机制，当水质仪表出现故障时，及时记录故障现象，通知专业维修人员进行维修，对于一些常见故障，如电极损坏、传感器失灵等，应储备相应的备件，以便快速更换修复。
4. 数据管理：对水质仪表采集的数据进行有效管理，建立数据库，通过数据分析，可以发现水质变化趋势、判断设备运行状况，为智慧水务决策提供科学依据，要确保数据的安全性和完整性，防止数据丢失或被改动。

问题与解答

1. 问题：如何选择适合供水公司的水质仪表？
   • 解答：首先要明确监测目的和需求，如果是水源地监测，需要选择精度高、稳定性好且能适应户外环境的仪表，如具有防水、防尘、抗腐蚀功能的 pH 计、溶解氧仪等，对于水厂处理环节，根据不同处理工艺选择相应的仪表，如在消毒环节选择高精度的余氯检测仪，还要考虑测量范围要覆盖可能出现的水质参数变化范围，精度要满足供水水质标准要求，同时要兼顾成本和维护便利性。
2. 问题：水质仪表的数据如何传输到智慧水务平台？
   • 解答：一般采用有线或无线通信方式，有线通信如 RS485、以太网等，通过铺设电缆将仪表与数据采集终端连接，再传输到智慧水务平台，无线通信方式包括 GPRS、NB-IoT、LoRa 等，适用于不方便布线的场景，仪表将采集到的数据通过无线模块发送到附近的基站或网关，然后由网关将数据转发到智慧水务平台，在数据传输过程中，要注意数据的加密和完整性校验，确保数据安全可靠地