专利名称：监控水质的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监控供水系统中的水质的方法和装置。特别的，本发明涉及一种 监控供水系统中的水质的方法和装置，同时提高供水系统的对抗系统供水污染的安全性。
背景技术：
现有可用水质监控系统通常都是非常低效的，因为它们通常以预定时间间隔来测 量水质，如每天几次、每周一次或每月一次。这意味着可能在污染物和其他不良粒子已经存 在于流向消费者的水流中很长时间以后才进行实际的检验。这样系统的一个问题是检验的 时间选择并没有和水流中不良粒子产生这一实际事件直接关联。另一个问题是各种微生物 和细菌和水中其他无害微小粒子的尺寸大致相同，这使得滤出这样的微生物和细菌非常困 难。W0/2007/100390公开了一种监控水质并且当水质/清洁度恶化时自动采集水样 用于进一步分析的方法。但是，在某些情况下，供水系统可能遭受进水中污染粒子数量的急 剧增加，例如由于突然的大雨、暴风雨、意外倾卸、化学品、化肥、细菌、寄生虫、病毒、漏油、 藻华、压仓水的倾卸以及其他急剧增加进水污染的这样意外的突然事件。这可能导致整个 供水系统的严重污染。因此，仍需要一种监控供水系统中的水质的改进方法。还需要提供一种供水系统，如水厂，该系统提高对抗污染的安全性，例如改进对抗 由于突发事件造成的进水侧污染的保护。还需要一种保护供水系统免受污染(如由于突发事件造成的进水侧污染)的方法。作为个主要的目的，本发明的目标在于提供一个上面所列问题的解决方案。

发明内容
在第一施例中，本发明是一种监控供水系统中的水质的方法，该供水系统提供 有第一管道，用于从水源输送水；粒子传感器，其用于检测所述第一管道中输送的水中的粒子，所述粒子传感器在 所述管道上的第一位置处与所述第一管道操作性接合；第二管道，其通过第一阀与第一管道流体连通；所述第一阀设置在第一管道上的 位于所述第一位置下游的第二位置处；第三管道，其在所述第一位置下游并且在所述第二位置上游的位置处与第一管道 流体连通；第二阀，其在位于开启位置时允许通过第一管道输送的水流入第三管道；该方法包括通过第一粒子传感器确定由第一管道输送的水中的粒子含量；以及
当确定的粒子含量高于预定水平时，触发关闭第一阀并开启第二阀，以阻止第一 管道中流动的水进入第二管道，并允许第一管道中流动的水进入第三管道。在一个实施例中，提供了第二粒子传感器，其与第二管道操作接合，用于检测所述 第二管道中输送的水中的粒子，所述第二粒子传感器连续检测第二管道水中的粒子；只有 当通过第二管道输送的水中的检测到的粒子含量达到预定水平时，所述第二粒子传感器才 触发取样。在一个实施例中，该方法包括通过第一粒子传感器进一步确定(即在相对于确定 导致第一阀关闭和第二阀开启的粒子含量的时间点较晚的时间点)由第一水管输送的水 中的粒子含量。优选的，在第一管道中流动的水中的粒子含量通过第一粒子传感器被连续 地确定。在一个实施例中，该方法包括当确定的粒子含量高于预定水平时，对第一管道输 送的水的定性参数进行至少一个进一步的分析。该进一步分析优选在第一阀关闭且第二阀 开启时进行。在一个实施例中，该方法包括当确定的粒子含量高于预定水平时，采集由第一管 道输送的水的至少一个水样，并且确定该水的至少一个定性参数的值。取样以及选择性的 水样分析也优选在第一阀关闭且第二阀开启时进行。在一个实施例中，该方法包括仅当确定的粒子含量低于预定水平时才触发开启第 一阀并关闭(即关掉)第二阀。在一个实施例中，该方法包括仅当来自管道的水样的确定的定性参数达到预定值 或在预定范围内时才触发开启第一阀并关闭第二阀。定性参数可以选自如pH、透明度、浊度、传导率、氯、颜色、细菌、藻类、重金属、氧 气、温度、氧化/还原电位(0RP)、微生物(如用PCR技术)、总有机碳(T0C)、总有机氮 (TON)、各种高分子以及高分子络合物的含量(如通过热解气相色谱质谱(PYGC/MQ确定)、 任何化学物质的含量(例如由UV-VIS确定)。在一个实施例中，该方法进一步包括当确定的粒子含量高于预定值时触发警报信 号。本发明还提供了一种用于本发明方法的装置或系统，所述装置或系统包括第一管道，用于从水源输送水；第一粒子传感器，其用于检测第一管道中输送的水中的粒子，所述第一粒子传感 器在所述管道上的第一位置处与所述第一管道操作性接合；第二管道，其通过第一阀与第一管道流体连通；所述第一阀设置在第一管道上的 位于第一位置下游的第二位置处；第三管道，其在所述第一位置下游并且在所述第二位置上游的位置处与第一管道 流体连通；第二阀，其在位于开启位置时允许第一管道输送的水流入第三管道。在一个实施例中，该装置或系统包括第二粒子传感器，用于检测第二管道中输送 的水中的粒子，所述第二粒子传感器与所述第二管道操作性接合。在一个实施例中，该装置或系统还包括用于采集由第一和/或第二管道输送的水 的水样的设备。该装置和系统还可以包括用于对由管道输送的水和/或水样进行所需分析(如化学或生物分析)的设备。


图1是本发明一个实施例中使用的水监控系统的部分示意图；图2是一个显示了一段时间内第二管道中输送的水中检测到的粒子数量的曲线 图的示意图；图3是一个显示了本发明一个实施例中使用的水监控系统的部分功能的示意图；图4是本发明用于供水及监控水质的系统的一个实施例的示意图；以及图5是本发明用于供水及监控水质的系统的一个实施例的另一个示意图；以及图6是本发明中使用的一个水监控系统的部分功能的示意图。
具体实施例方式在用于供水系统中的水质监控的本发明方法和装置中，提供管道，用于将其中的 水从水源输送到水厂。在水源下游且水厂上游的位置处，粒子传感器与该管道操作性接合。 该粒子传感器检测管道的水中粒子并触发关闭第一阀，该第一阀设置在管道上，在该第一 粒子传感器下游并在该水厂上游，只有当水中粒子含量的检测值达到预定水平时才触发所 述关闭，从而阻止管道中的水进入水厂。来自水源的水，通过第二阀的开启转向进入一个转 向管道，而不是通过第一阀进入水厂，所述第二阀设置在第一粒子传感器下游，并在第一阀 上游的位置处与第一管道流体连通。本发明的水厂可以是任意的水厂，如水处理厂、饮用水生产厂，或任何使用、生产、 向用户供应或分配水(尤其是具有质量要求的水)的工厂，如酿酒厂或生产瓶装饮用水或 净化水(如分配给消费者的水)的工厂。 在一个优选实施例中，本发明的装置包括一个用于监控水厂中生产、处理或使用 的水的质量的系统，基本上与W0/2007/100390中描述的一样，所述系统设置在水厂之内或 其下游。此处使用的术语“水源”，是指可以从中获得水流的任何源头，如湖泊、河流、自然 水源、水库、水循环厂等。在一个实施例中，水源是自然水源，如湖泊或河流，或来自自然水 源，如水库。例如，水可以是原水、地表水、地下水、人工渗滤水、湖水、来自水库的水、来自露 天游泳池的水等。水源水中可能存在的粒子可以是任何粒子，如有机或无机颗粒物质，并且可以指 示化学和放射性污染。粒子还可能包括微生物，如细菌、藻类，和寄生虫，如大肠杆菌、隐孢 子虫、贾第鞭毛虫、微胞藻等。细菌通常在0. 5-10微米范围内，隐孢子虫2-7微米，而贾第鞭毛虫粒子通常在 7-20微米范围内。因此，在一个实施例中，本发明的装置包括一个监控供水系统中的水质的设备，其 位于水厂上游，优选紧临水源。在另一个实施例中，本发明装置包括监控供水系统中的水质 的两个设备，其中一个位于水厂上游，优选紧临水源，另一个位于水厂下游或水厂之内。图1显示了本发明水监控系统的部分100的一个实施例，所述部分位于水厂之内 或其下游。该监控系统100与输送水的管道102(压力水管)操作性接合，该管道位于如水处理厂的下游，或位于使用或处理管道102中输送的水的水厂之内。监控系统100包括第 一转向管道104和与之流体连通的第二转向管道119。监控系统100可以同时监控已处理水和未处理水，但是优选位于至少一个水处理 单元之后。粒子传感器106通过管段107与水管102操作性接合，以连续计数和确定水中 流动的微小粒子116的尺寸。由于两个转向管104和119，可以采集粒子传感器106上游和 下游的水样。以这种方式，可以消除所采水样中可能产生的任何变化。水中不良粒子可能包括，例如，微生物、细菌和寄生虫(如隐孢子虫和贾第鞭毛虫 或其他有机污染物)。粒子还可能指示化学和放射性污染。转向管104还具有连接在其上的第一支管109和第二支管111。支管109与流量 调节器113流体连通，而支管111与一个冷却设备或制冷器108直接连通，该冷却设备或制 冷器包含多个存储水样126的容器115。该容器可以存储任何合适体积的水，如从0. 1升至 100升，如1-2升。以这种方式，可以分析还没有通过粒子传感器106的水。管道117在粒子传感器 106和流量调节器113之间延伸。流量调节器的一个功能是通过产生水柱来更精确的设定 水流量，以确保正确的水量通过管道117进入粒子传感器106。该调节器113还可用于在水 进入粒子传感器106之前从水中去除不需要的气泡。机械流量控制器可以用电子流量控制 器来替代。通常微小粒子数量和水质之间存在非常强的联系，因为许多微小粒子都携带污染 物。粒子传感器106可用于计数来自管道107中输送的水中的粒子和已经通过水调节器 113并随后通过管道117和/或119的水中的粒子。如前画指出的，水可以通过第二转向管119从水管102转向并直接进入制冷器 108。以这种方式，可以分析没有通过粒子传感器106的下游水，并可以通过流量调节器113 连接。随后这些水样可以与通过管道1 来自粒子传感器106的水样进行比较。当粒子数 量达到某临界值时，来自粒子传感器106的信号自动触发存储在制冷器中的水样的产生。粒子传感器106可以采用光散射技术、消光技术或任何其他计数流动水中的粒子 的合适技术来计数粒子。设备106可以设置成记录0. 1-500微米范围内的粒子，更优选是 0. 5-100微米范围内的粒子。优选的，设备106可以筛分下列尺寸范围内的粒子0. 5-1微 米、1-2微米、2-7微米、7-20微米以及20-100微米。当然，该设备可以设置成筛分其他合适 的尺寸范围。最优选的，设备106计数尺寸在1-25微米范围内的粒子，该范围包括对水质 监控非常重要的大多数细菌(即使不是全部细菌)和其他微生物。微处理器112，如可编程逻辑配置(PLC)设备，分别通过信号连接121、123、125和 127与计数设备106、流量调节器113、转向管104和第二转向管119操作性接合，用于开启 或关闭水系统100中连接到计数设备106、流量调节器113以及水管104、119的阀。微处理 器112与水系统100的操作者(operator) 114通讯。信号125可以控制阀142、144、146、 148。信号127可以控制第二转向管119的阀150。信号121、123控制管道117中的水流。 该微处理器可以存储所有粒子数，用于进一步分析。在操作时，粒子传感器106连续计数在水管中流动的粒子116。当粒子数在一定时间内达到一个临界值时，如超过50粒子/ml，就会触发警报或 水检验信号128。通常，粒子数不应当超过水流中粒子正常基数的20%，或更优选10%。粒子传感器106自动获得水样126，用于通过操作者114进一步检验和分析。转向管可以连接 一个阀，以便将来自主水管102的水转向，从而获得水样126。该处理器可以是可编程的以 安排不同的水检验体积。水样126优选自动保存在制冷器108中以防止进一步污染。如上 而指出的，微处理器112激活阀，从而使得预定检验体积的水样流入设置在制冷器108中的 容器115。随后操作者114可以分析容器115中的水样126。所有结果被连续记录在处理 器和/或监控器和/或USB存储器和/或闪卡中。警报信号1 还可以被发送到水厂的操作者114。如果粒子数达到一个临界值，则 可以发送一个临界信号130到临界触点132。然而，为了避免不必要的恐慌，临界信号130 可以只有在水样检验确认非常高的污染之后才被发送。可以通过在位置134、136、138、140或任何其他合适位置处采集附加水样来进一 步分析水。操作者可以首先做一个快速分析，以检查水的浊度、颜色、氯、PH、透明度、传导 率、大肠菌群、大肠杆菌或任何其他合适的参数。该操作者还可以在警报信号向外发送之前 进行检查，以确定粒子数的增加不是由水厂自身内部问题导致的。如图2所示，如曲线图150所示粒子数可能逐渐增加并相对粒子数的正常基值158 达到峰值152，随后下降。曲线图150可以设计成显示所有粒子尺寸和/或仅显示预先限定 粒子尺寸范围的粒子，如0. 5-1微米、1-2微米、2-7微米和7-20微米。通过将粒子数筛分 在多个尺寸范围中，操作者可以获得关于何种类型的微生物可能污染了水的信息。达到峰 值152之前的水检验可认为是初级检验154，而峰值之后的检验可认为是二级检验156。初 级检验154的一个目的是触发水检验程序并警示必要的人员。二级检验156的一个目的是 确定没有发生粒子数的附加峰值或实质性的增加。参考图3，其显示了本发明用于监控水质的系统的部分100的功能的示意图。待 检验水202通过歧管201被输送进入发现设备203中，该设备用于通过粒子传感器发现或 检测水的污染物。可以从不同的点将水输送进入该系统，并且该系统可以包括参照水，即 没有被污染的水。水在定性设备204中进行定性，并且信息被发送到一个微处理器监控器 205。当前的水质状况可以显示在一个监控器211中。微处理器205可以利用存储在内部 或外部数据库208中的信息来评估分析结果并将该分析结果与该信息进行比较。如果分析 结果确定应当采样，则来自微处理器205的信息被发送到取样和存储设备206，用于执行水 样采集。与此同时，微处理器205向操作者209发出水样已被采集的指令，而操作者209向 微处理器发出信息已收到的确认。随后操作者209执行人工快速分析207。快速分析207 可以包括涉及PH、透明度、传导率、氯、颜色、细菌、重金属、氧气、温度、0RP、采用PCR技术识 别微生物、T0C, TON、PyGC/MS、UV-VIS，以及其他合适的检验参数的分析。结果送至微处理 器205用于借助数据库208进行评估。此后，信息被送至操作者209确定是否应当进行详 细的实验室分析212。分析212可以包括涉及细菌、寄生虫、有机物及其他合适参数的参数 分析。随后操作者209可以通知风险管理组214，水样已被采集且被送走用于详细的实验 室分析212。详细分析212的结果送至微处理器205，用于借助存储在数据库208中的信息 进行评估。信号被发送至报告和评估单元213，并且微处理器205向风险管理组214提供关 于要采取的步骤的建议。当污染严重时，可以快速触发臭氧消毒单元218以利用臭氧消毒 处理来处理受污染水。警报单元210的用于不同等级和风险的警报可以通过微处理器205 发送到操作者209和风险管理214。可以通过通讯设备217从微处理器205和数据库208获取信息，所述通讯设备可包括GSM、卫星、因特网或任何其他合适的通讯设备或技术。还 可以定期激活或在线激活处理单元216用于自动冲洗清洗、消毒、校准控制、验证、灵敏度/ 精确度评估、传感器203以及取样和存储单元206的维护。作为选择，还可以包括用于自动 现场分析的其他在线测量装置215，其可以在消费者处或系统100中执行或设置。装置215 中的自动分析可以包括参数分析，如图像识别、用自动显微镜观察的细胞计数器、T0C/C0D、 DNA鉴定、大肠杆菌快速检测仪(Colifast)、毒性、放射性和UV-VIS。图4是本发明一个实施例的示意图，其包括在阀302上游位置处与水管301流体 连通的监控系统300。水管301将水输送到位于阀302下游的水厂中。在该图示实施例中， 监控系统100位于水厂(WP)下游，并监控在从水厂输送水的管道102中流动的水的质量。 水厂可以是例如水处理厂。在另一个实施例中，监控系统位于水厂内，该水厂可以是例如酿 酒厂、瓶装饮用水生产厂或任何其他合适的使用水或处理水的工厂。优选的，水监控系统位 于水净化单元的下游，该净化单元例如包括过滤器(如砂过滤器)以及用于化学处理水的 单元。系统300有一个位于水管301中的阀302并且在转向水管306中有另一个阀304。 阀302和304可以处于开启或关闭位置。本领域普通技术人员将会容易的意识到，在一些实施例中，阀302和304执行的功 能实际上可以只通过一个阀，即一个三通阀来同样的完成。在其它实施例中，阀304可以设 置距离阀302 —段距离。因此，在一些实施例中，阀304紧临监控设备308设置，所述监控 设备优选紧临水源。正常情况下，阀302开启而阀304关闭，从而使得管道306中没有水流动，由此管 道301中流动的水连续通过阀302进入水厂，并最终进入管道102。系统300还具有通过管 段310与水管301流体连通的监控设备308，所述管段具有阀312，其也可以位于开启或关 闭位置，但正常是开启的。优选的，监控设备308具有粒子传感器309，其连续检测水管301 中流动的水中的粒子。粒子传感器309通过管段310与水管301操作性接合，以优选连续 地计数，并且可选地确定水中流动的微小粒子318的大小。管段310中流动的水可以通过 合适的流量调节器(未显示)进行调节。还可以采集水管301中流动的水的水样用于进一步分析。水样采集可以设置成当 粒子数达到某个临界值时通过来自粒子传感器309的信号自动触发，该水样可以存储在制 冷器中。粒子传感器309可以采用光散射技术、消光技术或任何其他用于计数流动水中的 粒子的合适技术来计数粒子。粒子传感器309可以设置成记录0. 1-500微米范围内的粒子， 更优选地0. 5-100微米范围内的粒子。优选的，传感器309可以筛分下列尺寸范围中的粒 子0. 5-1微米、1-2微米、2-7微米、7-20微米以及20-100微米。当然，传感器可以设置成 筛分其他合适的尺寸范围。最优选的，传感器309计数尺寸在1-25微米范围内的粒子，该 范围包括对水质监控非常重要的大多数细菌(即使不包括全部细菌)和其他微生物。监控设备308包括微处理器(未显示)，如可编程逻辑配置(PLC)设备，其与传感 器309操作性接合，还与调节进入传感器309的流量的流量调节器(未显示)操作性接合。 该微处理器例如响应传感器309的信号还选择性地触发水样采集，并触发阀304和302的 开启和关闭。该微处理器还可以与警报中心通讯。该微处理器可以存储所有粒子数用于进
9一步分析。转向管306具有进口 314，该进口位于管道301上管段310的位置的下游且阀302 的上游，并转向管306具有一个出口 316。当阀304开启而阀302关闭时，水管301中流动 的水进入进口 314，流过转向管306并通过出口 316流出。该转向流可以持续至阀302重新 开启而阀304关闭。管道306可以使水返回至水源。可选的，管道306中的水可以输送到除污染和/ 或净化单元，并且输送回水源或存储在如水槽中，以便将来使用或进一步处理。在一个实施 例中，通过第三管道306输送的水可以被适当的处理，例如净化和/或除污染，并优选在管 道301上第一位置上游的位置处被输送回管道301中。可选的，不管是否经过处理，通过第 三管道306输送的水都可以被排放。监控设备308具有粒子传感器309，该粒子传感器适用于检测(优选连续地)管道 301中的通过阀312进入管段310的水中的粒子。更特别的，该监控设备308可以监控管道 301中流动的水中的微污染物以及微小粒子318。粒子传感器309可以是粒子计数器，该计 数器计数粒子以确定水管301中流动的水中颗粒污染物的浓度。当污染物粒子318的浓度 或数量达到或超过了阈值，例如预定值，监控设备308立即触发水样采集324，向警报中心 322发送警报信号320，并关闭阀302，以阻止更多的水进入水厂。在一个实施例中，当管道301输送的水中的粒子浓度超过预定阈值预定百分比 时，该触发产生。应当意识到，系统300的主要目的在于监控和检测水中粒子浓度的巨大变 化，其可能发生在如本文所讨论的异常情形下，并且可能引起粒子318浓度突然上升超过 正常浓度范围IO4倍之多或更多。因此，当粒子浓度达到正常波动范围之外的数值时，将触 发关闭阀302并开启阀304。例如，当通过粒子传感器309确定的粒子浓度超过管道301输 送的水中预定平均粒子浓度多于50%、或多于100%、或多于200%、甚至多于500%，如多 于1000%时，阀302和304可以被致动。例如，用于关闭阀302并开启304的阈值可以设置 为粒子浓度超过平均粒子浓度10、100、1000甚至IO4倍，这取决于例如水厂进口侧水的要 求。在一个实施例中，当管道301输送的水中的粒子浓度高于预定阈值持续超出预定 时间间隔时，则监控设备308触发阀304的开启及阀302的关闭。该时间间隔可以很短，如 少于5分钟、少于1分钟甚至少于30秒；或更长，如达到10分钟，或甚至达到20分钟。当 确定的粒子浓度达到预定阈值时，监控设备308还可以没有任何迟延地触发阀304的开启 及阀302的关闭。污染粒子318的过量可能是由突降的大雨、暴风雨、意外倾卸、化学品、化肥、细 菌、寄生虫、病毒、漏油、藻华、压仓水的倾卸以及其他这样的可能急剧增加管道301中水污 染的意外突然事件引起的。污染粒子浓度的增加可以表示成正常预定水平的百分比或由表 示水管301中进水过量污染的任何其他合适方式表示。系统300的一个重要的优势在于污 染的发现，关闭及采集水样可以发生在发现的数秒或数分钟之内。在传统的系统中，可能需 要几天来发现并清理受污染的水厂。应当理解，设定触发关闭阀302并开启阀304的粒子318浓度阈值将取决于涉及 具体情况的各种因素，并最终将取决于进入水厂以在那里被使用或处理的水质要求。该监控系统300的一个优势在于，从发现污染粒子318的浓度达到或超过阈值的数秒或数分钟之内，可以致动阀302和304，以阻止污染物318进入水厂及水管102。随后 可以分析水样324，同时水流通过转向管道306转向。事实上，水可以通过管道306转向几 个小时，或者转向必需的时间，因而在阀302重新开启使水流入水厂和水管102之前有足够 的时间分析水样324以确保污染物浓度恢复正常。通常，水厂适于处理污染物318浓度小 的变动，但不适于处理突然且急剧的污染增加，如上面所列事件可能导致的污染。因此，监 控系统300防止水厂被污染并提供了预警。监控系统100和300可以相互通讯。图5是本发明实施例的另一个示意图。在图5中，进水泵303将水从水源(如湖 泊)供给水厂(WP)。水通过管道301、阀302和管道102输送。正常情况下，阀302开启而 阀304关闭。阀312优选总是开启并向监控设备308供水。当监控设备308报告存在污染 时，阀302将会自动关闭，而阀304将会开启，因此将没有水被供给水厂，并且使得管道301 中的水流过转向管306及在316处流出。在316处流出的水可以返回原来的水源。当代表 管道301中水的检测值，如粒子数，恢复正常或预定水平时，阀304将关闭而阀302将重新 开启。虽然图5中所示实施例显示了位于水厂(WP)内的监控设备，但应当理解的是，只 要监控设备在希望其可以监控系统供水质量的位置处与供水系统操作性接合，则该监控设 备也可以位于水厂的下游。参考图6，其显示了本发明水质监控系统部分300的功能的示意图。待检验水402 通过歧管401输送进入发现设备403，该发现设备采用粒子传感器发现或检测水的污染。可 以从多个点将水输送进入该系统，并且该系统可以包括参照水，即没有被污染的水。水在 定性设备404中被定性且信息发送至微处理器监控器405。当前的水质状况可以显示在监 控器411中。微处理器405可以利用存储在内部或外部数据库408中的信息评估分析结 果并将该分析结果与该信息进行比较。如果分析结果确定水中粒子含量达到了预定阈值， 则微处理器将触发第一和第二阀的致动418，即关闭第一阀并开启第二阀304，从而将管道 102中的水流转向到管道306(图4)。还可以采集由管道301(图4)输送的水样，在这种情 况下，来自微处理器405的信息被发送到取样和存储设备406，用于执行水样采集。与此同 时，微处理器405向操作者409发出水样已被采集的指令，而操作者409向微处理器发出 信息已收到的确认。随后操作者409执行人工快速分析407。快速分析407可以包括涉及 PH、透明度、浊度、传导率、氯、颜色、细菌、藻类、重金属、氧气、温度、0RP、采用PCR技术识别 微生物、T0C, TON、PyGC/MS、UV-VIS，以及其他合适的检验参数的分析。结果送至微处理器 405用于借助数据库408进行评估。此后，信息被送至操作者409确定是否应当进行详细 的实验室分析412。分析412可以包括涉及细菌、寄生虫、有机物及其他合适参数的参数分 析。随后操作者409可以通知风险管理组414水样已被采集且被送走用于详细实验室分析 412。详细分析412的结果送至微处理器405，用于借助存储在数据库408中的信息进行评 估。信号发送至报告和评估单元413，并且微处理器405向风险管理组414提供关于要采取 的步骤的建议。可以选择触发臭氧消毒单元418以利用臭氧消毒处理来处理受污染水。警 报单元410的用于不同等级和风险的警报可以通过微处理器405发送到操作者409和风险 管理414。可以通过通讯设备417从微处理器405和数据库408获取信息，所述通讯设备可 包括GSM、卫星、因特网或任何其他合适的通讯设备或技术。还可以定期激活或在线激活处 理单元416用于自动冲洗清洗、消毒、校准控制、验证、灵敏度/精确度评估、传感器403以及取样和存储单元406的维护。可选的，还可以包括用于自动现场分析的其他在线测量装 置415。装置415中的自动分析可以包括参数分析，如图像识别、用自动显微镜观察的细胞 计数器、T0C/C0D、DNA鉴定、大肠杆菌快速检测仪(Colifast)、毒性、放射性和UV-VIS。—旦水的进一步分析和定性确定管线301中输送的水的质量再次符合要求，则微 处理器405将会发送信号给阀302以让阀302重新开启而发送信号给阀304以让阀304关 闭。该进一步分析可以包括确定粒子数达到低于阈值的一个数值，该阈值可以与用于触发 关闭阀302并开启阀304的阈值相同或不同。用于开启阀302并关闭阀304的信号也可以 基于水的任何补充特性，如涉及PH、透明度、浊度、传导率、氯、颜色、细菌、藻类、寄生虫、重 金属、氧气、温度、0RP、采用PCR技术识别微生物、T0C、T0N、PyGC/MS、UV-VIS，以及任何其他 合适的检验参数。通过以上描述，很明显本发明提供了一种用于预警供水系统的污染并保护供水系 统不被污染的装置和方法。实际上，本发明的装置和方法将允许快速检测从水源到水厂的 水流中的突发污染事件，允许水流从其正常路径转向从而保护水厂不受进水中超高污染水 平的影响。通过这种方法，在保护水厂中的单元(如过滤器)不被污染的同时，可以生产更 加均质的水。尽管依据优选实施例对本发明进行了描述，但应当被理解的是，在不背离下面权 利要求的主旨和范围的情况下，可以对这些实施例进行一定数量的替换和变动。
权利要求
1.一种监控供水系统中的水质的方法，该供水系统提供有第一管道(301)，用于从水源输送水；第一粒子传感器(309)，用于检测第一管道(301)中输送的水中的粒子，所述粒子传感 器(309)在第一管道(301)上的第一位置处与第一管道(301)操作性接合；第二管道(102)，其通过第一阀(30 与第一管道(301)流体连通；所述第一阀(302) 设置在第一管道(301)上的位于第一位置下游的第二位置处；第三管道(306)，其在第一位置下游并且在第二位置上游的位置处与第一管道(301) 流体连通；第二阀(304)，其在位于开启位置时允许由第一管道(301)输送的水流入第三管道 (306)；该方法包括通过第一粒子传感器(309)确定由第一管道(301)输送的水中的粒子(318)含量；和当确定的粒子(318)含量高于预定水平时，触发关闭第一阀(302)并开启第二阀 (304)，以阻止第一管道(301)中流动的水进入第二管道(10 ，并允许第一管道(301)中流 动的水进入第三管道(306)。
2.根据权利要求1所述的方法，包括当第一阀(30 关闭且第二阀(304)开启时，进一 步确定由第一水管(301)输送的水中的粒子(318)含量。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括当确定的粒子(318)含量高于预定 水平时，对由第一管道(301)输送的水的另外定性参数进行至少一个分析。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，包括当确定的粒子(318)含量高于预定水平 时，采集由第一管道(301)输送的水的至少一个水样，并针对该水样的至少一个定性参数 分析该水样。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，包括仅当确定的粒子(318)含量低于预定水 平时才触发开启第一阀(302)并关闭第二阀(304)。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，包括仅当由第一管道(301)输送的水的至少 一个定性参数的分析结果在所述参数的预定范围内时，才触发开启第一阀(302)并关闭第 二阀(304)。
7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，包括仅当水样的至少一个定性参数的分析结 果在所述参数的预定范围内时，才触发开启第一阀(302)并关闭第二阀(304)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，进入第三管道(306)的水返回到水源。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，进一步包括当由第一管道(301)输送的水的 确定的粒子(318)含量高于预定值时，触发警报信号。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中，由第一管道(301)输送的水中的粒子 (318)含量被连续地确定。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其中，提供用于检测第二管道(102)中输送 的水中的粒子并且与第二管道(10 操作性接合的第二粒子传感器(106)；该方法包括确 定所述第二管道(102)的水中的粒子含量；以及当由所述第二管道(10 输送的水中确定 的粒子含量高于预定水平时，触发采集由所述第二管道(10 输送的水的水样。
12.—种监控供水系统中的水质的装置，包括第一管道(301)，用于从水源输送水；第一粒子传感器(309)，用于检测第一管道(301)中输送的水中的粒子，所述粒子传感 器(309)在第一管道(301)上的第一位置处与第一管道(301)操作性接合；第二管道(102)，其通过第一阀(30 与第一管道(301)流体连通；所述第一阀(302) 设置在第一管道(301)上的位于第一位置下游的第二位置处，；第三管道(306)，其在第一位置下游并且在第二位置上游的位置处与第一管道(301) 流体连通；第二阀(304)，其在位于开启位置时允许由第一管道(301)输送的水流入第三管道 (306)。
13.如权利要求12所述的装置，包括用于检测在第二管道(102)中输送的水中的粒子 的第二粒子传感器(106)，该第二粒子传感器与第二管道(10 操作性接合。
全文摘要
本发明公开一种监控水质的方法和装置。一种水供应和监控系统包括第一水管；粒子传感器，用于检测所述管道中的第一位置处的水中的粒子；第二管道，其通过设置在第一管道上的位于第一位置下游的第二位置处的第一阀与第一管道流体连通；第三管道，其在第一和第二位置之间的位置处与第一管道流体连通；第二阀，其允许由第一管道输送的水流入第三管道。一种使用所述装置的方法，包括确定第一管道中的水中的粒子含量；当确定的粒子含量高于预定水平时，触发关闭第一阀并开启第二阀，由此，在第一管道中流动的水从第二管道转向进入第三管道。
文档编号G01N33/18GK102073292SQ20101016177
公开日2011年5月25日 申请日期2010年3月4日 优先权日2009年11月19日
发明者S·乔杜里 申请人:普里德克特有限公司