Estação de monitoramento automático da qualidade da água Projeto da plataforma de captação de água: Solução de sistema de monitoramento contínuo de águas superficiais

NiuBoL Estação de monitoramento automático de qualidade da água Projeto de plataforma de captação de água: soluções de engenharia para sistemas de monitoramento contínuo de águas superficiais

Em projetos de monitoramento ambiental de águas superficiais, como rios e lagos, o principal desafio enfrentado por integradores de sistemas e empreiteiros de projetos é como obter coleta de amostras de água altamente representativa e ininterrupta 24 horas por dia, e garantir que as amostras de água pré-tratadas atendam aos requisitos rigorosos dos analisadores multiparâmetros. Como infraestrutura principal da unidade de amostragem, a plataforma de captação de água da estação de monitoramento automático da qualidade da água afeta diretamente a estabilidade e a precisão dos dados de todo o sistema de monitoramento.

Com base na prática de engenharia, a NiuBoL lançou soluções de design de plataforma de captação de água adequadas para estações de água fixas, simples e flutuantes, suportando amostragem de bomba submersível ou bomba autoescorvante, configuração de redundância de caminho duplo e processo de pré-tratamento confiável, fornecendo garantia estável de fornecimento de amostra de água para projetos de monitoramento ambiental.

Composição do sistema da estação de monitoramento automático da qualidade da água e o papel da plataforma de captação de água

O sistema de monitoramento automático da qualidade da água consiste em unidade de amostragem, unidade de pré-tratamento, unidade de análise, unidade de controle, unidade de aquisição de dados e unidade de processamento de dados. Entre eles, a unidade de amostragem retira água da superfície do rio ou profundidade especificada através de uma bomba de captação de água e a transporta para a unidade de pré-tratamento para sedimentação, filtração e outros tratamentos, depois entra no copo de amostra para utilização pelos instrumentos de análise. A plataforma de entrada de água é o suporte principal da unidade de amostragem e deve atender aos requisitos de engenharia, como baixo impacto no fluxo de água, profundidade estável de entrada de água, manutenção conveniente do equipamento e resistência ao impacto.

O processo típico é: a bomba de entrada de água extrai água bruta → sedimentação do tanque de sedimentação → filtração → copo de amostra → instrumentos de análise (cinco parâmetros convencionais, COD, nitrogênio amoniacal, fósforo total, nitrogênio total, etc.) → módulo de aquisição de dados → PLC /computador industrial (software de configuração) → transmissão de dados para a estação central. A confiabilidade da plataforma de captação de água determina diretamente se o sistema pode operar continuamente e evita dados de monitoramento perdidos ou desviados devido a falhas na captação de água. O projeto da plataforma de captação de água

NiuBoL considera totalmente os requisitos das especificações técnicas relevantes, como HJ 915, e é adequado para monitoramento em fronteiras provinciais, junções regionais e seções principais para garantir forte representatividade de dados e transmissão oportuna.

Principais fatores de engenharia para seleção do local de estações de monitoramento automático

A seleção do local é a base da construção da estação de monitoramento automático da qualidade da água e afeta diretamente a qualidade dos dados e os custos de operação e manutenção. A seleção do local de engenharia precisa avaliar de forma abrangente os seguintes fatores:

• Localização geográfica e representatividade: Priorizar seções retas do rio em limites provinciais ou regionais onde a qualidade da água é distribuída uniformemente, sem afluentes óbvios ou saídas de esgoto. O ponto de entrada de água deve refletir o impacto da água a montante na área a jusante. A profundidade da água geralmente não é inferior a 1m e a velocidade máxima do fluxo deve ser inferior a 3m/s.

• Condições do fluxo de água: Considere a profundidade da água, a velocidade do fluxo e os riscos sazonais de interrupção do fluxo. Durante a estação seca, garantir que a tomada de água não fique exposta; durante a época das cheias, cumpram as normas de controlo de cheias.

• Navegação e interferência externa: Evite os principais canais de navegação ou instale recursos anticolisão para evitar colisões de navios. O projeto da plataforma de captação de água deve reduzir a força de impacto do fluxo de água.

• Conveniência de trânsito e manutenção: A estação deverá ter condições de acesso de veículos que facilitem o transporte de instrumentos, substituição de reagentes e manutenção regular.

• Condições de comunicação e fornecimento de energia/água: Suporta satélite, 4G / 5G ou transmissão com fio para garantir o upload contínuo de dados para a estação central. Ao mesmo tempo, avaliar a capacidade de abastecimento de energia municipal e de água canalizada, ou adotar soluções de energia de reserva e fontes de água limpa.

• Viabilidade das condições materiais: A distância entre a estação e o ponto de entrada de água é geralmente controlada dentro de 300 m (não excedendo 350 m durante a estação seca) para encurtar o comprimento da tubulação e reduzir os riscos de bloqueio.

A estação central pode ser localizada em uma posição com transporte e comunicação convenientes dentro do alcance de monitoramento, enquanto a seleção do local da subestação precisa equilibrar o alcance de monitoramento, a distribuição da poluição e as condições da infraestrutura. A solução NiuBoL recomenda o uso de mapas de sistemas de água GIS e dados hidrológicos históricos para comparação de vários esquemas para garantir a estabilidade operacional a longo prazo.

Pontos-chave do design da unidade de amostragem

A unidade de amostragem fornece amostras de água bruta para o sistema, e seu desempenho determina diretamente o precisão da análise subsequente. Os métodos comuns de entrada de água incluem bombas submersíveis e bombas autoescorvantes.

• Amostragem de bomba submersível: O corpo da bomba está submerso em água e a profundidade de entrada de água é fácil de controlar. É adequado para rios com grandes variações de nível de água. NiuBoL recomenda a configuração de bomba dupla e tubo duplo (uma para operação, uma para backup) para obter comutação automática e garantir monitoramento ininterrupto.

• Amostragem de bomba autoescorvante: A bomba é instalada dentro da estação, com uma altura de sucção geralmente não superior a 8m. É adequado para cenários com pequena diferença de altura entre a estação e a superfície da água e é mais conveniente para manutenção.

Na engenharia, o tipo de bomba deve ser selecionado de acordo com a altura manométrica no local (ponto de entrada de água até a distância da estação + diferença de altura), e a válvula da tubulação deve ser usada para ajustar o fluxo para corresponder à demanda de água do instrumento de análise. A captação de água deverá ser feita na margem convexa do rio (margem de lavagem), evitando zonas de águas mortas, zonas de refluxo e várzeas.

Requisitos técnicos da unidade de pré-tratamento

A unidade de pré-tratamento realiza sedimentação, filtração, esterilização e outros tratamentos em água bruta para garantir que a limpeza da amostra de água atenda aos requisitos dos instrumentos de análise. Água para instrumentos de cinco parâmetros (como temperatura da água, pH, oxigênio dissolvido, turbidez, condutividade) pode ser simplificada, enquanto instrumentos como COD, nitrogênio amoniacal e fósforo total requerem sedimentação e filtração rigorosas.

Processo típico:

• A água bruta entra no tanque de sedimentação e assenta por cerca de 30 minutos;

• Após a filtração, é transportado para o copo de amostra;

• Algumas soluções usam válvulas de comutação acionadas por cilindro para obter comutação automática entre o tanque de sedimentação e o copo de amostra (a parte superior permite ar, mas não água, a parte inferior permite água, mas não ar).

A chave para o pré-tratamento é evitar o bloqueio da tubulação e a fixação biológica. A solução NiuBoL suporta função de limpeza automática, combinada com monitoramento de fluxo e autoverificação de status para reduzir a frequência de manutenção.

NiuBoL Plataforma de entrada de água Solução de projeto detalhado

A plataforma de entrada de água NiuBoL é otimizada para estações de monitoramento automático de águas superficiais. Utiliza materiais leves e de alta resistência, levando em consideração flutuabilidade, estabilidade e facilidade de manutenção.

Material e tamanho:O corpo principal da plataforma é feito de plástico de engenharia, com dimensões de 2,5m × 2,5m. Além de atender à instalação de equipamentos próprios, pode suportar adicionalmente peso mínimo de 50kg para garantir a segurança estrutural na instalação de instrumentos de análise ou equipamentos auxiliares.

Design de formato:Formato quadrado, volume compacto, que pode efetivamente reduzir a força de impacto do fluxo de água. A parte superior da plataforma é uma estrutura leve e flutuante para garantir que toda a plataforma flutue na superfície da água e se adapte às mudanças sazonais do nível da água.

Estrutura e configuração do equipamento:

• As telas de filtro de aço inoxidável são instaladas em ambos os lados, projetadas como removíveis para fácil limpeza regular de bombas submersíveis e grades para evitar detritos flutuantes e sedimentos de bloqueio.

• A profundidade de entrada de água é controlada a 0,5~1 metro abaixo da superfície da água para garantir a representatividade da amostragem, evitando detritos flutuantes na superfície e sedimentos de fundo.

• Uma bomba submersível é colocada em cada uma das telas de filtro de lado duplo para formar um sistema de redundância de tubo duplo de bomba dupla. Quando um caminho está em execução, o outro fica em espera; a comutação automática ocorre em caso de falha para garantir a continuidade do sistema.

• O design de posição relativa da plataforma garante pontos de entrada de água estáveis ​​e evita inclinações causadas por força unilateral.

Seleção da bomba submersível e projeto da tubulação:A seleção do cabeçote é determinada com base na distância horizontal e na diferença de altura vertical do ponto de entrada de água até a estação. O ponto de trabalho pode ser otimizado ajustando a abertura da válvula da tubulação no local. Recomenda-se equipar grades grossas para evitar a entrada de objetos estranhos e combinar com sensores de pressão para obter proteção contra funcionamento a seco e alarmes de bloqueio.

Esta plataforma é adequada para plataformas fixas em terra, fixas em água e estações de água do tipo bóia, atende aos requisitos técnicos relevantes de construção de infraestrutura e suporta integração perfeita com unidades de controle PLC.

Integração do sistema e considerações sobre a unidade de controle

A plataforma de captação de água está interligada à unidade de pré-tratamento através da bomba de amostragem, e todo o processo é controlado automaticamente pelo PLC, incluindo captação de água cronometrada, tempo de sedimentação, comutação de filtração, limpeza automática e comutação de falhas. O módulo de aquisição de dados converte os resultados da análise via A/D e os carrega para o computador industrial (normalmente processado por software de configuração) e, finalmente, os envia para o centro de monitoramento ambiental através de métodos com ou sem fio. A solução

NiuBoL suporta autoverificação de status, bloqueio de dados (durante a limpeza), calibração automática e funções de alarme (como vazamento, bloqueio, esgotamento de reagente, falha de energia). O projeto de recuperação automática após a restauração da energia melhora ainda mais a confiabilidade do sistema.

Guia de seleção e precauções de integração

Pontos-chave de seleção:

• Selecione o tipo de plataforma (flutuante ou fixa) de acordo ao tipo de corpo d’água (rio/lago), variação do nível da água e velocidade do fluxo.

• A cabeça da bomba submersível deve ter margem; a configuração de bomba dupla é preferida para melhorar a redundância.

• A complexidade do pré-tratamento é determinada pelos parâmetros de monitoramento: cinco parâmetros convencionais podem ser simplificados, enquanto os sais nutrientes e os parâmetros de matéria orgânica requerem sedimentação e filtração aprimoradas.

• A capacidade de carga da plataforma e a resistência às ondas de vento devem corresponder às condições hidrológicas locais.

Precauções de integração:

• A colocação da tubulação de entrada de água deve usar valas ou proteção tubos, com comprimento controlado dentro da faixa de especificação para reduzir perda de carga e riscos de bloqueio.

• A posição de instalação da plataforma deve atender aos requisitos de controle de enchentes e instalar recursos de alerta e anticolisão.

• Os sistemas elétricos e de comunicação devem estar bem aterrados e protegidos contra raios; a fonte de alimentação deve usar energia estável com a configuração do UPS.

• A manutenção regular inclui limpeza da tela do filtro, inspeção do corpo da bomba e lavagem da tubulação. Recomenda-se combinar com monitoramento remoto para manutenção preditiva.

• O protocolo de transmissão de dados é recomendado para suportar interfaces padrão para facilitar o acesso às redes de monitoramento ambiental existentes.

Seguir esses pontos pode encurtar significativamente o ciclo de depuração e reduzir os custos de operação e manutenção de longo prazo.

Q1. Qual é a principal função da plataforma de captação de água da estação de monitoramento automático da qualidade da água?
A plataforma de entrada de água fornece um suporte estável para a unidade de amostragem, garantindo profundidade consistente de entrada de água e forte representatividade da amostra de água, além de reduzir riscos de bloqueio e interrupção por meio de telas de filtro e design de bomba dupla.

Q2. Como determinar o tamanho e os requisitos de carga da plataforma de captação de água?
O tamanho típico é 2,5m × 2,5m, que precisa suportar adicionalmente pelo menos 50kg de peso, além de seu próprio equipamento. A seleção real deve calcular a flutuabilidade e a estabilidade com base no peso dos instrumentos a serem instalados e nas condições hidrológicas locais.

Q3. Por que é recomendada a configuração de bomba dupla e tubo duplo?
O design de redundância de caminho duplo realiza um para operação e outro para backup. Quando um caminho falha, ele muda automaticamente para garantir monitoramento contínuo 24 horas por dia, atendendo aos requisitos de supervisão de proteção ambiental para integridade de dados.

Q4. Quanto tempo geralmente é controlado o tempo de sedimentação na unidade de pré-tratamento?
Depois que a água bruta entra no tanque de sedimentação, ela geralmente assenta por cerca de 30 minutos antes da filtração. O tempo específico pode ser otimizado através de testes de acordo com o conteúdo de sólidos suspensos no local.

Q5. Como é controlada a profundidade da captação de água para garantir a representatividade dos dados?
Recomenda-se que a tomada de água esteja localizada 0,5~1 metro abaixo da superfície da água, evitando áreas extremas de superfície e fundo. Sob condições dinâmicas de nível de água, a plataforma flutuante pode se adaptar automaticamente.

Q6. Por que as condições de comunicação são importantes durante a seleção do local?
Os dados de monitoramento automático precisam ser carregados na estação central em tempo real ou em intervalos regulares. Boas condições de comunicação (satélite, 4G / 5G ou com fio) são pré-requisitos para garantir a transmissão contínua de dados e o monitoramento remoto.

Q7. Para quais tipos de estações de monitoramento a plataforma de captação de água NiuBoL é adequada?
É adequado para estação fixa, tipo simples, tipo pequeno e plataforma fixa em água, e suporta projetos de monitoramento automático com cinco parâmetros convencionais e parâmetros estendidos, como COD, nitrogênio amoniacal e fósforo total.

Resumo

NiuBoL toma a confiabilidade da engenharia como o núcleo, integra tecnologias-chave de unidade de amostragem, unidade de pré-tratamento e sistema de controle, e fornece garantia de amostra de água estável para monitoramento on-line contínuo de águas superficiais. Através da seleção científica do local, configuração de redundância de bomba dupla, processo de pré-tratamento otimizado e interfaces de integração padronizadas, esta solução ajuda integradores de sistemas e empresas de engenharia a construir com eficiência sistemas de monitoramento 24 horas por dia que atendam aos requisitos regulatórios, realizando o domínio dinâmico da qualidade da água da seção do rio e gerenciamento centralizado de dados.

No contexto do fortalecimento contínuo da supervisão da proteção ambiental, uma plataforma confiável de captação de água e um sistema de amostragem tornaram-se a chave para o sucesso dos projetos de monitoramento automático da qualidade da água. A solução NiuBoL concentra-se na operação estável de longo prazo e na conveniência de manutenção, e pode fornecer ajustes personalizados de acordo com as condições hidrológicas específicas do projeto.

Folha de dados do sensor de qualidade da água

NBL-WQ-CL Sensor de qualidade da água Sensor de cloro residual on-line.pdf

NBL-WQ-DO Sensor de oxigênio dissolvido de fluorescência on-line.pdf

NBL-WQ-NHN Sensor de qualidade da água de nitrogênio amoniacal.pdf

NBL-WQ-COD Sensor on-line de qualidade da água COD.pdf

NBL-WQ-pH Online pH Sensor de qualidade da água.pdf

NBL-WQ-EC sensor de condutividade de qualidade da água.pdf

NBL-WQ-BOD-4A Sensor BOD on-line.pdf