CN209707364U - 一种水质安全监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水质安全监测装置，包括：数据采集装置和服务器，所述数据采集装置和服务器之间通信连接；所述数据采集装置包括污水处理设备运行数据采集装置和出水口水质数据采集装置；其中，所述污水处理设备运行数据采集装置包括分别设于调节池、好氧池、厌氧池上的压力传感器和液位传感器，和分别设于风机、提升泵、回流泵上的电流传感器；所述出水口水质数据采集装置，包括布设于污水处理设备出口管路的光谱化学需氧量传感器、氨氮传感器、电导率传感器、浊度传感器、叶绿素传感器、余氯传感器、盐度传感器、ph值传感器和/或溶解氧传感器；所述光谱化学需氧量传感器上配置有测试窗口，所述测试窗口外侧安装有清洁装置。

Description

一种水质安全监测装置

技术领域

本公开属于智慧城市的技术领域，涉及一种水质安全监测装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，我国的水环境质量差，COD排放总量约为2294.6万吨，氨氮排放总量约为238.6万吨，远远超出环境的容量，此外在我国的九个重要海湾中，三分之二的水质为差或者极差。因此，在智慧城市、智慧小镇的建设中，水质安全监测是必不可少的安全监测项目；水质安全监测包含监测河道、江河湖泊等地点的水质安全。

尤其是医疗污水主要是从医院的诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X片照相室和手术室等排放的污水，其污水来源及成分十分复杂。医院污水中含有大量的病原细菌、病毒和化学药剂，具有空间污染、急性传染和潜伏性传染的特征。与工业废水相比，医疗废水对环境的影响更大，危害也更大。医院在运行过程中，不可避免地产生了具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废水，这些废水的来源决定了其成分复杂性，涉及多种生物性、化学性或放射性污染。医疗废水中除含有大量的细菌、病毒、虫卵等致病原体外，还含有化学药剂和放射性同位素，具有对空间污染、急性传染和潜伏性传染的几大特征。

如果含有病原微生物的医疗污水，不经过消毒、灭活等无害化处理，而直接排入城市下水道，往往会造成水、土壤的污染，严重的会引发各种疾病，或导致介水传染病的暴发流行。医疗污水曾经多次引起公众关注，医疗污水的排放对水资源造成的危害巨大，已经成为危害群众健康的一个“源头”。因此，医疗污水处理是各级医院建设中不可或缺的一部分，经过对医院医疗污水的处理后进行再利用，不仅有效的改善了生态环境，而且还有效的提高了资源的利用效率。

然而，现有技术中对水质监测仅单纯监测出水口水质，缺乏对整个污水处理***的安全监测，无法做到全方位的水质安全监测。

同时，污水处理***的安全运行需要电气安全的支持，因而还需关注维持污水处理***运行的电气安全。现有电气安全保护均是在事故发生时通过断路等方式避免事故进一步恶化，然而，断路停电依旧对智慧城市存在很大影响。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本公开的一个或多个实施例提供了一种水质安全监测装置，以污水处理***运行状态和相关电气设备运行状态作为监管对象，获取污水处理设备运行数据、出口污水水质数据、周边环境安全因素数据和污水处理***设备当前图像数据，实现污水处理***的立体监控，保证智慧城市水质安全。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种水质安全监测装置。

一种水质安全监测装置，包括：数据采集装置和服务器，所述数据采集装置和服务器之间通信连接；

所述数据采集装置包括污水处理设备运行数据采集装置和出水口水质数据采集装置；其中，所述污水处理设备运行数据采集装置包括分别设于调节池、好氧池、厌氧池上的压力传感器和液位传感器，和分别设于风机、提升泵、回流泵上的电流传感器；所述出水口水质数据采集装置，包括布设于污水处理设备出口管路的光谱化学需氧量传感器、氨氮传感器、电导率传感器、浊度传感器、叶绿素传感器、余氯传感器、盐度传感器、ph值传感器和/或溶解氧传感器；所述光谱化学需氧量传感器上配置有测试窗口，所述测试窗口外侧安装有清洁装置。

进一步地，所述数据采集装置还包括设于污水处理设备周边环境的温度传感器、湿度传感器和气体传感器；以及设于污水处理设备周边的全视角摄像机。

进一步地，所述气体传感器，设于污水处理设备外周围环境多个位置。

进一步地，所述监测装置还包括供电设备数据采集装置，包括：设于被监测回路线缆外部的电流互感器、电压互感器和剩余电流互感器；设于电气设备主线缆和电气设备连接触头处的温度传感器和湿度传感器；设于电气设备周边的温度传感器、湿度传感器和水浸传感器。

进一步地，所述水浸传感器，设于电气设备周围环境的地面或管道接头的底部。

进一步地，所述供电设备数据采集装置还包括全视角摄像机。

进一步地，所述全视角摄像机，设于电气设备所在房间内，以及电缆沟、楼层强电井内。

进一步地，所述清洁装置包括清洁刷，所述清洁刷与驱动机构相连，所述驱动机构与控制器相连；所述光谱化学需氧量传感器的外侧设置有防护罩，所述清洁装置设置于防护罩内侧，所述防护罩外侧还加有过滤层。

进一步地，所述***还包括用户终端，与服务器和/或区域数据监测终端通信连接。

进一步地，所述数据采集装置通过网关将数据上传至服务器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种水质安全监测装置，以污水处理***运行状态和相关电气设备运行状态作为监管对象，通过布置数据采集装置采集设备运行数据和周边环境安全因素数据，应用网关将数据上传至服务器进行数据处理，有效实现了水质安全监控，通过增加污水处理设备周边环境安全因素监测，以及结合全视角摄像头获取的污水处理当前图像数据，弥补了单纯监测污水水质设备运行数据时出现的故障监测不及时，甚至无法监测到故障的问题。

本实用新型的一种水质安全监测装置，在光谱化学需氧量传感器的测试窗口增加了清洁装置，当窗口的光学透镜片附着有机生物，影响检测的准确度时，清洁装置会自动对镜片进行实时清洁，保证了光学透镜片的洁净度，从而保证了测量的精度，并且延长维保周期至1月一次即可，≥1.5年对清洁刷进行检查维护一次。为了避免清洁装置会可能被废水中的杂质或者风吹到水中的异物缠绕卡住问题的出现，本申请在光谱化学需氧量传感器的外侧设置有防护罩，清洁装置设置于防护罩内侧，防护罩外侧还加有过滤层，这样来提高光谱化学需氧量传感器监测数据的准确性，进而提高废水处理后的水质安全性。在光谱化学需氧量传感器的外侧设置有防护罩，清洁装置设置于防护罩内侧，防护罩外侧还加有过滤层，提高了光谱化学需氧量传感器的耐腐蚀和耐磨性，提高了光谱化学需氧量传感器的使用寿命，使得使用年限达3年。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型实施例中水质安全监测装置的整体结构框架图；

图2是本实用新型实施例中水质安全监测装置的详细结构框架图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型的一个或多个实施例提供了一种水质安全监测装置，以污水处理***运行状态和相关电气设备运行状态作为监管对象，获取污水处理设备运行数据、出口污水水质数据、周边环境安全因素数据和污水处理***设备当前图像数据，实现污水处理***的立体监控，保水质安全。

如图1-2所示，本实用新型的一种水质安全监测装置，包括：数据采集装置，服务器和用户终端。

其中，数据采集装置将采集的污水处理设备运行数据、出口污水水质数据、周边环境安全因素数据和污水处理***设备当前图像数据通过网关传输至所述服务器；服务器根据各监测数据的设定阈值判断数据是否异常，发生数据异常时，向用户终端发送报警信息。

所述数据采集装置包括：污水处理设备运行数据采集装置和出水口水质数据采集装置；设于周边环境的温度传感器、湿度传感器和气体传感器；以及设于污水处理周边环境，能够拍摄污水处理和周边环境的全视角摄像机。用以监控污水处理的运行状态，以及是否有人或异物干扰到设备运行。

其中，所述污水处理设备运行数据采集装置包括分别设于调节池、好氧池、厌氧池上的压力传感器和液位传感器，和分别设于风机、提升泵、回流泵上的电流传感器；其中，压力传感器可采用MPT220压力变送器，液位传感器可采用QGW183液位传感器，电流传感器可采用lem电流传感器。

所述出水口水质数据采集装置，包括布设于污水处理设备出口管路的光谱化学需氧量传感器、氨氮传感器、电导率传感器、浊度传感器、叶绿素传感器、余氯传感器、盐度传感器、ph值传感器和/或溶解氧传感器；其中，光谱化学需氧量传感器可采用Q系列的光谱化学需氧量传感器，氨氮传感器可采用W04-NHN-G5氨氮传感器，ph值传感器可采用PH-BTA型号的ph值传感器，溶解氧传感器可采用FDO-99溶解氧传感器。

所述光谱化学需氧量传感器上配置有测试窗口，所述测试窗口外侧安装有清洁装置。

在具体实施中，所述清洁装置包括清洁刷，所述清洁刷与驱动机构相连，所述驱动机构与控制器相连。

其中，驱动机构可采用驱动电机来实现，控制器可采用51系列单片机或其他型号的单片机来实现。

需要说明的是，清洁装置除了上述结构之外，还可以采用其他结构形式。

例如：清洁装置还可采用以下形式来实现：清洁装置包括刮板，刮板与驱动机构相连，驱动机构与控制器相连，控制器来控制驱动机构运动，进而带动刮板对测试窗口进行清洁。

在具体实施中，所述光谱化学需氧量传感器的外侧设置有防护罩，所述清洁装置设置于防护罩内侧，所述防护罩外侧还加有过滤层。

具体地，防护罩采用防腐蚀性PVC材质，过滤层可采用20目的玻纤网。

需要说明的是，防护罩除了上述实现方式之外，还可采用其他抗腐蚀材质来实现。

过滤层也可采用与废水过滤要求相匹配的过滤网来实现。

其中，所述气体传感器，设于污水处理设备外周围环境多个位置，可均匀设置，或根据人员经验设置于若干位置，用于监测气体的泄露。主要是监测沼气浓度及其他有毒气体浓度。其中，气体传感器可采用MQ系列气体传感器。全视角摄像头，设于污水处理设备的房间内，用于当数据发生异常时对设备当前状态进行拍照。

供电设备数据采集装置，包括设于被监测回路线缆外部的电流互感器、电压互感器和剩余电流互感器；设于电气设备主线缆和主要电气设备连接触头处的温度传感器和湿度传感器；设于电气设备周边环境的温度传感器、湿度传感器和水浸传感器。其中，温度传感器和湿度传感器，设于电气设备外周围环境多个位置，可均匀设置，或根据人员经验设置于若干位置，用于监测设备所在环境温湿度是否异常，若周围存在火种或走水，能够及时发现；水浸传感器，设于电气设备周围环境的地面或管道接头的底部，用来监测电气设备是否有渗水。其中，温度传感器可采用PT100，湿度传感器可采用HIH-3602，水浸传感器可采用EG-SJP12，需要说明的是，本领域技术人员可根据使用环境和/或检测范围选择传感器的具体型号。

所述供电设备数据采集装置还包括全视角摄像机，设于电气设备的房间内，用于拍摄房间内电气设备和周围环境的图像信息；以及电缆沟、楼层强电井等无光的特殊位置，在电缆沟、楼层强电井等内部设置带闪光的全视角摄像头，这些位置巡检过程中容易漏掉，通过安装全视角摄像机，若电缆沟内线缆破损，能够及时发现。

所述数据采集装置与服务器之间可以采用任意现有方式进行通信，例如GSM、WiFi、NB-IoT等。

服务器和用户终端之间可以采用任意现有方式进行通信，例如GSM、WiFi等。

服务器向用户终端发送消息的方式可以是短信、电话等任意现有方式。

上述涉及的用户终端包括但不限于电脑、手机、平板等。

由污水处理设备内部仅能监测主要的气体液位、压力、流量等参数，这些参数仅能够反映污水处理设备内部氧气含量，判断氧气是否泄漏的故障，但是无法监测污水处理设备本身故障，无法反应外部隐患，例如，外部空调损坏导致的气温上升、积水导致的湿度变化、火灾等外部隐患。因此本实用新型还在污水处理设备周边环境中多个位置设置传感器采集外部环境数据(环境温度、环境湿度和氧气浓度)，综合污水处理设备实时运行数据和污水处理设备周边环境安全因素数据实时监测污水处理设备的运行状态，实现故障提前预警。

电气安全是水质安全的基础，因而还需关注维持水质安全运行的电气安全。因此本实用新型还包括供电设备数据采集装置，综合电气设备实时运行数据和电气设备周边环境安全因素数据实时监测电气设备的运行状态，实现故障提前预警。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种水质安全监测装置，以污水处理***运行状态和相关电气设备运行状态作为监管对象，通过布置数据采集装置采集设备运行数据和周边环境安全因素数据，应用网关将数据上传至服务器进行数据处理，有效实现了水质安全监控，通过增加污水处理设备周边环境安全因素监测，以及结合全视角摄像头获取的污水处理当前图像数据，弥补了单纯监测污水水质设备运行数据时出现的故障监测不及时，甚至无法监测到故障的问题。

本实用新型的一种水质安全监测装置，在光谱化学需氧量传感器的测试窗口增加了清洁装置，当窗口的光学透镜片附着有机生物，影响检测的准确度时，清洁装置会自动对镜片进行实时清洁，保证了光学透镜片的洁净度，从而保证了测量的精度，并且延长维保周期至1月一次即可，≥1.5年对清洁刷进行检查维护一次。为了避免清洁装置会可能被废水中的杂质或者风吹到水中的异物缠绕卡住问题的出现，本申请在光谱化学需氧量传感器的外侧设置有防护罩，清洁装置设置于防护罩内侧，防护罩外侧还加有过滤层，这样来提高光谱化学需氧量传感器监测数据的准确性，进而提高废水处理后的水质安全性。在光谱化学需氧量传感器的外侧设置有防护罩，清洁装置设置于防护罩内侧，防护罩外侧还加有过滤层，提高了光谱化学需氧量传感器的耐腐蚀和耐磨性，提高了光谱化学需氧量传感器的使用寿命，使得使用年限达3年。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种水质安全监测装置，其特征在于，包括：数据采集装置和服务器，所述数据采集装置和服务器之间通信连接；

所述数据采集装置包括污水处理设备运行数据采集装置和出水口水质数据采集装置；其中，所述污水处理设备运行数据采集装置包括分别设于调节池、好氧池、厌氧池上的压力传感器和液位传感器，和分别设于风机、提升泵、回流泵上的电流传感器；所述出水口水质数据采集装置，包括布设于污水处理设备出口管路的光谱化学需氧量传感器、氨氮传感器、电导率传感器、浊度传感器、叶绿素传感器、余氯传感器、盐度传感器、ph值传感器和/或溶解氧传感器；所述光谱化学需氧量传感器上配置有测试窗口，所述测试窗口外侧安装有清洁装置。

2.如权利要求1所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括设于污水处理设备周边环境的温度传感器、湿度传感器和气体传感器；以及设于污水处理设备周边的全视角摄像机。

3.如权利要求2所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述气体传感器，设于污水处理设备外周围环境多个位置。

4.如权利要求1所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括供电设备数据采集装置，包括：设于被监测回路线缆外部的电流互感器、电压互感器和剩余电流互感器；设于电气设备主线缆和电气设备连接触头处的温度传感器和湿度传感器；设于电气设备周边的温度传感器、湿度传感器和水浸传感器。

5.如权利要求4所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述水浸传感器，设于电气设备周围环境的地面或管道接头的底部。

6.如权利要求4所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述供电设备数据采集装置还包括全视角摄像机。

7.如权利要求6所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述全视角摄像机，设于电气设备所在房间内，以及电缆沟、楼层强电井内。

8.如权利要求1所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述清洁装置包括清洁刷，所述清洁刷与驱动机构相连，所述驱动机构与控制器相连；所述光谱化学需氧量传感器的外侧设置有防护罩，所述清洁装置设置于防护罩内侧，所述防护罩外侧还加有过滤层。

9.如权利要求1所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括用户终端，与服务器和/或区域数据监测终端通信连接。

10.如权利要求1所述的一种水质安全监测装置，其特征在于，所述数据采集装置通过网关将数据上传至服务器。