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给水管网水质在线智能分析方法和装置

文献发布时间:2023-06-19 16:09:34



技术领域

本公开涉及水质分析技术领域,具体涉及一种给水管网水质在线智能分析方法和装置。

背景技术

在日常生活中,需要对饮用水的质量进行监测,从而确保饮用水在使用的时候是安全的。当给水管网水源切换区域发生水体污染时,一般是通过在给水管网末端进行人工采集水样和管垢,经过实验室化验分析之后,评估给水管网的水质稳定性和污染风险。

在实现本公开的,至少发现以下问题:人工采样再进行分析评估过程费时费力,并且评估结果具有不确定性。例如,人工采样一般具有滞后性,采集的水样通常不能代表水质恶化时的水质;采集的管垢数量有限,其稳定性评估结果的代表性较差;挖管操作在实际工作中快速实现的难度较大,并且管道更换过程可能会导致给水管网的再次破坏,导致水质进一步恶化。

发明内容

有鉴于此,本公开提出了一种给水管网水质在线智能分析方法和装置。

本公开的一方面提出了一种给水管网水质在线智能分析方法,包括:

利用远程通讯单元接收由设置在第一监测点的远传流量计定时发送的流量数据;

利用电气控制单元通过识别流量数据,在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据,浊度监测数据是利用水质分析单元通过散光法检测待检测水样得到的,消毒剂检测数据是利用水质分析单元通过可见分光广度法检测待检测水样得到的,待检测水样是由采集单元按照电气控制单元设定的第一采集频率在第一监测点采集的;

利用电气控制单元根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率;

在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示单元展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息。

根据本公开的实施例,其中,在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示屏展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息,包括:

在管段颗粒物释放速率大于第一预设阈值且消毒剂衰减速率小于第二预设阈值的情况下,通过显示屏展示第一预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送第一预警信息,其中,第一预警信息包括颗粒物预警信息;

在管段颗粒物释放速率小于第一预设阈值且消毒剂衰减速率大于第二预设阈值的情况下,通过显示屏展示第二预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送第二预警信息,其中,第二预警信息包括微生物预警信息;

在管段颗粒物释放速率大于第一预设阈值且消毒剂衰减速率大于第二预设阈值的情况下,通过显示屏展示第三预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送第三预警信息,其中,第三预警信息包括颗粒物预警信息和微生物预警信息。

根据本公开的实施例,上述方法还包括:

利用采集单元按照电气控制单元设定的第一采集频率,从第一监测点给水管网采集第一待检测水样;

利用水质分析单元检测第一待检测水样,得到第二水质监测数据;

在第二水质监测数据大于第三预设阈值的情况下,通过电气控制单元向采集单元发送第一频率变更信息,其中,第一频率变更信息包括第二采集频率;

利用电气控制单元从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取第二监测点的第三水质监测数据,其中,第二监测点设置在第一监测点的上游;

根据第三水质监测数据确定水体污染的管段区间。

根据本公开的实施例,其中,利用电气控制单元从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取第二监测点的第三水质监测数据,包括:

利用电气控制单元根据第一监测点与第二监测点之间的平均水力停留时长,确定目标溯源时长;

从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取目标溯源时长内的第二监测点的第三水质监测数据。

根据本公开的实施例,其中,根据第三水质监测数据确定水体污染的管段区间,包括:

利用电气控制单元在第二监测点给水管网的水质监测数据大于第三预设阈值的情况下,确定第一监测点与第二监测点之间的管段区间为目标管段区间。

根据本公开的实施例,上述方法还包括:

利用采集单元按照第二采集频率,采集第一监测点给水管网的第二待检测水样;

利用水质分析单元检测第二待检测水样,得到第四水质监测数据;

在第四水质监测数据小于第三预设阈值的情况下,通过电气控制单元向采集单元发送第二频率变更信息,其中,第二频率变更信息包括第一采集频率;

利用采集单元按照第一采集频率,采集第一监测点给水管网的第三待检测水样。

根据本公开的实施例,上述方法还包括:

利用电气控制单元,记录第一时刻和第二时刻,其中,第一时刻表征向采集单元发送第一频率变更信息的时刻,第二时刻表征向采集单元发送第二频率变更信息的时刻;

根据第一时刻和第二时刻,确定目标管段区间水体被污染的时间区间;

根据时间区间,确定目标管段区间在时间区间内的累积用水量;

将累积用水量确定为被污染水量。

根据本公开的实施例,其中,根据时间区间,确定目标管段区间在时间区间内的累积用水量,包括:

通过远程通讯单元从目标管段区域的远传流量计中获取第一用水量和第二用水量,第一用水量表征远传流量计在第一时刻记录的第一流量数据,第二用水量表征远传流量计在第二时刻记录的第二流量数据;

根据第一流量数据和第二流量数据,确定累积用水量。

本公开的另一方面提供了一种给水管网水质在线智能分析装置,包括:

采集单元,用于按照电气控制单元设定的第一采集频率在第一监测点采集待检测水样;

水质分析单元,与采集单元连接,用于检测设置在第一监测点给水管网的待检测水样,得到水质监测数据;

远程通讯单元,与电气控制单元连接,用于接收远传流量计的流量数据,并向移动端发送预警信息;

电气控制单元,与水质分析单元连接,用于识别流量数据,并在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据;以及根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率;

显示单元,用于在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,展示预警信息。

根据本公开的实施例,其中:

电气控制单元,与采集单元连接,用于在第二水质监测数据大于第三预设阈值的情况下将采集单元的采集频率变更为第二采集频率,在第二水质监测数据小于第三预设阈值的情况下将采集单元的采集频率变更为第一采集频率;以及

电气控制单元,与远程通讯单元连接,用于通过远程通讯单元从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取第二监测点的第三水质监测数据,其中,第二监测点设置在第一监测点的上游;以及根据第三水质监测数据确定水体污染的管段区间和被污染水量。

根据本公开的实施例,通过远程通讯单元接收由设置在第一监测点的远传流量计定时发送的流量数据,然后利用电气控制单元通过识别流量数据,在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据,利用电气控制单元根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率,然后在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示单元展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息,使得远程通讯单元接收第一监测点的远传流量计的流量数据可以及时被电气控制单元分析,从而得到第一水质监测数据进行管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率分析,从而根据分析结果展示预警信息,由于是管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速度是通过实时的水质监测数据计算得到的,至少部分解决了人工采样的滞后性,并能够及时展示和通过远程通讯单元发送预警信息,提高了水质风险评估的准确性和时效性。

附图说明

图1示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析方法的流程图;

图2示意性示出了根据本公开又一实施例的给水管网水质在线智能分析方法的流程图;

图3示意性示出了根据本公开又一实施例的给水管网水质在线智能分析方法的流程图;

图4示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置的框图;

图5A示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置的其中一个方向的结构图;

图5B示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置的又一方向的结构图;

图6示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置的采集单元样品盘的结构图;

图7示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析方法得到的水质监测数据;以及

图8示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析方法监测到X小区发生水体污染时给水管段颗粒物释放速率及消毒剂衰减速率。

具体实施方式

以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而,明显地,一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例,而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义,除非另外定义。应注意,这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义,而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下,一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如,“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下,一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如,“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

饮用水安全直接影响人类健康。如果要实现从饮用水的源头到终点进行全过程指示性指标在线监测,就需要给水管水质在线监测装置具有更高的分辨率、精密度和准确度,还需要在线感知给水管水质波动及其安全风险,具有自动留样功能为进一步的离线化验提供给水管的“问题”水样。

然而,目前尚未发现在线诊断给水管末端管道稳定性的智能水质诊断设备。现有的给水管水质在线监测设备仅仅是水质参数的监测,而不具备针对给水管道末端的水质风险分析功能。另外,现有的大多数水质在线监测装置仅适用于天然水体的水质监测,不适用于经过净化后的低浊度的水;也没有针对给水管设计的集成水质在线监测和自动留样功能,结合水质在线/离线相关监测技术与物联网技术的城镇给水管水质风险智能诊断装置。

另外,当给水管水源切换区域会发生“黄水”现象,管网末端管道稳定性的评估通常通过人工采集水样和管垢在进行实验室化验分析,根据管垢物相组成的分析结果确定给水管的水质稳定性和风险。整个评估过程费时费力,并且评估结果具有很大的不确定性。例如,人工采样不可避免的具有滞后性,采集的水样通常不能代表水质恶化时的水质;取得的管垢数量有限,其稳定性评估结果的代表性较差;挖管操作在实际工作中快速实现的难度很大,并且给水管更换过程可能会导致给给水管的再次破坏,导致水质进一步恶化。此外,还没有管网颗粒物释放速率和管道消毒剂衰减的在线测定方法,而这两项指标可以较好的原位评价管道维持水质稳定的特征。

有鉴于此,本公开实施例提出了一种提出了一种给水管网水质在线智能分析方法,该方法包括利用远程通讯单元接收由设置在第一监测点的远传流量计定时发送的流量数据;利用电气控制单元通过识别流量数据,在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据,浊度监测数据是利用水质分析单元通过散光法检测待检测水样得到的,消毒剂检测数据是利用水质分析单元通过可见分光广度法检测待检测水样得到的,待检测水样是由采集单元按照电气控制单元设定的第一采集频率在第一监测点采集的;利用电气控制单元根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率;在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示单元展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息。

图1示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析方法的流程图。

如图1所示,该方法包括操作S101~操作S104。

在操作S101,利用远程通讯单元接收由设置在第一监测点的远传流量计定时发送的流量数据。

根据本公开的实施例,远程通讯单元可以是用于接收流量数据的单元,可以通过信号线或者无线通信的方式进行通讯。

根据本公开的实施例,第一监测点可以是在给水管中用于监测水质的采样点,可以设置在任意地方,在此不做限定。

根据本公开的实施例,远传流量计可以是远传数字水表,可以安装在给水管中待检测管道的上游,还可以安装在其他需要检测的位置,用于计量给水管中的用水量,远传流量计还可以定时向远程通讯单元发送流量数据,例如,可以每隔20分钟向远程通讯单元发送一次流量数据、也可以是每隔30分钟向远程通讯单元发送一次流量数据,在此不做限定。

根据本公开的实施例,流量数据可以包括给水管中一定时间段内的水体流过的量。

在操作S102,利用电气控制单元通过识别流量数据,在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据,浊度监测数据是利用水质分析单元通过散光法检测待检测水样得到的,消毒剂检测数据是利用水质分析单元通过可见分光广度法检测待检测水样得到的,待检测水样是由采集单元按照电气控制单元设定的第一采集频率在第一监测点采集的。

根据本公开的实施例,电气控制单元可以通过微电脑实现对水质分析单元和采样单元的自动控制,可以通过信号线或者无线信号连接水质分析单元和采样单元,电气控制单元还可以进行参数调整。

根据本公开的实施例,预设时间可以是远传流量计定时发送流量数据的时间间隔,例如可以是20分钟、30分钟。

根据本公开的实施例,流量数据为零可以表示当前给水管中的水是不流动的,可以根据用水量曲线确定,可以是4点到6点。

根据本公开的实施例,水质分析单元可以用于水质分析,可以对浊度、温度、pH、余氯、总氯、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)、电导率(EC)、总溶解性固体(TDS)等进行分析。

根据本公开的实施例,第一水质监测数据可以是水质分析单元对水质分析后的监测数据,可以包括浊度监测数据和消毒剂监测数据,也可以包括温度、pH、余氯、总氯、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)、电导率(EC)、总溶解性固体(TDS)等的监测数据。

根据本公开的实施例,浊度监测数据是利用水质分析单元通过散光法检测待检测水样得到的,具体的可以采用90°散射光法测定。消毒剂检测数据是利用水质分析单元通过可见分光广度法检测待检测水样得到的。总氯和余氯的数据采用可见分光光度法测定。pH、ORP、EC、TDS和温度的数据采用电极法测定。

根据本公开的实施例,第一采集频率可以是远传流量计定时发送流量数据的时间间隔,待检测水样可以由采集单元按照第一采集频率在第一监测点自动进行采集得到。例如,可以每20分钟或者每30分钟由采集单元在第一监测点采集水样作为待检测水样。

根据本公开的实施例,在识别到连续预设时间段内的流量数据为零时,例如,可以是连续的20分钟内流量数据为零,水质分析单元可以对第一监测点的水进行分析得到第一水质监测数据。

在操作S103,利用电气控制单元根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率。

根据本公开的实施例,电气控制单元可以自动计算管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率。

根据本公开的实施例,管段颗粒物释放速率可以由浊度监测数据计算得到,可以是管道浊度的每小时上升速率,单位可以记作NTU,消毒剂衰减速率可以由消毒剂监测数据计算得到,可以是第一监测点的给水管网水停滞时给水管网水的余氯或总氯的衰减速率,可以记为毫克有效率/小时。

在操作S104,在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示单元展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息。

根据本公开的实施例,预设条件可以是管道颗粒物释放速率小于一定值和/或管道颗粒物释放速率小于一定值。

根据本公开的实施例,预警信息可以是管道颗粒物释放速率超过预设的值和/或消毒剂衰减速率超过预设的值。

根据本公开的实施例,显示单元可以通过显示器展示预警信息。

根据本公开的实施例,移动端可以是智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机或台式计算机,在此不做限定。

根据本公开的实施例,可以通过移动端实时查看第一水质监测数据并且发送控制信号进行水质检测或者样品采集,也可以接收预警信息,以便用户根据预警信息及时处理。

根据本公开的实施例,通过远程通讯单元接收由设置在第一监测点的远传流量计定时发送的流量数据,然后利用电气控制单元通过识别流量数据,在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据,利用电气控制单元根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率,然后在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示单元展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息,使得远程通讯单元接收第一监测点的远传流量计的流量数据可以及时被电气控制单元分析,从而得到第一水质监测数据进行管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率分析,由于是管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速度是通过实时的水质监测数据计算得到的,至少部分解决了人工采样的滞后性,并能够及时展示和通过远程通讯单元发送预警信息,提高了水质风险评估的准确性和时效性。

根据本公开的实施例,在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示屏展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息,包括:

在管段颗粒物释放速率大于第一预设阈值且消毒剂衰减速率小于第二预设阈值的情况下,通过显示屏展示第一预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送第一预警信息,其中,第一预警信息包括颗粒物预警信息;

在管段颗粒物释放速率小于第一预设阈值且消毒剂衰减速率大于第二预设阈值的情况下,通过显示屏展示第二预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送第二预警信息,其中,第二预警信息包括微生物预警信息;

在管段颗粒物释放速率大于第一预设阈值且消毒剂衰减速率大于第二预设阈值的情况下,通过显示屏展示第三预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送第三预警信息,其中,第三预警信息包括颗粒物预警信息和微生物预警信息。

根据本公开的实施例,第一预设阈值和第二预设阈值可以根据需要设置。例如,第一预设阈值可以设置为0.20NTU/h,管道颗粒物释放速率大于0.20NTU/h时,给水管网的管垢的稳定性比较差;管道颗粒物释放速率小于0.20NTU/h时,给水管网的管垢的稳定性良好。第二预设阈值可以设置为0.05mgCl

根据本公开的实施例,颗粒物预警信息可以表示给水管网中的颗粒物超出范围,微生物预警信息可以表示给水管网中的微生物超出范围。

根据本公开的实施例,管段颗粒物释放速率大于第一预设阈值且消毒剂衰减速率小于第二预设阈值可以表示第一监测点的给水管网水浊度较高,消毒剂衰减速率较慢,也就是给水管网水的颗粒物较多而生物稳定性较好,例如,可以是管段颗粒物释放速率大于0.20NTU/h且消毒剂衰减速率小于0.05mgCl

根据本公开的实施例,管段颗粒物释放速率小于第一预设阈值且消毒剂衰减速率大于第二预设阈值可以表示第一监测点的给水管网水浊度较低,消毒剂衰减速率较快,也就是给水管网水的颗粒物较少而生物稳定性较差,例如,可以是管段颗粒物释放速率小于0.20NTU/h且消毒剂衰减速率大于0.05mgCl

根据本公开的实施例,管段颗粒物释放速率大于第一预设阈值且消毒剂衰减速率大于第二预设阈值可以表示第一监测点的给水管网水浊度较高,消毒剂衰减速率较快,也就是给水管网水的颗粒物较多且生物稳定性较差,例如,可以是管段颗粒物释放速率大于0.20NTU/h且消毒剂衰减速率大于0.05mgCl

根据本公开的实施例,可以根据管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率展示不同的预警信息,可以清楚的知道给水管网水的预警信息,并且发送至移动端可以让用户及时收到预警信息然后做出相应的改善措施。

图2示意性示出了根据本公开又一实施例的给水管网水质在线智能分析方法的流程图。

如图2所示,该方法包括操作S201~操作S205。

在操作S201,利用采集单元按照电气控制单元设定的第一采集频率,从第一监测点给水管网采集第一待检测水样。

根据本公开的实施例,第一采集频率的时间可以是预设时间段,例如,预设时间段是20分钟,第一采集频率可以是每隔20分钟进行采集。

根据本公开的实施例,接收到预警信息后,电气控制单元可以改变采集频率,第一待检测水样可以是采集频率改变后在第一监测点采集到的水样。

在操作S202,利用水质分析单元检测第一待检测水样,得到第二水质监测数据。

根据本公开的实施例,可以通过水质分析单元检测第一待检测水样的浊度、温度、pH、余氯、总氯、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)、电导率(EC)、总溶解性固体(TDS)等指标,得到第二水质监测数据,第二水质监测数据可以包括第一待检测水样的浊度监测数据和消毒剂监测数据。

在操作S203,在第二水质监测数据大于第三预设阈值的情况下,通过电气控制单元向采集单元发送第一频率变更信息,其中,第一频率变更信息包括第二采集频率。

根据本公开的实施例,第三预设阈值可以是根据需要设置的管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率的值。

根据本公开的实施例,第二水质监测数据大于第三预设阈值的情况可以是水体发生污染的情况,例如,可以是第一待检测水样的管段颗粒物释放速率和/或毒剂衰减速率大于预设的值。

根据本公开的实施例,第一频率变更信息可以是改变第一采集频率的信息,例如,可以将第一采集频率每隔20分钟进行采集一次变更为每隔10分钟采集一次,以使在水体发生污染后可以通过加快采集样品的频率来及时获取水体的监测数据。

根据本公开的实施例,第二采集频率可以是变更后的采集频率。

在操作S204,利用电气控制单元从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取第二监测点的第三水质监测数据,其中,第二监测点设置在第一监测点的上游。

根据本公开的实施例,第二监测点可以是在给水管中用于监测水质的采样点,可以设置在第一监测点的上游。

根据本公开的实施例,水质在线分析装置可以是对水体的各项指标进行在线的装置。

根据本公开的实施例,第三水质监测数据可以包括对第二监测点的水体浊度、温度、pH、余氯、总氯、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)、电导率(EC)、总溶解性固体(TDS)等指标的监测数据。

根据本公开的实施例,电气控制单元可以通过信号线或者无线传输的方式获取第三水质监测数据。

在操作S205,根据第三水质监测数据确定水体污染的管段区间。

根据本公开的实施例,可以根据第三水质检测数据中的管段颗粒物释放速率和/或毒剂衰减速率确定水体是否发生污染,如果发生污染,那么第二监测点到第一监测点的距离就是发生水体污染的管段区间。

根据本公开的实施例,在第二水质监测数据大于第三预设阈值时,可以改变采集水样的频率,并且获取位于第一监测点上游的第二监测点中的第三水质检测数据,以快速确定发生水体污染的管段区间。

根据本公开的实施例,利用电气控制单元从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取第二监测点的第三水质监测数据,包括:

利用电气控制单元根据第一监测点与第二监测点之间的平均水力停留时长,确定目标溯源时长;

从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取目标溯源时长内的第二监测点的第三水质监测数据。

根据本公开的实施例,平均水力停留时长可以根据第一监测点和第二监测点的流量数据确定,平均水力停留时长的范围可以是为12-48小时,也可以是其他范围,在此不做限定。

根据本公开的实施例,目标溯源时长可以是水体由第二监测点到第一监测点的时间段,可以查到上游在12小时内没有超标的第二监测点。

根据本公开的实施例,可以获取目标溯源时长内的第二监测点的第三水质监测数据,以使获取的第三水质检测数据可以更接近水体发生污染的时刻。

根据本公开的实施例,其中,根据第三水质监测数据确定水体污染的管段区间,包括:

利用电气控制单元在第二监测点给水管网的水质监测数据大于第三预设阈值的情况下,确定第一监测点与第二监测点之间的管段区间为目标管段区间。

根据本公开的实施例,第二监测点给水管网的水质监测数据大于第三预设阈值的情况可以是水体是否发生污染,可以是第二监测点给水管网的水质监测数据中的管段颗粒物释放速率和/或毒剂衰减速率超出范围,也就是说第二监测点的水体发生污染,那么第二监测点到第一监测点的距离就是发生水体污染的管段区间。

根据本公开的实施例,上述方法还包括:

利用采集单元按照第二采集频率,采集第一监测点给水管网的第二待检测水样;

利用水质分析单元检测第二待检测水样,得到第四水质监测数据;

在第四水质监测数据小于第三预设阈值的情况下,通过电气控制单元向采集单元发送第二频率变更信息,其中,第二频率变更信息包括第一采集频率;

利用采集单元按照第一采集频率,采集第一监测点给水管网的第三待检测水样。

根据本公开的实施例,在第四水质监测数据小于第三预设阈值的情况下可以是水体没有发生污染情况,可以向采集单元发送第二频率变更信息,第二频率变更信息可以包括将第二采集频率变更为第一采集频率。例如,水体污染时的采集频率可以是每隔10分钟采集一次,检测到水体不污染时,可以变为每隔20分钟采集一次,按照每隔20分钟一次的频率采集第三待检测水样。

根据本公开的实施例,在检测到水体由污染恢复为不污染的情况时,可以变更采集频率,以减少采集频率,降低采集单元的工作时间,减少数据产生。

图3示意性示出了根据本公开又一实施例的给水管网水质在线智能分析方法的流程图。

如图3所示,该方法包括操作S301~操作S304。

在操作S301,利用电气控制单元,记录第一时刻和第二时刻,其中,第一时刻表征向采集单元发送第一频率变更信息的时刻,第二时刻表征向采集单元发送第二频率变更信息的时刻。

根据本公开的实施例,采集单元发送第一频率变更信息的时刻可以是发生水体污染的时刻,记录为第一时刻,采集单元发送第二频率变更信息的时刻可以是水体污染恢复为无污染的时刻,记录为第二变更时刻,

在操作S302,根据第一时刻和第二时刻,确定目标管段区间水体被污染的时间区间。

根据本公开的实施例,目标管段区间可以是发生水体污染的管段区间,由水体发生污染的时刻到水体污染恢复为无污染的时刻,可以是水体被污染的时间区间。

在操作S303,根据时间区间,确定目标管段区间在时间区间内的累积用水量。

根据本公开的实施例,可以记录时间区间的用水量,从而确定时间区间内的累积用水量。

在操作S304,将累积用水量确定为被污染水量。

根据本公开的实施例,累积用水量是水体发生污染的时间段的被污染水量。

根据本公开的实施例,可以由第一时刻和第二时刻确定发生水体污染的时间区间,从而将时间区间的累计用水量确定为被污染水量。可以知道时间区间被污染的水量,以便根据污染情况进行参数调整。

根据本公开的实施例,其中,根据时间区间,确定目标管段区间在时间区间内的累积用水量,包括:

通过远程通讯单元从目标管段区域的远传流量计中获取第一用水量和第二用水量,第一用水量表征远传流量计在第一时刻记录的第一流量数据,第二用水量表征远传流量计在第二时刻记录的第二流量数据;

根据第一流量数据和第二流量数据,确定累积用水量。

根据本公开的实施例,可以通过远传流量计在第一时刻记录的第一流量数据获取第一用水量,通过远传流量计在第二时刻记录的第二流量数据获取第二用水量。例如,第一用水量可以是A年B月C日4时0分的100吨,第二用水量可以是A年B月C日4时0分的101吨。

根据本公开的实施例,可以根据第一用水量和第二用水量的差值得到累计用水量。例如第一用水量是100吨,第二用水量是101吨,累计用水量就是1吨。

图4示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置400的框图。

如图4所示,该装置400可以包括采集单元410、水质分析单元420、远程通讯单元430、电气控制单元440和显示单元450。

采集单元410,用于按照电气控制单元440设定的第一采集频率在第一监测点采集待检测水样;

水质分析单元420,与采集单元连接,用于检测设置在第一监测点给水管网的待检测水样,得到水质监测数据;

远程通讯单元430,与电气控制单元连接,用于接收远传流量计的流量数据,并向移动端发送预警信息;

电气控制单元440,与水质分析单元连接,用于识别流量数据,并在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据;以及根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率;

显示单元450,用于在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,展示预警信息。

根据本公开的实施例,通过远程通讯单元接收由设置在第一监测点的远传流量计定时发送的流量数据,然后利用电气控制单元通过识别流量数据,在连续预设时间段内的流量数据均为零的情况下,从水质分析单元获取预设时间段内第一监测点给水管网中的第一水质监测数据,其中,第一水质监测数据包括浊度监测数据和消毒剂监测数据,利用电气控制单元根据浊度监测数据和消毒剂监测数据,计算连续预设时间段内管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率,然后在管段颗粒物释放速率和/或消毒剂衰减速率满足预设条件的情况下,通过显示单元展示预警信息,并通过远程通讯单元向移动端发送预警信息,使得远程通讯单元接收第一监测点的远传流量计的流量数据可以及时被电气控制单元分析,从而得到第一水质监测数据进行管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率分析,由于是管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速度是通过实时的水质监测数据计算得到的,至少部分解决了人工采样的滞后性,并能够及时展示和通过远程通讯单元发送预警信息,提高了水质风险评估的准确性和时效性。

根据本公开的实施例,其中:

电气控制单元,与采集单元连接,用于在第二水质监测数据大于第三预设阈值的情况下将采集单元的采集频率变更为第二采集频率,在第二水质监测数据小于第三预设阈值的情况下将采集单元的采集频率变更为第一采集频率;以及

电气控制单元,与远程通讯单元连接,用于通过远程通讯单元从设置在第二监测点的水质在线分析装置中获取第二监测点的第三水质监测数据,其中,第二监测点设置在第一监测点的上游;以及根据第三水质监测数据确定水体污染的管段区间和被污染水量。

根据本公开的实施例,浊度、温度、pH、余氯、总氯、ORP、溶解氧、电导率等可以使用准确度分别为±0.01NTU、±0.4℃、±0.02、±0.03mg/L、±0.03mg/L、±20mV、±0.1mg/L、±0.8%FS的检测器或准确度更高的检测器来检测。

根据本公开的实施例,电气控制单元可以通过显示器接收数据然后对水质参数进行校准。

根据本公开的实施例,采集单元可以由托盘层、样品贮藏室、制冷机、采样机械臂、样品瓶、PLC控制器、温度传感器等组成,可按照预设程序自动进行全流程管路冲洗,冲洗完毕后,根据电气控制单元的采样信号在有压管道中实时采集水样并装配至预设的样品瓶,同时启动制冷机使得样品室温度迅速下降至预设的贮藏温度,贮藏温度可以是4℃。

根据本公开的实施例,水质分析单元可以设置有效容积小的流通池,采集单元可以使用小口径采样管,降低了给水管网水在管道和流通池中流动过程中的水质均化,使得水质分析单元能够更容易的检出管网水中的微小水质波动。

图5A示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置500的其中一个方向的结构图。

图5B示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置500的又一方向的结构图。

如图5A和图5B所示,该装置500可以包括柜体1、电气控制单元2、显示器3、采集单元4、样品瓶5、水质分析单元6、进水接口7、进样管道8、压力计9、人工采样口10、稳压阀11、排水接口12、排水接口13、远程通讯单元14、进水阀门15、水质分析单元进水管16、采集单元进水管17、水质分析单元出水管18、采样器出水管19、检修阀20、远传流量计21、进水管道22和给水管网23。

根据本公开的实施例,在柜体1的柜门上部设置有显示器3,柜体上部设有电气控制单元2和远程通讯单元14,水质分析单元6位于柜体1下部背侧,采集单元4位于柜体下部前侧。柜体背侧下部设有1条进水接口7、1个排水接口12。进水接口7通过连接管外接给水管网或管网末端,负责将给水管网水引入装置500,在分流点上游设置远传流量计21。排水接口负责将装置500内的排水导入给水管网的排水管道。柜体1内部设有1条进样管道8,分别连接柜体背侧的进水接口7与排水接口12。进样管道8设有1个进水阀门15和1个检修阀20。进水阀门15上游设有稳压阀11和压力计9;在2个电磁阀门之间设置有2条分别连接水质分析单元进水管16与采集单元进水管17,以及1个人工采样口10。在进样管道检修阀20与排水接口12之间,设有2条排水支管分别是水质分析单元出水管18和采样器出水管19,收集自水质分析单元和采集单元的排水,汇入进样管道8,最终通过排水接口12排入给水管网的排水管道。电气控制单元2通过供电线和信号线分别连接至水质分析单元6、采集单元4和远程通讯单元14的相应接口,负责为水质分析单元6、采集单元4和远程通讯单元14提供相应电源,并通过电气控制单元2内部的微电脑实现水质分析单元6和采集单元4的自动控制。电气控制单元2与远程通讯单元14协作可以实现数据实时传输以及远程在线控制。安装在给水管网23上的远传流量计21传输流量信息至装置500。

根据本公开的实施例,上述装置500可以实现水质在线监测、数据远程传输、自动留样、物联网远程控制等功能。

根据本公开的实施例,由于给水管网23条件的不确定性,为获得具有代表性的水质监测数据,所需要的管道清洗时间也不同,因此上述装置500可以自主确定清洗时间。上述装置500定期进行清洗时间监测程序,即打开进水阀门15后,水质分析单元6连续高频监测水质,建立清洗时间与水质参数曲线,自动确定水质稳定时的最佳清洗时间。通过装置500可得到真实可靠的可反映给水管网水质的监测数据。另外,当用户有其他技术需求时,还可通过移动端对装置500的清洗时间进行远程设置。

根据本公开的实施例,装置500还可以实现在线实时监测及远传,在预设的监测时间自动打开进水阀门15。给水管网水通过进水接口7进入装置500。监测装置500进水首先通过压力计9监测给水管网水压,然后分别从水质分析单元6、水质分析单元进水管16和采集单元进水管17,进入水质分析单元6和采样单元冲洗内部管道及流通池,清洗水从水质分析单元进水管16和采样器出水管19排入进样管道8,最终从排水接口12排入给水管网的排水管道。清洗完成后,水质分析单元完成水质测定。监测数据通过远程通讯单元向移动端和中控设备上传温度、浊度、电导率、溶解氧、溶解性固体、余氯、总氯、氧化还原电位等8项指标中任意几种或全部指标的水质数据。水质监测数据可通过显示器3实时显示。处理完毕后,可以关闭进水阀门15。

根据本公开的实施例,装置500还可以实现风险识别与污染水量识别,当装置500发现污染水体时,装置500将报警并提示报警信息,可以是超标浊度、余氯、总氯等;然后启动连续采样程序,可以采用更高的频率监测水质,同时采集单元4同步采集给水管网水至样品瓶5,为随后的离线分析提供复数的样品。采集单元4贮存有样品时,则启动制冷器将贮藏室温度保持在4℃以下,没有样品时则不启动制冷器以节约能源。最后装置500根据水质和远传水表的监测结果识别出管网水的污染水量。

根据本公开的实施例,装置500还可以实现管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率的识别与管网稳定性诊断,当装置500启动进水阀门15之前,识别到远传流量计的流量小于夜间最小流量时,例如:远传流量计的流量可以为零。装置500自动将此次的监测结果标记为停滞水。可以在存在3个以上在时间上连续的停滞水的监测数据时,装置500将给出给水管网水停滞时间段内的管段颗粒物释放速率和消毒剂衰减速率。夜间最小流量通过经验法计算,即表后用户数量×用水定额(2L/h)。

图6示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析装置500的采集单元样品盘的结构图。

如图6所示,该采集单元样品盘可以包括样品盘601、采用机械臂602、冲洗水排口603、进水口604和样品瓶605。

图7示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析方法得到的水质监测数据。

如图7所示,包括8项在线水质指标和1项离线水质数据,监测点位于给水管网末端,监测频率为1分钟,总时长为20分钟。从图7可见,发生水质问题时,本公开提供的装置能够及时发现并启动水质监测与采样程序。提示该监测点具有浊度超标和微生物超标(消毒剂耗尽)的风险,并且污染水量为5升。

图8示意性示出了根据本公开实施例的给水管网水质在线智能分析方法监测到X小区发生水体污染时给水管段颗粒物释放速率及消毒剂衰减速率。

如图8所示,根据远传流量计监测结果该小区管道管网水平均停滞时长为2.7小时,管段颗粒物释放速率为0.15-0.45NTU/h,消毒剂衰减速率为0.09-0.20mgCl

以上所述的具体实施例,对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本公开的具体实施例而已,并不用于限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

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