排污在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案
來源： 閱讀：3553 更新時間：2013-01-18 09:45當(dāng)前，環(huán)境問題是我國面臨的主要社會問題之一，而工業(yè)企業(yè)的排污是我國環(huán)境污染的主要源頭之一，為了更好地監(jiān)控企業(yè)的排污情況，很多地區(qū)都采用在線監(jiān)控的方式進(jìn)行。中海石油化學(xué)公司是海南省的重點(diǎn)化工企業(yè)，也是海南省的污水治理先進(jìn)單位。在以前，海南省環(huán)保部門對企業(yè)的排污監(jiān)控主要是通過定期或不定期的抽查進(jìn)行的，這樣即費(fèi)時費(fèi)力，又難以做到準(zhǔn)確。2006年初，海南省環(huán)保局下發(fā)文件，要求水污染重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)安裝在線監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)海南省環(huán)保監(jiān)測部門通過遠(yuǎn)程方式實時地監(jiān)控各重點(diǎn)單位的排污狀況。環(huán)保部門通過取得的在線監(jiān)控儀器的數(shù)據(jù)，還有望成為執(zhí)法證據(jù)。中海石油化學(xué)股份有限公司被納入海南省第一批在線監(jiān)控系統(tǒng)實施范圍。
中海石油化學(xué)公司主要生產(chǎn)產(chǎn)品是尿素和甲醇，其納入監(jiān)控范圍是氨氮、COD和排放量三個指標(biāo)。因此中；瘜W(xué)公司的排污監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)的就是將氨氮、COD和排放量三項在線檢測數(shù)據(jù)實時的傳輸?shù)胶Ｄ鲜…h(huán)保監(jiān)測站的主系統(tǒng)中，以滿足環(huán)保部門對公司的排污情況進(jìn)行監(jiān)控。
中海石油化學(xué)公司自成立之日起就非常重視環(huán)境保護(hù)和污水處理。并在二期尿素項目建設(shè)的同時建了污水處理廠，并實現(xiàn)了二期污水的集中處理排放。在三期甲醇項目建設(shè)期間，對污水處理廠進(jìn)行了擴(kuò)建，并將原一期裝置區(qū)的生產(chǎn)和生活污水也引入污水處理廠，實現(xiàn)了全部的生產(chǎn)和生活污水的處理和集中排放。為了進(jìn)一步提升公司的社會形象及企業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，中海石油化學(xué)公司領(lǐng)導(dǎo)、安全環(huán)保部、技術(shù)裝備部、裝置保運(yùn)部、化肥一二部及其他相關(guān)部門非常重視排污在線監(jiān)測系統(tǒng)的立項、設(shè)計、實施和驗收。在公司領(lǐng)導(dǎo)和各部門的指導(dǎo)和支持下，我根據(jù)國家和海南省的相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，對我公司的在線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。經(jīng)過了幾個月的基礎(chǔ)建設(shè)、系統(tǒng)安裝和調(diào)試之后，于2007年5月系統(tǒng)通過了海南省環(huán)保監(jiān)測部門的驗收，系統(tǒng)的各項運(yùn)行指標(biāo)都達(dá)到或超過省相關(guān)規(guī)定的要求。
1. 排污在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
排污在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)、設(shè)計依據(jù)及功能要求
重視環(huán)保建設(shè)，自覺接受國家環(huán)保監(jiān)測部門對公司排污情況進(jìn)行在線監(jiān)控，體現(xiàn)了中海石油化學(xué)股份有限公司（以下簡稱中；瘜W(xué)公司）對國家和社會負(fù)責(zé)的態(tài)度，同時也是公司持續(xù)健康發(fā)展的要求。這次實現(xiàn)的排污在線監(jiān)測系統(tǒng)主要對象是中海化學(xué)公司海南生產(chǎn)裝置區(qū)的生產(chǎn)和生活排污。海南生產(chǎn)裝置區(qū)是中海化學(xué)公司的主要生產(chǎn)區(qū)，占化學(xué)公司生產(chǎn)能力的70%以上，也是主要生產(chǎn)污水產(chǎn)生地。
中；瘜W(xué)公司的排污監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)如下：
化學(xué)需氧量（CODcr）在線監(jiān)測儀器環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品認(rèn)定技術(shù)要求（HBC6―2001）
氨氮水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求（HJ/T 101－2003）
《水質(zhì) 化學(xué)需氧量 重鉻酸鉀法》（GB1194―89）
《水質(zhì) 銨的測定 納氏試劑比色法》（GB7974―87）
《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978―1996）
中；瘜W(xué)公司排污在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能應(yīng)包括：
污水處理廠處理后排放水的NH4-N和COD指標(biāo)的在線檢測；
污水處理廠處理后排放水流量在線測量；
污水處理廠處理后排放水的NH4-N和COD檢測數(shù)據(jù)和流量測量數(shù)據(jù)上傳；
各項監(jiān)測指標(biāo)的顯示功能、超標(biāo)報警功能、停電保護(hù)功能等。
2.系統(tǒng)集成設(shè)計概要
排污在線監(jiān)測系統(tǒng)由采樣單元，預(yù)處理單元、分析監(jiān)測單元、系統(tǒng)控制單元、通信單元、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等構(gòu)成。采樣單元、預(yù)處理單元完成水質(zhì)自動監(jiān)測的水樣采集、水樣預(yù)處理等采樣控制過程；分析監(jiān)測單元完成水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)的分析過程；系統(tǒng)控制單元完成系統(tǒng)的監(jiān)控操作、各類數(shù)據(jù)的采集等；通信單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)及控制指令的上行及下行傳輸過程；遠(yuǎn)程監(jiān)控中心作為系統(tǒng)的中心站，實時接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控操作及數(shù)據(jù)分析。系統(tǒng)依據(jù)合理、實用、經(jīng)濟(jì)、可靠、運(yùn)行維護(hù)簡單的原則，并參照國家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及有關(guān)部門技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格設(shè)計。滿足用戶對水質(zhì)實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。
排污在線監(jiān)測系統(tǒng)集成由水樣采集裝置、預(yù)處理、在線監(jiān)測分儀表設(shè)備、現(xiàn)地監(jiān)控裝置設(shè)備、通信設(shè)備和監(jiān)控中心站組成。監(jiān)控中心站結(jié)合相應(yīng)的監(jiān)控及分析軟件可遠(yuǎn)程對系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行無人值守、有人管理的模式。
水樣采集：
化學(xué)公司污水處理廠排放池（清水池）位置較低，無法實現(xiàn)自流方式的取樣分析。因此需要通過采樣設(shè)備對排放的污水進(jìn)行取樣。
水樣預(yù)處理：
水樣預(yù)處理主要控制水樣的過濾。HACH的COD和氨氮分析儀的采樣單元均有預(yù)處理功能，能根據(jù)儀器的測量要求，對所采集的水樣進(jìn)行合理的處理，同時有自清洗功能。
監(jiān)測分析：
根據(jù)該環(huán)保部門的具體要求，可監(jiān)測氨氮、COD等參數(shù)。各種儀表均能滿足當(dāng)?shù)厮|(zhì)監(jiān)測及流量監(jiān)控的要求。
數(shù)據(jù)采集及傳輸：
所選的儀器均帶有4~20mA輸出及MODBUS,RS485通訊輸出功能，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信及雙向控制。
3. 主要儀表及設(shè)備選型
排污在線監(jiān)測系統(tǒng)儀表選型首先要符合國家相關(guān)的規(guī)定的要求，尤其是要滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978―1996）規(guī)定的要求，同時要滿足系統(tǒng)性能穩(wěn)定性和可靠性等方面的要求。
排污在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)能運(yùn)行在工況環(huán)境條件較惡劣情況下，同時需滿足現(xiàn)場操作簡單扼要，易于運(yùn)行維護(hù)及錯誤判斷等要求，因此系統(tǒng)的設(shè)計始終要將系統(tǒng)的可靠性放在優(yōu)先考慮的位置。充分考慮到各個監(jiān)測點(diǎn)的具體情況，在系統(tǒng)設(shè)計及未來實施中，綜合考慮本地的水質(zhì)，流量，運(yùn)行環(huán)境等褚多方面的因素。因此在系統(tǒng)設(shè)計和儀表選型方面盡可能要求高質(zhì)量、高可靠性、成熟的監(jiān)測設(shè)備。而在設(shè)備選型方面，最主要的是分析儀表的選型。選用穩(wěn)定性好、測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、測量范圍滿足要求的分析儀表，是整個監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的前提，否則監(jiān)測到的數(shù)據(jù)質(zhì)量就難以保證。而流量測量儀表的技術(shù)方面比較成熟，很多廠家的質(zhì)量都比較有保障，在選型方面比較容易。
經(jīng)過多方比較，我們在COD和氨氮分析的最終選型上，決定選用目前業(yè)界運(yùn)用最為廣泛、質(zhì)量較為穩(wěn)定，性能可靠的HACH公司的CODmax型 COD分析儀和Amtax compact型氨氮分析儀。 監(jiān)測信號傳輸器選用海南省環(huán)保局指定的KSJK系列環(huán)保無線監(jiān)測系統(tǒng)。
主要儀表的主要性能參數(shù)如下：
3.1. COD在線水質(zhì)分析儀
型號：CODmax
制造廠家：美國HACH公司
技術(shù)參數(shù)：
測試方法：重鉻酸鉀高溫消解，比色測定
測試量程：0～5,000mg/l
檢測下限：3.3mg/l
分辨率：<1mg/l
準(zhǔn)確度：>100mg/l:< 10% 讀數(shù)；<100mg/l:<± 6mg/l
重現(xiàn)性：>100mg/l:< 5% 讀數(shù)；<100mg/l:<± 5mg/l
響應(yīng)時間(>90%) ：20min
測試間隔：20,30,40,60,80,100,120min,自動
校正間隔：按選定間隔自動進(jìn)行（持續(xù)時間：60min）
清洗間隔：按選定間隔自動進(jìn)行（持續(xù)時間：10min）
自我監(jiān)測：自我監(jiān)測泄漏；儀器狀態(tài)自我診斷
模擬輸出：2 路0/4～20mA 模擬輸出
繼電器控制：2 路24V 1A 繼電器高低點(diǎn)控制
服務(wù)接口：RS232
可選配BUS：MODBUS RS485，Profibus DP
操作菜單：中文/ 英文
數(shù)據(jù)存儲：2,000 組
典型應(yīng)用：工業(yè)污水
樣品PH：1～12
樣品壓力：開放槽，無壓
工作溫度：+ 5℃～+40℃
電源：230 V AC ± 10% / 50-60 Hz
功耗：約100 VA
尺寸：550 mm x 810 mm x 390 mm
3.2. 氨氮在線分析儀
型號：Amtax Compact
制造廠家：美國HACH公司
技術(shù)參數(shù)：
測量方法：氨氣逐出，比色測量指示劑顏色改變
測量范圍：0.2-12.0mg/L NH4-N
2-120mg/L NH4-N
20-1200mg/L NH4-N
準(zhǔn)確度：測量值的±2.5%或者0.2mg（標(biāo)準(zhǔn)溶液），取較大值
最低檢測限：0.2mg/L
測量周期：13，15，20，或者30分鐘（可選）
結(jié)果顯示：圖形及數(shù)據(jù)顯示
信號輸出：0/4-20mA，最大負(fù)載500歐姆
錯誤指標(biāo)繼電器：無源，24V，1A
報警繼電器：可預(yù)設(shè)兩個報警值（最小值，最大值），24V，1A
工作溫度：10-40℃
最大工作濕度：40℃時，90%
樣品溫度：10-40℃
樣品入口：外徑1.4英寸的軟管
出水連接：外徑1.2英寸的軟管
工作電源：100-230VAC，50-60Hz
儀器認(rèn)證：CE，UL，CSA
儀器機(jī)箱：IP54（室內(nèi)安裝）
儀器體積：640mm×350 mm×220 mm
儀器安裝：掛壁式或管道式固定
儀器重量：大約10kg
3.3. 監(jiān)測信號傳輸器
型號：KSJK-801
制造廠家：北京利達(dá)公司
技術(shù)參數(shù)：
CAN接口:1 路
串行端口:3 路
電壓輸入 :端口電壓＜ 16V，阻抗 ＞100k
輸出 :電壓0～4V或0～10V，最大輸出電流：10mA
電源 :220VAC ± 15％ 50HZ ± 5％
后備電池 :12V >=2A
功耗 :<10W
環(huán)境溫度 :－10℃～＋60℃
相對濕度 :40 ％～95％
天線 :外置，3m導(dǎo)線，全天候，自帶吸盤
通訊頻率 :900MHZ
安裝方式:壁掛式
