污水处理厂水质水量在线监测及远程传输系统

1、产品与应用产品与应用污水处理厂水质水量在线监测及远程传输系统陈述蔚王小奇陈征雄（深圳市宝安区环境保护局，深圳518101）_ If4 / /摘要 在线监测污水处理厂的水质水量，并将数据远程传输至监管部门是对污水处理厂实施 实时监管的有效手段，本文以深圳市宝安区观澜污水处理厂的水质水量在线监测及远程传输系统 为例对该系统的构成给予介绍。关键词：CODcr ;流量；在线监测；远程传输The Water Quality and Qua ntity On li ne Mon itori ng and Lon g-ra ngeTran smissi on System of Sewage Treatme

2、 nt Pla ntsChen Shuwei Wang Xiaoqi Chen Zhengxiong(En vir onmen tal Protecti on Bureau of Shen zhe n Baoa n, Shen zhe n 518101)Abstract The effective way to supervise the sewage treatme nt pla nts running real time is that to detect its water quality and quantity, then the data will be transferred t

3、o the supervisory department by the long-range transmission system. This article take Shenzhen Bao an District Guanlan Sewagetreatme nt Pla nts water quality and qua ntity on li ne mon itori ng and lon g-ra nge tran smissi on system asexamples, we will in troduce the comp onent of its system 。Key wo

4、rds : CODcr ； flow rate ； online monitoring ； long-range transmission2008年第5期电弓技朮#产品与应用2008年第5期电弓技朮#产品与应用1引言污水处理厂是环保部门重点监管的污染源之 一，其实际运行效果如何将直接影响到所在地区水 环境质量。环保部门对污水处理厂的监管是通过监 测其水质和水量是否达标排放来实现。一般情况下，污水处理厂运行的监管工作是对其终局岀水水质（CODcr ）及处理水量的监督管理，以期保量达标 排放，传统的做法是定期或根据实际需要不定期取 水样监测质量，并装好流量计监测流量。这里涉及 到一个问题，就是传统

5、的人工取样监测的结果都滞 后于实际排岀的水的问题，因为每次取样监测的岀 水质量指标中的主要参数CODcr、BOD5等从取样到出结果需要几天的时间，等到监测结果出来时， 如发现岀水不达标，但当时取样时的岀水早在几天 前排岀了，虽然可以根据监测结果对运行工艺过程 的参数进行修改以期达标，并对运行单位进行处罚， 但已改变不了排岀不达标的水的事实。因此，现有 的对污水处理厂运行监管手段是一种被动的事后管 理的手段，存在较大的不足，解决这个不足的途径 是应用自动化、信息化的监测技术，使监管的手段 自动化、信息化，实现监测结果的实时控制。目前， 我局已在管的宝安区观澜污水处理厂实施了水质水 量在线监测及远

6、程传输工程，对其实施了实时监管， 并与市局共享数据，效果明显，现对此系统进行介绍。2 系统概述观澜污水处理厂是综合治理东深流域污染的重 要组成部分，是深圳市19982005年重点环境质量 建设任务之一，是宝安区第一个污水处理厂。该厂 选址于观澜镇桂花村，主要负责处理观澜河下游流 域观澜镇范围内的城市污水。总占地面积 107736.03m2,设计近期 6万t/日，远期12万t/日。 近期总投资1.2亿元人民币，采用SBR污水处理工艺，主要构筑物和建筑物包括：进水泵房、SBR反应池、除磷加药池、接触池、鼓风机房、加氯间、 脱水机房、变配电房、综合楼、仓库、厂区市政配 套工程等，污水经处理后水质达到

7、GB18918-2002一级标准。本系统对深圳市宝安区观澜污水处理厂的岀水 水量、岀水水质（COD）实行在线监测，通过网络数 据传输模式，将现场一次仪表的读数，传输到深圳 市环保局的数据中心服务器，通过安装操作软件， 对数据进行存储、统计，描绘出水量、水质的趋势 变化图。在线监测工程的内容主要包括现场监控子站、 现场流量计的数据采集、存储、传输设备，COD连续监测仪器及 COD的数据采集、存储、传输设备， 包括数据中心的接收设备和分析软件。根据深圳市环境保护局关于印发深圳市污染 源在线监测系统验收办法及技术要求等规范的通 知（深环2004252号）文的有关要求，结合目前 市环保局在线监控的有关

8、实际情况，本系统采用先 进成熟的 GPRS/CDMA DTU模块为远程数传模块，依托稳定、可靠的中国移动/联通网络传输方案， 保证数据精确、传输性能可靠，是一套完整的、精 确的水质水量监控系统。3 GPRS/CDMA 网络简介GPRS/CDMA建立在数据应用公网平台上，利 用数据通信接入终端（模块）通过移动/联通数据公网把行业用户的终端装置、企业网络、公共网络和 数据连接在一起，实现计算机和各种数据终端设备 的无线接入和联网，尤其是满足业务点的远程接入， 具有充分利用现有的网络，设备简单，组网方便、 覆盖面广、资源利用率高、始终在线、传输速率高、资费合理等特点，目前已广泛应用于城市智能交通、

9、路灯监控以及水、气、集中供热管网测控等领域。数据中心的 PC采用双系统对接，即同时运行 上位机软件和 DTU的串口数据转换软件。DTU数据传送的方向是指定的数据中心地址（IP地址），数据中心使用无线Router作为中心接入的硬件设备。无线 Router可以绑定数据卡固定 IP地址， GPRS/CDMA DTU 向这个IP地址发送数据。 到了 数据中心后经过数据接收软件解包后，通过计算机 接口传输到数据中心软件中，软件会实时地将接收 到的数据反映到电脑界面上。结合深圳市环保局的系统结构要求，在本系统e-. 1 tl. V 8 XX产+ V J中，2#监控计算机代表数据中心的计算机，1#监控计算机

10、代表监管中心的计算机。具体组网示意图见图1图1污水处理厂出水水质监测SCADA系统4系统主要构件介绍4.1 DTU介绍DTU设备是基于 GPRS/CDMA 网络的数据接 口设备，符合 IS-95A、IS-95B GPRS/CDMA 空中接 口标准，通过RS232或RS485串行口直接与行业应 用设备连接。即插即用，连接简单，可在数据中心 和现场进行设置。4.2 路由器介绍使用ROUTER （路由器）方式是最新的无线通 信方式，它主要解决两个问题：一是现场有多个需 连网设备，二是主备用通信的问题。4.3 PLC介绍选用著名的 AB 公司的 1761 L20BWA-5A 型PLC，并增加以太网通信

11、模块，与现场子站进行 通讯，供电电源 220AC。4.4 信号分配器选用珠海万山的 WS15242B全隔离双输岀信号 分配器，即输入为 420mA，两路输岀均为420mA。从流量计和 COD监测仪岀来的 420mA模 拟信号经信号分配器分为两路，一路去监控中心， 一路去SCADA 系统。4.5 COD监测仪选用日本崛场 HORIBA 公司的OPSA-12O型光 学法COD水中溶解有机物在线分析仪，紫外光吸收法，不需要试剂和预处理，运行稳定可靠。带8m电缆，机械电刷式自清洗。（1 ）仪器描述SAC UV-254 水中溶解有机物在线分析仪是为2008年第5期电弓技朮85产品与应用产品与应用2008

12、年第5期电弓技朮87产品与应用2008年第5期电弓技朮#产品与应用测量水中（饮用水/地表水/污水处理）溶解有机物而 设计的在线分析仪。它可以直接浸入水中，测量对 254nm紫外光有吸收的水中溶解有机物，并以特别吸光系数”，即SAC254，来表达测量结果，同时 SAC254可以在一定程度上换算成CODUV、 BODUV、DOCUV、TOCUV。测量探头特有的双光束结构，可以有效消除样 品中浊度、电源的波动、元气件老化等因素对测量 结果的干扰，从而提高测量精度。测量结果可以以 图形或数字的形式显示。该仪器具有自动清洗、无 需化学试剂等特点，是水处理工艺参数控制的最佳 选择。（2 ）仪器探头Plus

13、测量探头，Clear测量探头。（3）仪器技术参数（略）4.6 流量计选用MTPCL-5G01 （插入式）超声波流量计。4.7 现场子站功能配置通过GSM方式，能在中心站的控制下自动进 行数据传输，能自动向中心站发送告警信息；对子 站仪器设备的运行情况具有动态监视功能；对子站 的零/跨校准设备有自动控制的功能；对站房工作环境的变化情况具有动态监视的功能，在监控室安装 烟雾报警系统。计算机配置如下：工业计算机 P4 HDD 80G，1.44M DISK ，52XDVD，128MDISPLAY CARD ，2 串口，1 并口， 4个USB 口，56KMODEM ，17吋液晶显示器。4.8 网络选取选

14、取GPRS无线数据传输，针对污水处理厂的 数据，其中模拟量 2个，模拟量如按四个字节算， 共有8个字节。如果每秒数据全部传输一次，每月（按30天计算）的流量为 2.49MB。5设备监控点表及技术指标5.1 监控点表根据厂、站实际情况仪表的配置见表1。表1序号厂、站名称仪表名称单位数量1观澜污水出厂水流量计台12处理厂出厂水COD仪套1COD信号在现场通过信号分配器分配成两路，一路进观谰污水厂的控制系统（即电控房的PLC系统），一路进本系统的PLC ;流量计使用污水厂 现有的流量计，在电控室把流量信号分配成两路， 一 路进原PLC，一路通过电缆传送到本系统的 PLC。5.2 技术指标及实现功能方

15、案实施以后实现功能如下：（1）水质、水量在线监测系统能够每5min实施现场监测一次，并具有即时通讯传输的能力。（2 ）设备和系统做到了真正的无人值守。（3）监测数据精确度符合招标文件的技术要 求，在有效使用期应保持稳定。（4） 在监控中心的组态画面上，可以直观地显 示岀下位分控点 COD和水量数据。（5）监控中心软件有自动监视通讯状态功能， 当通讯中断时发出报警。（6）监控中心的监控软件有不同级别的操作限 制保护功能。（7）所有的记录数据可保存、打印、自动生成报表、生成历史曲线图，以便用户查询和数据分析。（8）监控组态软件通俗容易操作。（9）中心监控软件升级简便，方便易懂。5.3 故障报警功能

16、系统所有的报警值设定根据现场工艺要求设 定。设定值直接在计算机组态画面上输入设定值。 并且报警的设备回闪烁变动颜色，以提示操作员解 决问题。一旦问题解决，系统自动恢复。6中控计算机设备选型6.1 中控室的硬件配置工控机：1台，台湾研华产品 Pentium 4 1.7G， 配 RAM 256M、HDD 80G、1.44M DISK、52X DVD、 56K MODEM、10/100M 网卡、17吋液晶显示器。EPSON 1600K皿打印机一台。6.2 软件配置RSVIEW （中文版）运行软件包单机版，RSVIEW （中文版）运行软件包网络版，Office 2000 , Windows2000操作

17、系统，RSVIEWNRSLINK 通信软件，DTU 编程软件，Sql Server 2000数据库软件（10个用户）。7系统运行情况及效果该系统于2005年7月开始实施，2005年11月 投入运行，至今运行稳定，效果良好：（1）各项监测数据如COD、水量等能及时准确传输到市局和区局接收平台，并进行综合分析统 计，监管部门能实时掌握污水处理厂运行情况，定 期向社会公众公布处理量及岀水水质达标情况。2008年第5期电弓技朮#产品与应用应用案例(2) 多次及时纠正了岀水水质不达标的情况，及时责令运行单位调整工艺参数，以改进出水水质。(3) 系统投入运行以来共监测岀水约4380万 t,水质达标率达 98%以上，达标率比实施该系统前 增加了 3个百分点。(4) 与传统的人工取样监测监管手段相比，本 系统具有实时、准确的特点，重在事前监管，能及时责令运行单位改进运行方式，确保出水质量。8结论建立污水处理厂水质水量在线监测及远程传输 系统，利用自动化、信息化手段对污水处理厂岀水 水质水量实施事前管理，弥补了人工取样监测的传 统事后管理模式的不足，大大提高了污水处理厂的 排放达标率，杜绝了偷排漏排的现象发生。该系统 已成为我局对重点污染源实施实时监管的模式，是 今后发展的方向。目前，基于观澜污水处理厂在线 监测及远程传输系统，我局已建立了全区180个重点污染源环境管理监控中