河北省污染源在线检测系统方案书.docx
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河北省污染源在线检测系统方案书
河北省污染源在线检测系统方案书
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2011/2/26
一、项目背景
随着经济的发展,我国的污水排放量已越来越大,已造成地表水的严重污染,环境质量呈现不断恶化趋势,但目前全国各地对污染源和排污河渠的水质监测仍停留在手工监测阶段,时间覆盖率低,样品缺乏科学性和代表性,难以反映企业及城市污水排放连续变化的情况。
国家及各省市地区日趋重视生态环境的保护,在水资源污染方面不断加强治理,但因为环境保护意识的淡薄及利益的驱使等诸多因素,随意偷排污水和非达标排污,造成环境严重污染的情况时有发生,因此在监测监管方面也要加大投入,提供一个有效的实用的先进的监控系统和解决方法,对加强环境监测力度显得极为迫切建立废水在线监测系统,提高水质监测能力,势在必行。
面对严峻的环境污染和生态恶化的形势,对环境质量、生态环境现状及变化趋势进行实时、准确的大量监测,对污染及其治理进行监督监测,是摆在我省环保部门面前的艰巨任务之一。
为使适应新的形势,改善此种状况,调动受控单位的积极性,充分利用在线监测数据的价值,切实加强环境监测能力,必须建立一套反馈于监管部门的同时又能服务受控单位的生态环境管理系统。
1.1河北省目前所存在的问题
目前,我省许多地方都建成城市污水处理厂,这些污水处理厂是否运行正常、能否达标排放,直接影响到周边环境。
据统计,截至2010年10月底,我省共建设城镇污水处理厂180座,其中投入运行106座,正在建设74座;垃圾填埋场132座,投入运行的41座,91座正在建设中。
今年开工建设污水处理厂71座,设计接收水量130万吨/日,可削减COD9.8万吨/年。
目前,我省已完成了88个城市集中式饮用水源保护区划分工作。
监测数据显示,不计总氮、总磷两项富营养化指标,我省岗南等12座地表集中式饮用水水源水质达到了二类水质标准,黄壁庄水库水质为三类,衡水湖水质为三类,达到功能区划要求。
目前,除石家庄、张家口、秦皇岛和衡水4个市部分饮用水水源保护区边界地理界标和警示标志正在设立中,其他7个市已经设立完毕。
这次检查发现一些普遍存在的问题,概括起来主要有以下几点
1.1.1收水率不足
部分污水处理厂管网建设滞后,运营负荷偏低,收水率达不到设计能力的60%或应收水能力的75%,不能充分发挥污水处理设施的效率。
1.1.2进口废水浓度高
一些向污水处理厂排水的企业,废水处理不达标即排入管网,也有一些向污水处理厂排水的企业擅自停运污水治理设施,偷排偷放,造成城镇污水处理厂进口废水COD浓度增高,影响正常运行。
1.1.3出口废水浓度超标
造成出口废水COD超标的原因主要有进口废水浓度过高、企业为降低运行成本故意偷工减料、偷排投放,以及污水处理厂在升级改造过程中,部分处理工段未使用、部分废水未经处理,造成外排废水超标。
1.1.4中控系统建设滞后
大多数污水处理厂已建成了中控室,并已投入运行,但存在的问题较突出。
普遍存在自动监控设施未接入中控系统、无历史数据曲线、有的汇编数据可进行人工任意修改,中控系统软件不符合要求、硬件建设缺项等问题。
一些污水处理厂没有按照规定配备双向电源,如遇停电则处于瘫痪状态。
1.1.5自动监控设施问题突出
自动监控设施存在进出口未安装、不能运行、流量计不准确、无维护制度和运行台帐等问题。
所检查的污水处理厂中,大多数污水处理厂无自动监控设施维护制度和运行台帐;部分污水处理厂出口COD的测定,不能准确反映外排废水COD浓度。
普遍存在排污口未规范化建设,无标准的流量测量装置等问题。
1.1.6监测数据的代表性不强
主要表现为现场调查不详细,采样方案无针对性,采样的频率偏低,操作不够规范等。
对工业污染源监测,废水一般每年2~4次,废气、噪声每年1~2次,固体废弃物的监测频次更低。
在采集工业废气时,一般随机采样仅几分钟、十几分钟,结果只能是一个瞬间值。
对于地面水、大气等环境质量常规监测也存在采样频率不足,采样断面设置不合理等问题。
监测结果的代表性差,直接影响到监测数据的应用。
1.1.7监测数据的开发利用不足
一般情况下,监测部门只是将监测结果上报管理部门,而忽视了监测数据的加工整理和开发利用,从而缺少针对性强的监测分析报告,造成环境管理部门真正需要的信息少。
在环境质量监测报告中,污染源评价与地面水评价相脱离,没有对环境背景进行说明,对区域环境质量的变化解释不清,找不出存在的主要环境问题。
1.1.8监测网络不够完善
目前尚未形成统一的环境监测网络,如主要流域的水质监测,环保、水利、渔业、交通等部门均有各自的监测站(网),常常形成重叠监测。
各部门监测站获取的大量监测数据,由于监测网络不成体系,缺乏统一管理和协调,无法实现数据共享,造成数据的闲置和浪费。
1.1.9环境监测质量保证尚待加强
环境监测的质量保证始终贯穿于污染物的采样、相关参数测定、分析方法的选择与测试、数据处理及测试报告的整个监测过程之中。
但是,许多监测部门质量保证仍存在不少问题,导致了数据的代表性、准确性和可靠性下降,难以反映污染物真实情况。
1.1.10环境监测与管理缺乏交流和沟通
环境监测缺乏服务质量制约机制和服务意识,管理缺乏依靠监测的制约机制和科学管理意识。
如果监测部门不能及时有效地为管理部门提供监测数据,管理部门就不能实行科学管理。
反之,如果管理部门不能很好地掌握环境质量变化规律,就不能有重点、有针对性地加强监督管理。
1.1.11对企业、社会、政府服务意识不强
当前存在着重监测轻管理,重收费轻服务的问题。
监测部门未能将监测数据及时、完整地反馈给企业,促使企业加强管理,以保证治理设施的正常运转。
对于企业存在的问题,也不能针对性地给予解决。
环保部门未能会同有关部门,对区域环境状况进行调查和评价,制订出的环境保护规划不够全面,削弱了为经济建设服务的力度。
二.系统建设目标:
为使适应新的形势,改善此种状况,调动受控单位的积极性,充分利用在线监测数据的价值,切实加强环境监测能力,必须建立一套反馈于监管部门的同时又能服务受控单位的生态环境管理系统。
河北省生态环境在线监测预警服务系统建设由固体污染和污水的在线统筹监测组成,系统建成后能够对全省的重点排污单位和污水垃圾处理厂进行连续、自动监测与数据分析汇总,准确掌握全省环境污染的情况变化趋势,掌握全省污水处理厂每年、每季度、每月、每天的污水进出流量。
对污水处理设备进行自动故障检测、报警,依照检测数据对设备进行定期的检修做到故障早发现早解决,避免设备在不正常运行的情况下对生态环境的破坏。
对每个单位的数据进行实时的信息查询可将信息发送与指定的终端。
对环境污染进行预警预报。
为环境管理和环境执法提供可靠的依据,为建设生态省和发展生态环保型效益经济提供全面的科学又依据。
鉴于当今社会经济成分的多样性,人工监察已跟不上时代的要求,环境执法期待着有更多智能化手段投入运用。
采用物联网技术智能排污自动监控系统,可以实现远距离全天候对重点排污企业进行有效监控,不仅节省了大量的人力物力,还提高了监管效率和环保执法的科学性、公正性。
●物联网是新一代信息技术,通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
凭借强大稳定的移动网络支撑,企业排污数据能及时传送到环境监察部门,有力地保证数据传输的稳定性。
●建立环保部门监测室,在环保部门的电子监测室,污水流量监测设备正将监测到的数据实时传递汇总到环保监察部门的电子显示屏上。
实时跳动的数据,企业排放的污水水质或流量达到告警阀值时,智能排污自动监控系统会自动向设定的相关监管人员发送短信,环保部门将在第一时间赶到企业进行处理。
●物联网智能排污监控系统的经济性也很理想,它只需由企业与环保部门一次性投入资金搭建平台,运行后每年只需投入少量维护费用,可以节省大量的人力、财力、物力,有效降低了环保监管执法费用。
●由劳动密集型向技术密集型方向发展。
以目前的人工采样和实验室分析向自动化、智能化和网络为主的监测方向发展。
●环境监测仪器向高质量、多功能、集成化、自动化和智能化的方面发展。
单纯的监测向监测、服务、预警和预告的方向发展,实现环境监测部门和受控单位的信息互动。
系统建立旨在能动态监测、高效管理、综合分析、适时发布全省生态环境信息,为各领导决策提供科学依据。
●系统建设一切从实用出发,做到数据便于使用管理与数据适时扩展更新。
信息系统易于操作维护与分析应用。
该系统从受控单位的环境现在调查到受控单位环境的动态监测,从数据库建设到动态监测乃至环境管理子系统的建立,反应受控单位的综合性系统。
●系统设计既要符合全国环保部门关于生态环境现状调查、动态监测与保护建设的统一目标与要求,又要满足网络建设与信息共享的统一原则与标准。
采用统一的软件系统与数据编码体系。
●为保证该系统的安全可靠运行,既要能实现多用户的实时操作,又要能过对于用户的权限进行严格的限制。
网络设计必须强调网络的安全性和操控能力,关键应用服务器、核心网络设备只有系统管理人员才有操作、控制的权利。
●“这套智能化监管系统,是以往在线监测的升级版,可以将各种自动监测数据输送到市/省级平台,同时对重点部位引入了现场视频监控,及时有效地掌握了主要排污企业的排污情况,企业、市/省级检测平台数据共享共用,减少了分歧,提高了各方的工作效率。
三、项目系统概述
环境监测与环境管理工作“点多,面广、量大”,而且具有“全方面、全天候、全时制”的特点,为了彻底解决环境执法人员不足的问题,节约执法成本,提高监察效能,必须采用自动化、信息化,科学化的高科技手段,建设污染源在线自动监测系统。
污染源在线监测系统的组成
3.1采样单元
主要完成对样品的采集,在设计上必须对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等提出相应解决措施,因此,要配有水质预处理系统,预处理系统中有机箱、除砂器、微滤器、清洗、自动控制几部分组成。
能够自动连续地与整个系统同步工作,向系统提供可靠的、有效水样,满足在线监测仪表的水质要求。
3.2监测单元
由一系列的自动分析仪和测量仪器组成,根据排污企业不同的排污因子,选择不同的在线分析仪安装在企业的排污口。
安装的在线监测的污水处理厂包含五个监测项目,分别为流量、化学需氧量、氨氮、总磷和悬浮物,所以在每个站房安装有超声波或电磁流量计,COD在线分析仪、氨氮在线分析仪、总磷在线分析仪、悬浮物/浊度分析仪,并具备数据输出接口。
3.3数据采集单元
在排污口现场安装无线数据采集终端,通过RS232/485接口或4~20mA标准信号与污染源在线监测仪器连接,数据采集器对监测仪器(流量、COD、总磷、悬浮物、氨氮等)的测量数据进行分析、存储、汇总,并通过无线网络传输到监控中心。
环保局通过专线与网络连接。
在环保局监测中心安装一台具有较高性能、高可靠性的服务器作为系统数据库服务器,完成监测数据接收、发送、保存和存储功能。
,保证系统连续稳定运行,环保局工作人员通过不同级别的授权应用IE等INTERNET浏览器可以查询、处理、统计各种历史数据、报表、曲线等,同时完成污染源在线监测系统的运营管理和维护功能。
3.4系统平台架构组成
工作原理系统主要是由一个监测中心,若干个固定监测站和专用无线终端组成。
监测中心对各个监测站进行控制指挥,各监测站收集各种污染参数,两者间的控制信号和监测数据通过无线终端传送完成。
监测中心既是各监测站的指挥中心,又是监测站监测数据的汇集、处理的存储的数据库。
各监测站可设置为自动向监测中心发送信息;也可设置为平时处于待机状态,在收到监测中心的指令后才开始启动工作,将信息发送给监控中心。
各监测站有数据采集。
命令识别、数据发送的功能。
监测中心由功能较齐全的计算机外围设备如显示器、打印机、绘图机等组成。
各监测站由各种采集参数的探头、PAC可编程自动控制器和无线终端组成。
系统结构图:
四、污染源在线监测系统的特点与功能
4.1稳定、可靠、安全
系统采用无线数据传输方式,彻底摆脱了有线的束缚,适用范围广,运行成本低,它将采集到的数据立即发送到数据接入服务器并存入系统数据库,杜绝了因数据采集终端发生故障而导致丢失数据的现象,充分保证了数据的安全;数据采集终端具有脱网运行的能力,当网络或数据接入服务器发生故障时,数据采集服务终端临时存储数据,待网络连结,系统恢复正常后,将缓存的数据传送给数据服务中心;另一方面进入系统有严格的身份认证,数据传输过程中采用校验、加密措施,保证了数据的准确性与安全性。
4.2实时在线
数据接入服务器与数据采集终端保持实时在线连接,使环保部门可以及时准确掌握各个企业污染物排放口实际运行情况和污染物排放发展趋势与动态,实时观看所有排污口每隔5min的数据变化情况。
4.3全面控管
同一时刻对所有企业的污染源进行实时在线监测,在同一个界面,只需观察屏幕上各个企业的图标样式或颜色即可了解所有企业各个污染物排放口的设备运行情况,污染物排放浓度、流量、排放量等信息。
4.4实时报警
可分为超标报警、故障报警和黄色预警。
(1)超标报警:
当污染物的排放浓度超过了预先设定的数值时,系统启动超标报警,相应企业的图标会不停闪烁,同时发出报警声,此外还可以通过短信方式,通知相应的管理人员。
(2)故障报警:
当数据采集终端或污染源在线监测仪表发生故障时,系统便会发出故障的报警信号。
(3)黄色预警:
污染物浓度接近超标上限,发出预警信号,管理部门可及时通知企业采取措施,进行处理,控制污染物超标排放,对污染物排放量发展趋势过快的情况提前预警。
4.5丰富的统计与管理体制功能
依据排污申报,环境统计等报表要求,全面反映企业的其本资料,以图标、表格、图形等形式实时展现排污口设备的运行状况,污染物排放浓度、流量、排放量等信息,可以汇总统计区域内所有污染物的排放总量,掌握和量化污染物的排放趋势,为区域内控制污染物排放总量提供技术支持,为环保部门现场执法和排污收费提供依据。
4.6系统原则
总量控制与管理整个系统充分体现总量控制的原则,为管理提供依据,为决策提供支持,各种的统计分析报表和图表上都能分类汇总得到每种污染物的排放量,根据污染物的核定排污总量可以直观的对比分析,跟踪每种污染物的排放总量的发展变化趋势曲线,得出是否超过核定值的结论,同时结合目前企业的状况以及历史同期数据的比对分析,对于排放总量趋势发展将要超过核定值的状况给予预警,充分体现管理企业,为企业服务的宗旨。
汇总统计区域内所有污染物排放总量,掌握和量化污染物的排放趋势,为区域内控制污染物排放总量提供技术支持,为环保部门现场执法和排污收费提供依据。
4.7远程访问
通过互联网可了解各个监控点运转情况,获取实时在线监测数据。
4.8日志管理
分类汇总统计各种报警及故障信息形成日志,通过系统日志能分析数据的准确性,有效性,同时还可以全面了解在线监测设备的运行状况,便于系统的管理和维护,日志管理包括报警日志、故障日志、停电日志。
4.9统计分析
(1)对所选择污染源监测点的监测数据进行各种分析,以曲线图、直方图和表格等形式进行显示。
可选择行业、区域、时间段等条件。
包括污染源分析、污染源对比分析、综合分析、综合对比分析和监理报告资料分析等;
(2)污染源分析可根据条件对污染物排放量和污水排放量进行分析;
(3)污染源对比分析可根据条件对某一污染源进行按月分析和按年分析;
(4)综合分析可根据条件对污染物、污染类型(水)和治理设备(运行时间)进行分析;
(5)综合对比分析可根据条件对污染物、污染类型(水)和治理设备(运行时间)进行按月分析和按年分析。
4.10数据存储
本设备能自动监测、记录、存储、传送数据,实时采集各类环保测量仪器的输出信号,并将测量数据通过无线远程发送至环保监控中心,同时将数据保存在本机大容量数据存储器中。
4.11可扩展性
以污染源在线监控为基础,拓展到大气环境质量监测、地表水质监测和噪声监测,组成完整的在线监测体系,以在线监测系统作为数据基础,整个系统可以向更深的层次扩展。
以环境地理信息系统为基础平台建立统一的环境质量监控系统,包括在线监测系统、视频监控系统、应急指挥系统、信息发布系统等,各个系统采用模块化设计,每一部分可以单独完成相应的功能,同时各个子系统可以有机的组合成一个整体,最大限度的满足用户需求,系统配置灵活,可以在各个子系统之间任意组合。
五、软件系统特点
5.1先进的B/S结构
系统使用先进的B/S结构,用户只需要使用浏览器就可以通过环保内部的网络完成污染源管理和污染源监控功能。
使用BS结构不仅极大的方便了环保部门、相关人员的使用,而且为环保局未来向公众公布环境数据提供了方便。
5.2管理决策支持
基于完整的、实时的业务数据,智能的决策支持系统可以为管理者提供丰富的决策支持信息,实现业务运营的有效管理。
5.3功能扩展性
整个系统具有极强的开放性和可伸缩性,可以方便的与各类数据分析软件连接,为环保局和其他政府部门共享信息提供了方便。
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