污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以在線自動(dòng)分析儀器為核心，以移動(dòng)通訊為傳輸媒介，運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通迅網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(diǎn)污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程作詳細(xì)介紹和說明。這項(xiàng)工程已通過環(huán)保局驗(yàn)收并得到環(huán)保局領(lǐng)導(dǎo)好評(píng)。

一、概述

環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境管理工作“點(diǎn)多，面廣、量大”，而且具有“全方面、全天候、全時(shí)制”的特點(diǎn)，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(dòng)化、信息化，科學(xué)化的高科技手段，建設(shè)污染源在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)涵蓋水質(zhì)監(jiān)測(cè)、煙氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，以及移動(dòng)污染源監(jiān)測(cè)等多種環(huán)境在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用。廣州市管轄的區(qū)域面積比較大，重點(diǎn)污染源眾多，一旦出現(xiàn)重大事故，將對(duì)水體、大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對(duì)人民群眾的財(cái)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(cè)系統(tǒng)勢(shì)在必行，實(shí)時(shí)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(cè)系統(tǒng)的組成

1.采樣單元

主要完成對(duì)樣品的采集，在設(shè)計(jì)上必須對(duì)各種氣候、地形、水位變化及水中泥沙等提出相應(yīng)解決措施，因此，要配有水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)中有機(jī)箱、除砂器、微濾器、清洗、自動(dòng)控制幾部分組成。能夠自動(dòng)連續(xù)地與整個(gè)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(cè)儀表的水質(zhì)要求。

2.監(jiān)測(cè)單元

由一系列的自動(dòng)分析儀和測(cè)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(cè)的污水處理廠包含五個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，分別為流量、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和懸浮物，所以在每個(gè)站房安裝有超聲波或電磁流量計(jì)，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(cè)儀），通過RS232/485接口或4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與污染源在線監(jiān)測(cè)儀器連接，數(shù)據(jù)采集器對(duì)監(jiān)測(cè)儀器（流量、COD、總磷、懸浮物、氨氮）的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、匯總，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心，它是系統(tǒng)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的主要來源，同時(shí)也是因?yàn)閃H-JC2000在線監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)特點(diǎn)使得“統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)平臺(tái)”理念得以實(shí)現(xiàn)。
數(shù)據(jù)采集器的特點(diǎn)

兼容性：可與模擬信號(hào)接口（4-20mA、0-10mA、0-5V、1-5V）。數(shù)字信號(hào)接口（RS232、RS485）的在線監(jiān)測(cè)儀表連接；涵蓋在線監(jiān)控的多種應(yīng)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(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，維護(hù)和服務(wù)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(fù)的功能；平均無故障工作時(shí)間MTBF＞1000小時(shí)；具有抗電磁干擾的能力；具有強(qiáng)的氣候環(huán)境適應(yīng)能力，耐高（低）溫、防塵；具有機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性，耐沖擊。

安全性：具有脫網(wǎng)運(yùn)行能力，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)不丟失數(shù)據(jù)；采用嚴(yán)格的身份認(rèn)證機(jī)制；數(shù)據(jù)傳輸過程采用校驗(yàn)、加密措施。
可擴(kuò)展性：為了適應(yīng)未來系統(tǒng)擴(kuò)展的要求，在滿足現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上預(yù)留足夠的設(shè)備容納性以便系統(tǒng)擴(kuò)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(jìn)行擴(kuò)充，充分保證系統(tǒng)在將來的適應(yīng)性；具備遠(yuǎn)程軟件升級(jí)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(cè)數(shù)據(jù)傳送到中國移動(dòng)、電信網(wǎng)絡(luò)中心。環(huán)保局和運(yùn)營服務(wù)中心分別通過專線與中國移動(dòng)、電信網(wǎng)絡(luò)中心連接。在電信安裝一臺(tái)具有較高性能、高可靠性的服務(wù)器作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收、發(fā)送、保存和存儲(chǔ)功能。，保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，在此服務(wù)器上安裝并運(yùn)行《EnvOnlineDatacenter》軟件，完成監(jiān)測(cè)點(diǎn)與環(huán)保局的聯(lián)網(wǎng)功能，在環(huán)保局的若干PC機(jī)上同樣安裝EnvOnline 客戶端軟件，完成污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)營管理和維護(hù)功能。

三、污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)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(yùn)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(wù)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(dǎo)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(yùn)行的能力，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)接入服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)終端臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，系統(tǒng)恢復(fù)正常后，將緩存的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心；另一方面進(jìn)入系統(tǒng)有嚴(yán)格的身份認(rèn)證，數(shù)據(jù)傳輸過程中采用校驗(yàn)、加密措施，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與安全性。

2.實(shí)時(shí)在線

數(shù)據(jù)接入服務(wù)器與數(shù)據(jù)采集終端保持實(shí)時(shí)在線連接，使環(huán)保部門可以及時(shí)準(zhǔn)確掌握各個(gè)企業(yè)污染物排放口實(shí)際運(yùn)行情況和污染物排放發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)，實(shí)時(shí)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(shí)刻對(duì)所有企業(yè)的污染源進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，在同一個(gè)界面，只需觀察屏幕上各個(gè)企業(yè)的圖標(biāo)樣式或顏色即可了解所有企業(yè)各個(gè)污染物排放口的設(shè)備運(yùn)行情況，污染物排放濃度、流量、排放量等信息。

4.實(shí)時(shí)報(bào)警

可分為超標(biāo)報(bào)警、故障報(bào)警和黃色預(yù)警。

（1）超標(biāo)報(bào)警：當(dāng)污染物的排放濃度超過了預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)超標(biāo)報(bào)警，相應(yīng)企業(yè)的圖標(biāo)會(huì)不停閃爍，同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，此外還可以通過短信方式，通知相應(yīng)的管理人員。

（2）故障報(bào)警：當(dāng)數(shù)據(jù)采集終端或污染源在線監(jiān)測(cè)儀表發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出故障的報(bào)警信號(hào)。

（3）黃色預(yù)警：污染物濃度接近超標(biāo)上限，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，管理部門可及時(shí)通知企業(yè)采取措施，進(jìn)行處理，控制污染物超標(biāo)排放，對(duì)污染物排放量發(fā)展趨勢(shì)過快的情況提前預(yù)警。

5.豐富的統(tǒng)計(jì)與管理體制功能

依據(jù)排污申報(bào)，環(huán)境統(tǒng)計(jì)等報(bào)表要求，全面反映企業(yè)的其本資料，以圖標(biāo)、表格、圖形等形式實(shí)時(shí)展現(xiàn)排污口設(shè)備的運(yùn)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(jì)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(shì)，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(fèi)提供依據(jù)。

6.總量控制與管理

整個(gè)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(jì)分析報(bào)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(duì)比分析，跟蹤每種污染物的排放總量的發(fā)展變化趨勢(shì)曲線，得出是否超過核定值的結(jié)論，同時(shí)結(jié)合目前企業(yè)的狀況以及歷史同期數(shù)據(jù)的比對(duì)分析，對(duì)于排放總量趨勢(shì)發(fā)展將要超過核定值的狀況給予預(yù)警，充分體現(xiàn)管理企業(yè)，為企業(yè)服務(wù)的宗旨。匯總統(tǒng)計(jì)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(shì)，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(fèi)提供依據(jù)。

7.遠(yuǎn)程訪問

通過互聯(lián)網(wǎng)可了解各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，獲取實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

8.日志管理

分類匯總統(tǒng)計(jì)各種報(bào)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(zhǔn)確性，有效性，同時(shí)還可以全面了解在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀況，便于系統(tǒng)的管理和維護(hù)，日志管理包括報(bào)警日志、故障日志、停電日志。

9.可擴(kuò)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(cè)、地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)和噪聲監(jiān)測(cè)，組成完整的在線監(jiān)測(cè)體系，以在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，整個(gè)系統(tǒng)可以向更深的層次擴(kuò)展。以環(huán)境地理信息系統(tǒng)（GIS）為基礎(chǔ)平臺(tái)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(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)等，各個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，每一部分可以單獨(dú)完成相應(yīng)的功能，同時(shí)各個(gè)子系統(tǒng)可以有機(jī)的組合成一個(gè)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(gè)子系統(tǒng)之間任意組合，同時(shí)預(yù)留豐富接口，便于系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展，最大限度地保護(hù)用戶的投資。

四、系統(tǒng)運(yùn)行效果

該系統(tǒng)自2006年6月運(yùn)行以來，數(shù)據(jù)傳輸暢通、安全、準(zhǔn)確，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。通過比對(duì)實(shí)驗(yàn)，COD、氨氮、總磷、懸浮物相對(duì)誤差≤±10%，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸故障率小于1%，數(shù)據(jù)捕捉率98%，服務(wù)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(wù)的載體，為環(huán)保局提供高質(zhì)量的服務(wù)。 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(diǎn)污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程作詳細(xì)介紹和說明。這項(xiàng)工程已通過環(huán)保局驗(yàn)收并得到環(huán)保局領(lǐng)導(dǎo)好評(píng)。

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