污水水质在线监测系统解决方案

厦门辰迈智慧科技有限公司

一、项目概述

1.1项目背景

水是个世界性问题,目前水源的缺失已经引起世界各国的关注,究其缺水的原因,很大一部分是来自水源地被污染,相对污染的最大比例是城市污水的排泄,城市污水大多来自于企业污水排放,垃圾的污染,人们的随乱丢弃,据统计,我国每年的污水总体排放量为350亿吨,其中78%以上都是未经任何处理,直接排放。排进河流,湖泊,水库等,致使这些水源地在不同程度被污染,有数据表明,曾经对500多条河流进行监测,结果发现有400条河流被不同程度的污染,随着污染的日渐增加,以致直接影响到我们的生活

规模化养殖场每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等，因此如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成当地生态环境和农田的严重污染

随着经济水平的提高，农村地区生活水平得到改善，同时产生的生活污水也高于以往。由于农村居民污水治理意识薄弱，导致农村地区污染日益严重。

因此投资于监测和监管，提供一个有效、实用先进的监测系统和解决方案，加强环境监测变得迫在眉睫，建立污染源在线监测系统、污水处理校验系统，提高水质监测能力，势在必行。其主要衡量指标有PH值、电导率、氨氮、总磷、CDD、浊度等。

1.2建设意义

1）水质分析：为污水处理技术方案提供依据。

如何定义一种污水，主要就是从其常规水质指标角度来说的，常规水质指标包含了污水的基本特征和信息。污水的水质特征决定了它适合采用什么处理方法，常规指标提供了基本和重要的依据。

2）为水处理工艺运行提供参考。（污水处理是否合格）

以处理废水为例，各个工艺单元都对进水水质有相关要求，出水水质也要达到设计效果，所以就要在各个工艺节点对污水水质进行在线监测，并以此判断运行是否正常，如果异常，也可以从水质指标做出预判。

3）为监管部门提供数参考

4）减少劳动力

水质站采用无人值守的工作模式，实时采集数据，减少人工去实时抽样监测的环节，节省了劳动力，方便管理。

5）了解现场情况(排水口是否出现倒灌情况)

流量站、图像站可采集现场流量和抓拍现场情况

二、系统设计原则和依据

2.1系统设计原则

污水水质在线监测系统遵循以下设计原则：

2.1.1先进性 

污水水质在线监测系统中，流量、水质信息实现自动采集、固态存储，并以数字通信方式自动传送到分中心；监测站的双信道实现自动切换互为备份，保证系统具有高的畅通率、较强的生命力和先进性。 

2.1.2可靠性

（1）系统具有总体结构上的优越性，因测量、控制和数据储存等重要功能均分散到每一台数据采集终端上，由若干台数据采集终端组成系统。当某台数据采集终端发生故障时，只有与发生故障的数据采集终端连接的监测仪器不能测量，不影响其他设备的监测。 

（2）系统的数据总线中通讯和数据传输均为数字量，不仅对当地网络要求较低而且抗干扰能力特强系统在数据总线上又设置了防雷保护盒过流保护器及其他保护措施，因此使系统的可靠性大大提高。 

（3）在特别严重的运行情况下，例如特大暴雨、特大洪水、市电断电、手机信号中断等情况，各数据采集终端仍能长期自动监测和储存数据，避免数据丢失，确保自动化采集的可靠性。

（4）系统能适应现场的工作环境，具有防雷、抗干扰措施，保证系统长期可靠地稳定运行。 

（5）电路板经过三防（防潮、防霉、防腐蚀）处理。元器件经过老化筛选，出厂前经过长时间烤机，故障率低，寿命长。采用密封防潮机箱，具有长寿命、耐低温、抗干扰、抗潮湿的优良性能，可保证长期在苛刻环境中稳定运行。 

（6）数据采集系统测得的监测数据准确可靠。 

（7）云服务器及终端双向存储数据，保证数据的完整性

2.1.3兼容性 

 本系统数据采集终端可接入各类(监测)传感器，流量、PH、氨氮、总磷、电导率、余氯、浊度总氮、COD、水位、温湿度、温湿压、风速风向等，兼容大部分的传感器。

2.1.4 可扩展性 

系统采用现场数据总线或其他通讯方式将各数据采集终端连成总线拓扑，便于扩展和分期实施，在系统扩展时不需要对已有系统进行改动或停测。由于同一数据采集终端可接入各类监测仪器，因此只要延伸数据总线，增加数据采集终端即可将系统扩大。当系统分期实施时，设计时对每期工程已预先划分，后期工程将更加易于续建。 

2.2系统设计依据 

污水水质在线监测系统设计依据主要有：    

《国家污水综合排放标准》(GB78—2002)；

《水质采样方案设计技术规定》(GB12997—1996) 

《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000) ；    

《水文情报预报规范》SL250－2000；    

《水文自动测报系统技术规范》SL61－2003； 

《水文自动测报系统设备数据采集终端机》（SL／T180－1996）；    

《水文基础设施建设及技术装备标准》（SL276-2002）；    

《水利水电工程自动测报系统设计规范》（DL/T5051-1996）；    

《水工建筑物测流规范》（SL20-92）；    

《通信技术导则》； 

《计算机站场地安全要求》（GB9361-88）；    

《全国水利信息化规划纲要》； 

三、系统建设方案

3.1系统组成

污水水质监测系统是由污水排放监测点（图像站、水质站、流量站）、污水水质在线监测平台组成。系统可实现对企业废水、城市污水、农村污水、养殖业污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测以及现场情况的抓拍；实时掌握污水中污染物排放总量，实现监测数据自动传输；由监测点对水质参数自动采集、处理、保存和远程通讯传输，污水水质在线监测平台部署于云服务器上，对数据进行汇总、整理和综合分析。

污水排放监测点系统由采样系统、测量系统、数据采集传输系统三部分组成。采样系统由泵、采样管路、专用采样器、控制单元等构成。测量系统由测量仪器及数据采集终端构成。数据采集传输系统由数据采集终端及通讯模块构成。

3.2系统监测方式

污水水质监测点监测主要包括图像站、流量站、水质站，图像站用于抓拍现场实时信息，流量站监测过河倒虹管的河水倒灌入流入渗量及本段管道负载分析，水质站用于监测河道排污口水质信息，采用有人看管、无人值守的管理模式，实现污水管息的自动采集、传输。

3.3系统工作机制

系统工作机制对系统功能的实现有重要的影响，污水水质在线监测系统采用自报式、查询应答式、自报／应答兼容式三种工作方式，

(1)自报式

这是一种不受中心指令控制的工作方式，主动将信息向中继站或分中心发送。其特点是功耗低、结构简单、实时性强；能很好反映参数变化全过程。

(2)查询应答式

在查询应答工作方式下，遥测站自身能对实时参数的变化自动采集和存储，但不主动传送给中心。只有当中心站发出查询指令时，才将数据送出。其特点是控制性好，中心站随时可向测站索取数据。

(3)自报／应答兼容式

具有上述两种方式的特点，既能实时反映参数变化全过程，又能响应中心站的查询。

四、主要设备技术参数

4.1水质传感器

产品参数：

产品参数：

产品参数：

5.1水质在线监测平台概述

水质在线监测信息化平台利用计算机对遥测数据快速处理和加工成各种数据报表，及时向有关人员提供信息服务，并提供相应的业务支持和管理功能。

中心平台系统主要由以下部分组成：云服务器、平台软件、数据库。

服务器主机：阿里云平台 

平台软件：水质在线监测系统 

数据库：mysql数据库

5.2平台核心功能介绍

数据查询管理以GIS技术为支撑，建立数据空间和属性特征的拓扑关系，实现地图查询管理，界面友好，操作简单灵活，功能组织条块合理。水质在线监测平台采用开放式结构，信息系统建设并非一蹴而就，而是分阶段逐步实施，因此系统采用开放式结构，在软硬件方面，保证具有良好的扩展性，今后系统可不断地升级完善。

在适用前提下将新思想、新方法融入到系统开发，做到数据和图形相融合、GIS与数学模型相结合，把科学计算的结果通过三维情景表现和动态的形式直观表现。同时，水质在线监测平台加强顶层设计，有效克服低水平重复建设、信息资源分散、开发利用效率低下、信息资源共享不足等问题，促进水务信息资源的共享，强化业务协同效应。强化资源整合，梳理了水质监测体系，制定数据采集规程、标准化体系与接口技术规范，建立集中存储、共享、分发水务数据的公共数据平台，为决策和业务系统建设提供数据支持。常规调度是半经验、半理论的方法，所获得的结果一般为合理解而非最优解，带有一定经验性和局限性，系统可遵照优化调度准则，运用最优化方法求解，经济合理地污水净化处理。 

5.3平台说明与展示

5.3.1平台登陆

5.3.2主要子系统介绍

5.3.2.1实时监控

展示系统界面主要最新实时数据：可选实时地图、卫星和列表模式

5.3.2.2设备管理

设备管理模块左侧组织结构，右侧是设备列表，可对设备进行远程配置等操作：

5.3.2.3系统管理

    系统管理模块用于管理平台用户，配置展示要素、显示操作日志等：

5.3.2.4历史数据

历史数据模块主要是历史数据的查询和报表的呈现，能够对数据库进行计算、处理、统计，并将处理结果汇成表格或图形显示出来，系统要求数据的采集、显示、运算、打印、发布可以同步进行操作，

5.3.2.5报表展示