摘 要：污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)是一套以在線自動分析儀器為核心，以移動通訊為傳輸媒介，運用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機應用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通迅網(wǎng)絡所組成的一個綜合性的在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。本文就新創(chuàng)建環(huán)保投資管理有限公司在廣州污水處理廠安裝的重點污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)工程作詳細介紹和說明。這項工程已通過環(huán)保局驗收并得到環(huán)保局領(lǐng)導好評。

關(guān)鍵詞：重點污染源在線監(jiān)測

一、概述

環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境管理工作“點多，面廣、量大”，而且具有“全方面、全天候、全時制”的特點，為了徹底解決環(huán)境執(zhí)法人員不足的問題，節(jié)約執(zhí)法成本，提高監(jiān)察效能，必須采用自動化、信息化，科學化的高科技手段，建設(shè)污染源在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)涵蓋水質(zhì)監(jiān)測、煙氣自動監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測，以及移動污染源監(jiān)測等多種環(huán)境在線監(jiān)測應用。廣州市管轄的區(qū)域面積比較大，重點污染源眾多，一旦出現(xiàn)重大事故，將對水體、大氣環(huán)境造成嚴重污染，對人民群眾的財產(chǎn)、健康、生命構(gòu)成極大威脅，在全市建立完善的污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行，實時掌握污染源的狀況，控制污染的發(fā)展。

二、污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成

1.采樣單元

主要完成對樣品的采集，在設(shè)計上必須對各種氣候、地形、水位變化及水中泥沙等提出相應解決措施，因此，要配有水質(zhì)預處理系統(tǒng)，預處理系統(tǒng)中有機箱、除砂器、微濾器、清洗、自動控制幾部分組成。能夠自動連續(xù)地與整個系統(tǒng)同步工作，向系統(tǒng)提供可靠的、有效水樣，滿足在線監(jiān)測儀表的水質(zhì)要求。

2.監(jiān)測單元

由一系列的自動分析儀和測量儀器組成，根據(jù)排污企業(yè)不同的排污因子，選擇不同的在線分析儀安裝在企業(yè)的排污口。公司安裝的在線監(jiān)測的污水處理廠包含五個監(jiān)測項目，分別為流量、化學需氧量、氨氮、總磷和懸浮物，所以在每個站房安裝有超聲波或電磁流量計，美國哈希公司的COD在線分析儀、氨氮在線分析儀、總磷在線分析儀、懸浮物/濁度分析儀，并具備數(shù)據(jù)輸出接口。

3.數(shù)據(jù)采集單元

在排污口現(xiàn)場同樣安裝GPRS數(shù)據(jù)采集終端，即數(shù)據(jù)采集器（WH-JC2000在線監(jiān)測儀），通過RS232/485接口或4~20mA標準信號與污染源在線監(jiān)測儀器連接，數(shù)據(jù)采集器對監(jiān)測儀器（流量、COD、總磷、懸浮物、氨氮）的測量數(shù)據(jù)進行分析、存儲、匯總，并通過無線網(wǎng)絡傳送到監(jiān)控中心，它是系統(tǒng)獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)的主要來源，同時也是因為WH-JC2000在線監(jiān)測儀的設(shè)計特點使得“統(tǒng)一的監(jiān)測平臺”理念得以實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)采集器的特點

兼容性：可與模擬信號接口（4-20mA、0-10mA、0-5V、1-5V）。數(shù)字信號接口（RS232、RS485）的在線監(jiān)測儀表連接；涵蓋在線監(jiān)控的多種應用，包括：水質(zhì)（生活污水、工業(yè)污水、地表水）、煙氣、大氣環(huán)境、噪聲；支持TCP/IP協(xié)議；支持HTTP、POP3、SMTP、FTP協(xié)議；具備進行遠程診斷，維護和服務功能。

穩(wěn)定性：采用嵌入式的操作系統(tǒng)，減少了其它因素造成故障的可能性，具有自診斷、自恢復的功能；平均無故障工作時間MTBF＞1000小時；具有抗電磁干擾的能力；具有強的氣候環(huán)境適應能力，耐高（低）溫、防塵；具有機械環(huán)境適應性，耐沖擊。

安全性：具有脫網(wǎng)運行能力，在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時不丟失數(shù)據(jù)；采用嚴格的身份認證機制；數(shù)據(jù)傳輸過程采用校驗、加密措施。

可擴展性：為了適應未來系統(tǒng)擴展的要求，在滿足現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上預留足夠的設(shè)備容納性以便系統(tǒng)擴充之用；控制部件（軟、硬件）采用集中式結(jié)構(gòu)，嵌入式等技術(shù)措施，可以方便靈活進行擴充，充分保證系統(tǒng)在將來的適應性；具備遠程軟件升級功能。

4.數(shù)據(jù)傳輸單元和處理單元通過GPRS無線傳輸，將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到中國移動、電信網(wǎng)絡中心。環(huán)保局和運營服務中心分別通過專線與中國移動、電信網(wǎng)絡中心連接。在電信安裝一臺具有較高性能、高可靠性的服務器作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器，完成監(jiān)測數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、保存和存儲功能。，保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行，在此服務器上安裝并運行《EnvOnlineDatacenter》軟件，完成監(jiān)測點與環(huán)保局的聯(lián)網(wǎng)功能，在環(huán)保局的若干PC機上同樣安裝EnvOnline客戶端軟件，完成污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的運營管理和維護功能。

三、污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的特點與功能

1.穩(wěn)定、可靠、安全

系統(tǒng)采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸方式，徹底擺脫了有線的束縛，適用范圍廣，運行成本低，它將采集到的數(shù)據(jù)立即發(fā)送到數(shù)據(jù)接入服務器并存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，杜絕了因數(shù)據(jù)采集終端發(fā)生故障而導致丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，充分保證了數(shù)據(jù)的安全；數(shù)據(jù)采集終端具有脫網(wǎng)運行的能力，當網(wǎng)絡或數(shù)據(jù)接入服務器發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)采集服務終端臨時存儲數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡連結(jié)，系統(tǒng)恢復正常后，將緩存的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)服務中心；另一方面進入系統(tǒng)有嚴格的身份認證，數(shù)據(jù)傳輸過程中采用校驗、加密措施，保證了數(shù)據(jù)的準確性與安全性。

2.實時在線

數(shù)據(jù)接入服務器與數(shù)據(jù)采集終端保持實時在線連接，使環(huán)保部門可以及時準確掌握各個企業(yè)污染物排放口實際運行情況和污染物排放發(fā)展趨勢與動態(tài)，實時觀看所有排污口每隔5min的數(shù)據(jù)變化情況。

3.全面控管

同一時刻對所有企業(yè)的污染源進行實時在線監(jiān)測，在同一個界面，只需觀察屏幕上各個企業(yè)的圖標樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個污染物排放口的設(shè)備運行情況，污染物排放濃度、流量、排放量等信息。

4.實時報警

可分為超標報警、故障報警和黃色預警。

（1）超標報警：當污染物的排放濃度超過了預先設(shè)定的數(shù)值時，系統(tǒng)啟動超標報警，相應企業(yè)的圖標會不停閃爍，同時發(fā)出報警聲，此外還可以通過短信方式，通知相應的管理人員。

（2）故障報警：當數(shù)據(jù)采集終端或污染源在線監(jiān)測儀表發(fā)生故障時，系統(tǒng)便會發(fā)出故障的報警信號。

（3）黃色預警：污染物濃度接近超標上限，發(fā)出預警信號，管理部門可及時通知企業(yè)采取措施，進行處理，控制污染物超標排放，對污染物排放量發(fā)展趨勢過快的情況提前預警。

5.豐富的統(tǒng)計與管理體制功能

依據(jù)排污申報，環(huán)境統(tǒng)計等報表要求，全面反映企業(yè)的其本資料，以圖標、表格、圖形等形式實時展現(xiàn)排污口設(shè)備的運行狀況，污染物排放濃度、流量、排放量等信息，可以匯總統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)所有污染物的排放總量，掌握和量化污染物的排放趨勢，為區(qū)域內(nèi)控制污染物排放總量提供技術(shù)支持，為環(huán)保部門現(xiàn)場執(zhí)法和排污收費提供依據(jù)。

6.總量控制與管理

整個系統(tǒng)充分體現(xiàn)總量控制的原則，為管理提供依據(jù)，為決策提供支持，各種的統(tǒng)計分析報表和圖表上都能分類匯總得到每種污染物的排放量，根據(jù)污染物的核定排污總量可以直觀的對比分析，跟蹤每種污染物的排放總量的發(fā)展變化趨勢曲線，得出是否超過核定值的結(jié)論，同時結(jié)合目前企業(yè)的狀況以及歷史同期數(shù)據(jù)的比對分析，對于排放總量趨勢發(fā)展將要超過核定值的狀況給予預警，充分體現(xiàn)管理企業(yè)，為企業(yè)服務的宗旨。匯總統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)所有污染物排放總量，掌握和量化污染物的排放趨勢，為區(qū)域內(nèi)控制污染物排放總量提供技術(shù)支持，為環(huán)保部門現(xiàn)場執(zhí)法和排污收費提供依據(jù)。

7.遠程訪問

通過互聯(lián)網(wǎng)可了解各個監(jiān)控點運轉(zhuǎn)情況，獲取實時在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。

8.日志管理

分類匯總統(tǒng)計各種報警及故障信息形成日志，通過系統(tǒng)日志能分析數(shù)據(jù)的準確性，有效性，同時還可以全面了解在線監(jiān)測設(shè)備的運行狀況，便于系統(tǒng)的管理和維護，日志管理包括報警日志、故障日志、停電日志。

9.可擴展性

以污染源在線監(jiān)控為基礎(chǔ)，拓展到大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、地表水質(zhì)監(jiān)測和噪聲監(jiān)測，組成完整的在線監(jiān)測體系，以在線監(jiān)測系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，整個系統(tǒng)可以向更深的層次擴展。以環(huán)境地理信息系統(tǒng)（GIS）為基礎(chǔ)平臺建立統(tǒng)一的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，包括在線監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、應急指揮系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)等，各個系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，每一部分可以單獨完成相應的功能，同時各個子系統(tǒng)可以有機的組合成一個整體，最大限度的滿足用戶需求，系統(tǒng)配置靈活，可以在各個子系統(tǒng)之間任意組合，同時預留豐富接口，便于系統(tǒng)進一步擴展，最大限度地保護用戶的投資。

四、系統(tǒng)運行效果

該系統(tǒng)自2006年6月運行以來，數(shù)據(jù)傳輸暢通、安全、準確，設(shè)備運行穩(wěn)定。通過比對實驗，COD、氨氮、總磷、懸浮物相對誤差≤±10%，遠程數(shù)據(jù)傳輸故障率小于1%，數(shù)據(jù)捕捉率98%，服務器能保存數(shù)據(jù)15年以上。本系統(tǒng)不僅是管理的工具，還是服務的載體，為環(huán)保局提供高質(zhì)量的服務。
 

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