一种工业废水水质监测系统及方法

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，尤其是涉及一种工业废水水质监测系统及方法。

背景技术

随着城市化进程的不断推进，人们的生活水平不断地提高，人们对于生活环境的要求也越来越高，而随着工业化的进程，废水的产生也变得不可避免，废水的排放问题，不仅对人们的日常用水压力有了一定的影响，更是对于我国的许多大小河流、湖泊都造成了不同程度的污染问题。

大多数废水在排放时出水口都安装了水质在线监测仪器，但因监测方式为在线监测，水体流动时，检测数据受到各种因素的影响，无法保证水质监测准确性，因此，本发明提供了一种工业废水水质监测系统，实现水质的全面监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业废水水质监测系统，解决水质监测时因检测方式的不完善，易受各种因素影响，无法保证检测数据的准确性的问题。

本发明提供了一种工业废水水质监测系统，包括：

水质采样模块，所述水质采样模块用于对工业废水进行采样；

水质数据采集模块，所述水质数据采集模块用于对采样的工业废水进行检测，得到工业废水的水质数据，所述水质数据包括pH值、浊度值、电导率值和溶解氧含量；

水质分析模块，所述水质分析模块与所述水质数据采集模块连接，所述水质分析模块用于接收所述水质数据采集模块检测的水质数据，根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级；

控制模块，所述控制模块均与所述水质数据采集模块和所述水质分析模块连接，所述控制模块用于根据所述水质分析等级，进行实时报警。

在本申请的一些实施例中，所述水质数据采集模块包括pH传感器、浊度传感器、电导率传感器和溶解氧传感器；

所述pH传感器用于检测工业废水的pH值；

所述浊度传感器用于检测工业废水的浊度值；

所述电导率传感器用于检测工业废水的电导率值；

所述溶解氧传感器用于检测工业废水的溶解氧含量。

在本申请的一些实施例中，所述控制模块包括控制单元、报警单元和显示单元；

所述控制单元与所述水质分析模块连接，所述控制单元内预设有水质标准等级，所述控制单元用于接收所述水质分析等级，并将所述水质分析等级与所述水质标准等级进行对比，并输出报警信号至所述报警单元；

所述报警单元与所述控制单元连接，所述报警单元用于接收所述报警信号，并进行实时报警；

所述显示单元均与所述控制单元和报警单元连接，所述显示模块用于实时显示所述水质分析等级。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级，包括：

所述水质分析模块根据所述水质数据分别进行工业废水的水质等级的确定；

其中，所述水质等级包括第一水质等级L1、第二水质等级L2、第三水质等级L3、第四水质等级L4、第五水质等级L5，且L1＞L2＞L3＞L4＞L5；

确定所述水质等级高于或等于第三水质等级L3的次数；

根据所述次数确定所述工业废水的综合水质分析等级。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设pH差值矩阵A0，设定A0(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为第一预设pH差值，A2为第二预设pH差值，A3为第三预设pH差值，A4为第四预设pH差值，且A1＜A2＜A3＜A4；

所述水质分析模块内设置有pH标准值，确定所述pH值与所述pH标准值之间的pH差值a，根据所述pH差值a与各预设pH差值之间的关系设定所述工业废水的水质等级；

当a＜A1时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级；

当A1≤a＜A2时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级；

当A2≤a＜A3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级；

当A3≤a＜A4时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级；

当a≥A4时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设浊度矩阵B0，设定B0(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为第一预设浊度，B2为第二预设浊度，B3为第三预设浊度，B4为第四预设浊度，且B1＜B2＜B3＜B4；

所述水质分析模块获取工业废水的浊度值b，根据所述浊度值b与各预设浊度之间的关系设定所述工业废水的水质等级；

当b＜B1时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级；

当B1≤b＜B2时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级；

当B2≤b＜B3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级；

当B3≤b＜B4时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级；

当b≥B4时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设电导率矩阵C0，设定C0(C1，C2，C3，C4)，其中，C1为第一预设电导率，C2为第二预设电导率，C3为第三预设电导率，C4为第四预设电导率，且C1＜C2＜C3＜C4；

所述水质分析模块获取工业废水的电导率值c，根据所述电导率值c与各预设电导率之间的关系设定所述工业废水的水质等级；

当c＜C1时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级；

当C1≤c＜C2时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级；

当C2≤c＜C3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级；

当C3≤c＜C4时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级；

当c≥C4时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设溶解氧含量矩阵D0，设定D0(D1，D2，D3，D4)，其中，D1为第一预设溶解氧含量，D2为第二预设溶解氧含量，D3为第三预设溶解氧含量，D4为第四预设溶解氧含量，且D1＜D2＜D3＜D4；

所述水质分析模块获取工业废水的溶解氧含量d，根据所述溶解氧含量d与各预设溶解氧含量之间的关系设定所述工业废水的水质等级；

当d＜D1时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级；

当D1≤d＜D2时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级；

当D2≤d＜D3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级；

当D3≤d＜D4时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级；

当d≥D4时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级。

在本申请的一些实施例中，所述显示单元还包括监测指示灯，所述监测指示灯用于指示当前的监测状态；所述监测状态包括：监测成功、监测中和监测失败。

本发明还公开了一种工业废水水质监测方法，包括：

通过水质采样模块对工业废水进行采样；

对采样的工业废水进行检测，得到工业废水的水质数据，所述水质数据包括pH值、浊度值、电导率值和溶解氧含量；

接收所述水质数据采集模块检测的水质数据，根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级；

根据所述水质分析等级，进行实时报警；

其中，根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级，包括：根据所述水质数据分别进行工业废水的水质等级的确定；

其中，所述水质等级包括第一水质等级L1、第二水质等级L2、第三水质等级L3、第四水质等级L4、第五水质等级L5，且L1＞L2＞L3＞L4＞L5；

确定所述水质等级高于或等于第三水质等级L3的次数；

根据所述次数确定所述工业废水的综合水质分析等级。

本发明公开了一种工业废水水质监测系统，包括：水质采样模块，所述水质采样模块用于对工业废水进行采样；水质数据采集模块，所述水质数据采集模块用于对采样的工业废水进行检测，得到工业废水的水质数据，所述水质数据包括pH值、浊度值、电导率值和溶解氧含量；水质分析模块，所述水质分析模块与所述水质数据采集模块连接，所述水质分析模块用于接收所述水质数据采集模块检测的水质数据，根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级；控制模块，所述控制模块均与所述水质数据采集模块和所述水质分析模块连接，所述控制模块用于根据所述水质分析等级，进行实时报警。

本发明通过对工业废水的水质数据分别进行处理，依次确定工业废水的水质等级，减小了其他因素在分析处理过程中对水质等级确定的影响，同时通过对多种因素的分析，保证工业废水水质监测的全面性，提升了监测的安全性和准确性。设置有控制模块进行实时报警，实现水质的实时监测，快速反应。

同时水质数据采集模块采用基础传感器，避免人工误差，成本较低，降低了水质监测成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种工业废水水质监测系统的功能框图；

图2为本发明一种工业废水水质监测方法的流程图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

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

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发明的示例性实施方式。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，而不排除其他元件或者物件。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指发明中任一部件或元件，不能理解为对发明的限制。术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

实施例

本发明提供了一种工业废水水质监测系统，如图1所示，包括：

水质采样模块，所述水质采样模块用于对工业废水进行采样。

水质数据采集模块，所述水质数据采集模块用于对采样的工业废水进行检测，得到工业废水的水质数据，所述水质数据包括pH值、浊度值、电导率值和溶解氧含量。

水质分析模块，所述水质分析模块与所述水质数据采集模块连接，所述水质分析模块用于接收所述水质数据采集模块检测的水质数据，根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级。

控制模块，所述控制模块均与所述水质数据采集模块和所述水质分析模块连接，所述控制模块用于根据所述水质分析等级，进行实时报警。

在本实施例中，通过对工业废水的水质数据分别进行处理，依次确定工业废水的水质等级，减小了其他因素在分析处理过程中对水质等级确定的影响，同时通过对多种因素的分析，保证工业废水水质监测的全面性，提升了监测的安全性和准确性。

在本实施例中，水质采样模块在采样时，可以根据水质监测的基本了解选取取样点、取样量和采样器和采样方法。

在本申请的一些实施例中，改进了所述水质数据采集模块的内容，所述水质数据采集模块包括pH传感器、浊度传感器、电导率传感器和溶解氧传感器。

所述pH传感器用于检测工业废水的pH值。

所述浊度传感器用于检测工业废水的浊度值。

所述电导率传感器用于检测工业废水的电导率值。

所述溶解氧传感器用于检测工业废水的溶解氧含量。

在本实施例中，水质数据采集模块可以使用传感器组，也可以使用单独的传感器。pH传感器，是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器。浊度传感器是依据浑浊液对光进行散射或透射的原理制成的测定水体浊度的专用仪器。电导率传感器，是用来测量超纯水、纯水、饮用水、污水等各种溶液的电导性或水标本整体离子的浓度的传感器。溶解氧传感器是一种用于测量氧气在水中的溶解量的传感设备。

在本申请的一些实施例中，改进了所述控制模块的结构，以使所述控制模块可以同时进行报警和显示，所述控制模块包括控制单元、报警单元和显示单元。

所述控制单元与所述水质分析模块连接，所述控制单元内预设有水质标准等级，所述控制单元用于接收所述水质分析等级，并将所述水质分析等级与所述水质标准等级进行对比，并输出报警信号至所述报警单元。

所述报警单元与所述控制单元连接，所述报警单元用于接收所述报警信号，并进行实时报警。

所述显示单元均与所述控制单元和报警单元连接，所述显示模块用于实时显示所述水质分析等级。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级，包括：

所述水质分析模块根据所述水质数据分别进行工业废水的水质等级的确定。

其中，所述水质等级包括第一水质等级L1、第二水质等级L2、第三水质等级L3、第四水质等级L4、第五水质等级L5，且L1＞L2＞L3＞L4＞L5。

确定所述水质等级高于或等于第三水质等级L3的次数。

根据所述次数确定所述工业废水的综合水质分析等级。

在本实施例中，根据水质数据分别进行水质等级的确定，可以有效避免根据某一因素数据进行水质等级的确定时，其他因素对本因素的影响，可以有效的对水质等级进行评定，保证工业废水水质监测的全面性。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设pH差值矩阵A0，设定A0(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为第一预设pH差值，A2为第二预设pH差值，A3为第三预设pH差值，A4为第四预设pH差值，且A1＜A2＜A3＜A4。

所述水质分析模块内设置有pH标准值，确定所述pH值与所述pH标准值之间的pH差值a，根据所述pH差值a与各预设pH差值之间的关系设定所述工业废水的水质等级。

当a＜A1时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级。

当A1≤a＜A2时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级。

当A2≤a＜A3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级。

当A3≤a＜A4时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级。

当a≥A4时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级。

在本实施例中，国家一级水标准要求水的pH值在6.5-8.5之间，因此，本发明设置的pH标准值可以为7.5，或者根据监测的实际需求进行测定，当工业废水的pH值越接近pH标准值，说明水质等级越高，也就是说工业废水的pH值与pH标准值之间的pH差值越小，水质等级越高。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设浊度矩阵B0，设定B0(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为第一预设浊度，B2为第二预设浊度，B3为第三预设浊度，B4为第四预设浊度，且B1＜B2＜B3＜B4。

所述水质分析模块获取工业废水的浊度值b，根据所述浊度值b与各预设浊度之间的关系设定所述工业废水的水质等级。

当b＜B1时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级。

当B1≤b＜B2时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级。

当B2≤b＜B3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级。

当B3≤b＜B4时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级。

当b≥B4时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级。

在本实施例中，浊度是指溶液对光线通过时所产生的阻碍程度，它包括悬浮物对光的散射和溶质分子对光的吸收。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。工业废水的浊度值越大，表明工业废水中存在的杂质越多，工业废水的水质等级的等级也就越低。因此，本发明通过根据工业废水的浊度值设定工业废水的水质等级。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设电导率矩阵C0，设定C0(C1，C2，C3，C4)，其中，C1为第一预设电导率，C2为第二预设电导率，C3为第三预设电导率，C4为第四预设电导率，且C1＜C2＜C3＜C4。

所述水质分析模块获取工业废水的电导率值c，根据所述电导率值c与各预设电导率之间的关系设定所述工业废水的水质等级。

当c＜C1时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级。

当C1≤c＜C2时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级。

当C2≤c＜C3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级。

当C3≤c＜C4时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级。

当c≥C4时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级。

在本实施例中，水的电导率是水体的物理性状指标之一，是衡量水的导电能力的指标。电导率是以数字表示溶液传导电流的能力，通常我们用它来表示水的纯度。纯水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱、盐或有机带电胶体时，电导率就增加。水溶液的电导率取决于带电荷物质的性质和浓度、溶液的温度和粘度等，由此可知，当工业废水的电导率越大时，工业废水中溶解的各种溶解性固体越多，工业废水的水质等级也就越低。

在本申请的一些实施例中，所述水质分析模块内设置有预设溶解氧含量矩阵D0，设定D0(D1，D2，D3，D4)，其中，D1为第一预设溶解氧含量，D2为第二预设溶解氧含量，D3为第三预设溶解氧含量，D4为第四预设溶解氧含量，且D1＜D2＜D3＜D4。

所述水质分析模块获取工业废水的溶解氧含量d，根据所述溶解氧含量d与各预设溶解氧含量之间的关系设定所述工业废水的水质等级。

当d＜D1时，设定所述第五水质等级L5作为所述工业废水的水质等级。

当D1≤d＜D2时，设定所述第四水质等级L4作为所述工业废水的水质等级。

当D2≤d＜D3时，设定所述第三水质等级L3作为所述工业废水的水质等级。

当D3≤d＜D4时，设定所述第二水质等级L2作为所述工业废水的水质等级。

当d≥D4时，设定所述第一水质等级L1作为所述工业废水的水质等级。

在本实施例中，溶解在水中的空气中的分子态氧称为溶解氧，溶解氧是反应水质好坏的一个重要指标。一般来说好的水质具有比较高的溶解氧浓度，水质好的水体通常具有较低的污染物浓度和较高的水动力学流动性，这些因素可以促进氧气在水体中的溶解和分布。相反，水质差的水体可能含有过多的污染物，这些污染物会消耗溶解氧，导致水体中的溶解氧浓度下降。因此，本发明通过根据工业废水的溶解氧含量设定工业废水的水质等级，溶解氧含量越高，水质等级也就越高。

在本申请的一些实施例中，所述显示单元还包括监测指示灯，所述监测指示灯用于指示当前的监测状态；所述监测状态包括：监测成功、监测中和监测失败。

本发明还公开了一种工业废水水质监测方法，如图2所示，包括：

S1，通过水质采样模块对工业废水进行采样。

S2，对采样的工业废水进行检测，得到工业废水的水质数据，所述水质数据包括pH值、浊度值、电导率值和溶解氧含量。

S3，接收所述水质数据采集模块检测的水质数据，根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级。

S4，根据所述水质分析等级，进行实时报警。

其中，根据所述水质数据确定工业废水的水质分析等级，包括：根据所述水质数据分别进行工业废水的水质等级的确定。

所述水质等级包括第一水质等级L1、第二水质等级L2、第三水质等级L3、第四水质等级L4、第五水质等级L5，且L1＞L2＞L3＞L4＞L5。

确定所述水质等级高于或等于第三水质等级L3的次数。

根据所述次数确定所述工业废水的综合水质分析等级。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。

本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。