申請(qǐng)日2014.11.04

　　公開(kāi)(公告)日2015.11.11

　　IPC分類(lèi)號(hào)G01N27/26; G01N35/00

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種污染監(jiān)測(cè)設(shè)備，尤其涉及一種無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)采用MCU模塊統(tǒng)一控制整個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化，同時(shí)可以通過(guò)無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)MCU模塊的工作頻率、工作狀態(tài)和電源系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，真正實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)、快速分析、集成度較高、低功耗、智能化和無(wú)人值守的特點(diǎn)，適應(yīng)于設(shè)備在整個(gè)敏感流域的多點(diǎn)布控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工廠重金屬污水偷排和漏排的情況、應(yīng)對(duì)突發(fā)性重金屬超標(biāo)事件、滿足快速響應(yīng)的需求、及時(shí)為環(huán)保部門(mén)提供實(shí)時(shí)和在線數(shù)據(jù)，提升相關(guān)河水流域的應(yīng)急能力等各方面需求。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括：

　　PH值傳感器(1)、重金屬污水自動(dòng)采集裝置、微型電化學(xué)傳感 器(11)、污水存儲(chǔ)裝置、清洗裝置和自動(dòng)控制裝置，遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè) 終端;

　　所述PH值傳感器(1)連接所述自動(dòng)控制裝置，所述自動(dòng)控制 裝置包括MCU模塊(2)、無(wú)線通信模塊(3)、GPS模塊(4)和 電源模塊(5)，所述微型電化學(xué)傳感器(11)、無(wú)線通信模塊(3)、 GPS模塊(4)和電源模塊(5)分別連接所述MCU模塊(2)，所 述無(wú)線通信模塊(3)與所述遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)終端實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信;

　　所述重金屬污水自動(dòng)采集裝置包括第一水位計(jì)(10)和依次連接 的第一進(jìn)水管(T1)、第一閥門(mén)(K1)、第一抽水泵(6)、第一過(guò) 濾網(wǎng)(7)、紫外線燈管(8)、水箱(9)、第二閥門(mén)(K2)和存水 罐(12)，所述水箱(9)中設(shè)有所述微型電化學(xué)傳感(11)和所述 第一水位計(jì)(10);

　　所述污水存儲(chǔ)裝置包括第五閥門(mén)(K5)、廢液罐(20)，所述 水箱(9)、所述第五閥門(mén)(K5)和所述廢液罐(20)依次連接;

　　所述清洗裝置包括第二水位計(jì)(17)和依次連接的第二進(jìn)水管 (T2)、第三閥門(mén)(K3)、第二抽水泵(13)、第二過(guò)濾網(wǎng)(14)、 納濾膜組件(15)、清水箱(16)、第四閥門(mén)(K4)、清洗泵(18) 和沖洗噴頭(19)，所述沖洗噴頭(19)設(shè)置于所述水箱(9)中， 所述清水箱(16)中設(shè)有所述第二水位計(jì)(17)。

　　2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特 征在于，所述電源模塊(5)包括蓄電池系統(tǒng)、太陽(yáng)能系統(tǒng)或風(fēng)能系 統(tǒng)。

　　3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特 征在于，所述無(wú)線通信模塊(3)為3G/GPRS無(wú)線通信模塊。

　　4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特 征在于，所述第一閥門(mén)(K1)、第二閥門(mén)(K2)、第三閥門(mén)(K3)、 第四閥門(mén)(K4)和第五閥門(mén)(K5)均與所述MCU模塊(2)連接;

　　當(dāng)水箱(9)中的水位超過(guò)所述第一水位計(jì)(10)的設(shè)定值時(shí)， 所述MCU模塊(2)控制所述第一閥門(mén)(K1)關(guān)閉，第一抽水泵(6) 停止運(yùn)行，重金屬污水監(jiān)測(cè)完畢后，所述MCU模塊(2)控制所述 第二閥門(mén)(K2)開(kāi)啟，重金屬污水進(jìn)入存水罐(12)后，所述第二 閥門(mén)(K2)關(guān)閉;第二抽水泵(13)開(kāi)始運(yùn)行，所述第三閥門(mén)(K3) 開(kāi)啟，當(dāng)所述清水箱(16)中水位高于第二水位計(jì)(17)的設(shè)定值時(shí)， 所述第二抽水泵(13)停止運(yùn)行，所述第三閥門(mén)(K3)關(guān)閉，所述 清洗泵(18)開(kāi)始工作，所述第四閥門(mén)(K4)開(kāi)啟，所述沖洗噴頭 (19)清洗所述水箱(9)和所述微型電化學(xué)傳感(11)后，第五閥 門(mén)(K5)開(kāi)啟，清洗后的廢水進(jìn)入所述廢液罐(20)。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污染監(jiān)測(cè)設(shè)備，尤其涉及一種無(wú)人值守的重金屬 污水監(jiān)測(cè)設(shè)備。

　　背景技術(shù)

　　重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，但是由于人類(lèi)采 礦、冶煉、制造產(chǎn)品、排放廢水廢氣、處置固體廢物、利用污水進(jìn)行 灌溉和使用重金屬制品的過(guò)程中，造成不少重金屬進(jìn)入大氣、水、土 壤環(huán)境后，就會(huì)存留、積累和遷移，可引起多種疾病甚至癌癥，而且 危害還可以遺傳到下一代。

　　我國(guó)正處于工業(yè)化的加速發(fā)展時(shí)期，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的 轉(zhuǎn)變的道路還很漫長(zhǎng)，環(huán)境保護(hù)的責(zé)任依然重大。特別是近年來(lái)，逃 避環(huán)保監(jiān)管的手段進(jìn)一步升級(jí)，一些社會(huì)責(zé)任意識(shí)比較淡薄的企業(yè)處 于降低生成成本與重金屬污水處理費(fèi)用的角度考慮，對(duì)治污設(shè)施進(jìn)行 閑置或者存在偷排、漏排的現(xiàn)象，給環(huán)保監(jiān)督工作提出了新的要求和 挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)為：1、采樣程序繁瑣，目前環(huán)保部門(mén)還是多以人工 采樣為主，樣品送回實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)。操作過(guò)程容易受到外界污染從而影 響檢驗(yàn)結(jié)果;2、實(shí)驗(yàn)分析所需時(shí)間較長(zhǎng)，不利于應(yīng)對(duì)突發(fā)性事件;3、 取證困難，由于相關(guān)企業(yè)偷排、漏排污水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)巧妙，很難被發(fā) 現(xiàn)，因此很難及時(shí)對(duì)于污染源進(jìn)行取證，環(huán)保部門(mén)執(zhí)法時(shí)缺乏有效的 客觀數(shù)據(jù)。

　　目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的重金屬監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)都存在一些缺點(diǎn)。主要 是設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)檢測(cè)條件要求較高，數(shù)據(jù)處理能力不強(qiáng)，功 耗較大，與其它系統(tǒng)兼容性差，難以滿足實(shí)時(shí)、在線和無(wú)人值守的需 要。特別是近年，突發(fā)事件頻發(fā)，對(duì)于多點(diǎn)監(jiān)控、重金屬擴(kuò)散范圍的 預(yù)測(cè)要求更加迫切，需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)人值守的多點(diǎn)布控 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，直接結(jié)合地理信息對(duì)擴(kuò)散濃度和范圍進(jìn)行精確預(yù)測(cè)。

　　因此，設(shè)計(jì)一種適合野外惡劣環(huán)境的、快速檢測(cè)、快速分析、集 成度較高的一體化的重金屬元素的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，成為本領(lǐng)域技術(shù)人 員日后的主要研究方向。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種適合野外惡劣環(huán)境的、 快速檢測(cè)、快速分析、集成度較高的一體化無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān) 測(cè)設(shè)備以克服現(xiàn)有技術(shù)中缺陷不足。

　　本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

　　一種無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，包括：

　　PH值傳感器、重金屬污水自動(dòng)采集裝置、微型電化學(xué)傳感器、 污水存儲(chǔ)裝置、清洗裝置和自動(dòng)控制裝置，遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)終端;

　　所述PH值傳感器連接所述自動(dòng)控制裝置，所述自動(dòng)控制裝置包 括MCU模塊、無(wú)線通信模塊、GPS模塊和電源模塊，所述微型電化 學(xué)傳感器、無(wú)線通信模塊、GPS模塊和電源模塊分別連接所述MCU 模塊，所述無(wú)線通信模塊與所述遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)終端實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信;

　　所述重金屬污水自動(dòng)采集裝置包括第一水位計(jì)和依次連接的第 一進(jìn)水管、第一閥門(mén)、第一抽水泵、第一過(guò)濾網(wǎng)、紫外線燈管、水箱、 第二閥門(mén)和存水罐，所述水箱中設(shè)有所述微型電化學(xué)傳感和所述第一 水位計(jì);

　　所述污水存儲(chǔ)裝置包括第五閥門(mén)、廢液罐，所述水箱、所述第五 閥門(mén)和所述廢液罐依次連接;

　　所述清洗裝置包括第二水位計(jì)和依次連接的第二進(jìn)水管、第三閥 門(mén)、第二抽水泵、第二過(guò)濾網(wǎng)、納濾膜組件、清水箱、第四閥門(mén)、清 洗泵和沖洗噴頭，所述沖洗噴頭設(shè)置于所述水箱中，所述清水箱中設(shè) 有所述第二水位計(jì)。

　　較佳的，上述的無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述電 源模塊包括蓄電池系統(tǒng)、太陽(yáng)能系統(tǒng)或風(fēng)能系統(tǒng)。

　　較佳的，上述的無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述無(wú) 線通信模塊為3G/GPRS無(wú)線通信模塊。

　　較佳的，上述的無(wú)人值守的重金屬污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中，所述第 一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)、第四閥門(mén)和第五閥門(mén)均與所述MCU 模塊連接;

　　當(dāng)水箱中的水位超過(guò)所述第一水位計(jì)的設(shè)定值時(shí)，所述MCU模 塊控制所述第一閥門(mén)關(guān)閉，第一抽水泵停止運(yùn)行，重金屬污水監(jiān)測(cè)完 畢后，所述MCU模塊控制所述第二閥門(mén)開(kāi)啟，重金屬污水進(jìn)入存水 罐后，所述第二閥門(mén)關(guān)閉;第二抽水泵開(kāi)始運(yùn)行，所述第三閥門(mén)開(kāi)啟， 當(dāng)所述清水箱中水位高于第二水位計(jì)的設(shè)定值時(shí)，所述第二抽水泵停 止運(yùn)行，所述第三閥門(mén)關(guān)閉，所述清洗泵開(kāi)始工作，所述第四閥門(mén)開(kāi) 啟，所述沖洗噴頭清洗所述水箱和所述微型電化學(xué)傳感后，第五閥門(mén) 開(kāi)啟，清洗后的廢水進(jìn)入所述廢液罐。

　　上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

　　本監(jiān)測(cè)設(shè)備采用MCU模塊統(tǒng)一控制整個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的 自動(dòng)化，同時(shí)可以通過(guò)無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)MCU模塊的工作頻率、 工作狀態(tài)和電源系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，真正實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)、快速分析、 集成度較高、低功耗、智能化和無(wú)人值守的特點(diǎn)，適應(yīng)于設(shè)備在整個(gè) 敏感流域的多點(diǎn)布控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工廠重金屬污水偷排和漏排的情況、 應(yīng)對(duì)突發(fā)性重金屬超標(biāo)事件、滿足快速響應(yīng)的需求、及時(shí)為環(huán)保部門(mén) 提供實(shí)時(shí)和在線數(shù)據(jù)，提升相關(guān)河水流域的應(yīng)急能力等各方面需求。