新农村生活污水处理监测平台设计详细方案

新农村生活污水处理监测平台设计详细方案V3.0

新农村生活污水处理监测平台设计

解

决

方

案

2017年4月

新农村生活污水处理监测平台设计详细方案V3.0

目录

第一章.项目概述.......................................................3

1.1项目名称...........................................3

1.2建设单位..........................................3

1.3编制单位..........................................3

1.4建设目标、规模、内容、周期........................3

1.4.1建设目标......................................3

1.4.2建设规模......................................4

1.4.3建设内容......................................5

1.4.4建设周期......................................6

第二章.项目背景、现状及需求分析....................................7

2.1项目背景..........................................7

2.2数据采集即“MBR”改造需求.........................9

2.3运维作业管理需求..................................11

第三章.本期建设方案................................................12

3.1建设原则..........................................12

3.2总体架构..........................................14

3.3建设内容..........................................16

3.3.1数据采集设备建设............................17

3.3.2农村生活污水设施运维监管系统................18

3.3.2.1农村污水设施监管子系统...........19

3.3.2.1.1农村污水治理数据库.........19

3.3.2.1.2业务系统...................20

3.3.2.1.3统计查询...................21

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3.3.2.1.4报警查询...................22

3.3.2.1.5报表管理...................22

3.3.2.1.6农村污水治理日常管理.......24

3.3.2.1.7设施管理...................24

3.3.2.2运维作业管理子系统...............24

3.3.2.2.1巡检管理...................24

3.3.2.2.2维修管理...................26

3.3.2.2.3报表统计...................26

3.3.2.2.4归档文件...................27

3.3.3移动信息平台.................................27

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第一章.项目概述

1.1项目名称

新农村生活污水处理监测平台建设项目

1.2建设单位

1.3编制单位

编制单位：XXX

1.4建设目标、规模、内容、周期

1.4.1建设目标

基于省、市、区的“治污水、防洪水、排涝水、保供水、

抓节水”为突破口的“五水共治”总体部署要求，立足本区

实际，为确保农时生活污水治理设施持续运行，采用先进的

自动化、网络化知信息化技术手段，在已建立的工程的基础

上建立农村生活污水设施远程运行监控和信息管理平台，将

各村污水处理设施点纳入现有系统基础设施层，与排水泵站、

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污水厂和城区排水管网共同构成现有系统完整的运行管理

体系。

L4.2建设规模

根据省、市、区相关文件要求，主要将实际日处理能力

30吨以上、实际受益农户100户以上和位于水环境功能要求

较高区域的农村生活污水处理设施纳入农村生活污水处理

设施远程运行管理建设项目之中，根据现状情况，预计将170

座农村生活污水治理点的实时数据接入现有系统平台。

目前，农村生活污水处理设施主要采用两种处理工艺：

一种是膜生物反应器(MembraneBio-Reactor,简称MBR)一体

式处理工艺；另一种人工生态湿地处理工艺，本期建设主要

接入MBR模式的污水治理点。

鉴于当前农对生活污水处理设施数量较多，分布较散，

且未全部建成投入使用的情况，因此，应结合实际工程建设

进度，建议采用“总体规划、分布实施”的方式，一期实施

MBR模式的50座农村生活处理设施，目前已有4座为MBR模

式，其余46座待改造为MBR模式后再行接入。

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在此基础上，随着农村生活污水处理设施项目逐步建成,

随之扩大规模。

1.43建设内容

1.农村生活污水处理设施现场监测设施的建立和完善。

鉴于目前实施的农村生活污水处理设施自动化、电气化

及信息化设计程度较低的现状，如未安装计量设备、状态检

测设备、通信设备等。对此，本项目将对农村生活污水史理

设施现场进行技术升级改造，重点配备农村各生活污水治理

点的数据监测设施，奠定农村生活污水治理远程实时监测管

理的基础条件。

2.农村生活污水治理远程数据传输系统的构建

建立基于4G网络的农村生活污水数据远程采集系统，

首期选择50个农村生活污水治理点，纳入村生活污水系统

远程监测范围，整合构成一期农村生活污水治理体系最基础

的感知层体系。

3.在现有现有系统平台上集成农村生活污水设施运维

监管系统

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农村生活污水设施运维监管系统将作为现有系统平台

的重要组成部分，在已经建立现有系统平台的基础上进行构

建，纳入污水运行监控系统和运维作业监管系统，采用B/M/S

综合构架。

L4.4建设周期

根据建设规模，估算建设周期为12个自然月。

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第二章.项目背景、现状及需求分析

2.1项目背景

按照2013年浙江省委十三届四次会议提出以“治污水、

防洪水、排涝水、保供水、抓节水”为突破口的“五水共治”

总体部署的要求，立足本区实际，在原污水处理系统建设计

划安排基础之上，亦制定了《农村生活污水治理三年行动计

划》，总体目标为：到2016年，确保农村生活污水治理村覆

盖率达到90%以上，农户受益率达到70%以上，力争农村生

活污水治理村覆盖率达到100%、农户受益率达到80%以上。

随着农村生活污水治理工程建设进度大力推进，已取得了阶

段性进展。一批污水治理设施建成并投入使用。

目前，为确保农村生活污水治理设施持续运行，《浙江

省人民政府办公厅关于加强农村生活污水治理设施运行维

护管理的意见》（浙政办发（2015）86号）明文要求“对于

设计日处理能力30吨以上、受益农户100户以上和位于水

环境功能要求较高区域的农村污水治理设施，要根据环境监

管要求，规范安装或改装处理水量计量和运行状况监控系统,

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定期监测处理水量和出水水质状况，并开展污水收集系统、

终端处理系统的常态化运行巡查维修、设备更换工作”。同

时，结合实际情况，要求“对实际日处理能力30吨以上、

实际受益农户100户以上和位于水环境功能要求较高区域的

农村生活污水处理设施，要根据有关环境监管要求，规范安

装或改装处理水量计量和运行状况监控系统。本办法施行之

前未安装的，应枳极创造条件、逐步安装，实时数据接入现

有系统信息管理系统”。

对此，亟需规划设计农村生活污水处理设施远程运行管

理系统建设项目。

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2.2数据采集即“MBR”改造需求

根据省、市、区要求，建立农村污水治理点运行状况监

控系统，同时考虑到远程监测终端运行状况自诊断的技术要

求，每个农村污水治理点需上传的数据如下：

监测对象监测内容监测设备

排污管道流量流量计

提升井液位液位仪

电控箱电量电量计

风机运行状态接触器

水泵运行状态接触器

系统前端实时平台承担各子系统的数据提取的接口功

能，将实时工况数据完整、正确、及时、安全地传送到农村

生活污水治理前端数据库，按统一规范存储，为农村生治污

水治理监管信息的应用建立基础。

数据流模型包含数据源、数据路径和前端数据库三个断

面，数据由三个路径流向前端数据库，其中有两路是已建的

现有系统平台，包括两个污水厂和多个排水泵站，采用远程

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VPN宽带业务；另一路为农村生活污水治理数据路径，采用

4G无线网络。

数据源：包括监测点以及本项目建立的农村生活污水处

理点，从而形成完整的现有系统管理体系的数据源。

数据路径：建立包括沿VPN宽带网络、GPRS无线网络以

及有条件的地方采用4G网络在内的多通道数据传输路径，

建立实时系统和前端数据库的数据传输链路。

实时数据库：由实时数据存储软件将实时工况数据存入

数据库，为后续的应用建立基础数据。

历史数据库：各远传监测的历史数据库，包括历史远传

数据以及历史分段分析数据等；

业务数据库：各监测点的基本信息、用户权限信息、组

织机构信息、维修业务、巡检业务等；

多媒体数据库：各相关视频、文档的数据库，现场照片

等。

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2.3运维作业管理需求

在现有系统平台中的运维作业监管系统基础上进行扩

展和整合。

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第三章.本期建设方案

3.1建设原则

本项目建设遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约

成本的原则。并综合考虑维护及操作因素，并将为今后的发

展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本期建设内容是系

统的、总体的、完整的、全面的，具有科学性、合理性、可

操作性。应具有以下原则：

1.一次规划，分步实施

本项目遵循“一次规划，分步实施”原则，按国内领先

的要求，基于已有的现有系统信息总体平台，建设农村生活

污水信息监控平台，包括现有系统平台扩展、远程网络系统

的安装调试和开发。将农村生活污水治理业务与现有排水综

合管理业务整合到一起，形成完整、一体化的现有系统平台。

2.先进性与适用性

设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控

制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。

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系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，

适合实际情况和本项目的特点。

3.可靠性与安全性

基于已有的现有系统平台成熟、稳定的技术设备，与现

有系统平台具有一致性，能够保证全天候长期稳定运行。

4.开放性和标准性相结合

以现有系统平台为基础，同时考虑到农村生活污水治理

系统的定制化要求，采用标准通用的网络通讯口，协议规范,

确保系统具有良好的二次开发能力。

5.集成化和可扩展性相结合

软件和网络应借助现有系统平台强大的扩展能力，并允

许数据库、存储器和通信信道等可扩展，从而使系统能安全、

可靠地进行重新组态，充分考虑系统需求的成长空间，所提

供的系统平台与技术将充分配合未来功能及扩充系统的需

求，以避免将来重复的投资。

6.易用性和灵活性相结合

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系统继承现有系统的易用性、易管理性、易维护性原则,

具备先进且易于使用的图形人机界面功能，提供信息共享与

交流、信息资源查询与检索等有效工具；故障诊断、维修简

便，并能在2个小时内恢复正常运行；系统设计合理，能够

通过硬、软件的最小变动，获得更好的后备保障性能。

7.实用性和经济性相结合

确保系统具有较高的性价比，尽量整合目前已投入使用

的设备资源，在此基础上进行优化和扩充。对于设备的性能,

实现在系统同时须完成打印、编程、画面显示时，实时数据

采集系统不被中断。

3.2总体架构

农村生活污水设施运维监管系统依托现有系统的三层

构架：基础设施、通信设施、运维管理，并作为现有系统的

嵌入式扩展模块，在运维作业监管系统的设施运维管理、档

案归档、巡检管理、考核支付管理等相应模块中增加对农村

生活污水治理业务流的嵌入和扩展。

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农村生活污水设施运维监管系统基于现有系统的三层

构架如下：

底层基础设施为农村各污水治理点的远程终端；

中间层通信设施为基于4G广域网络；

顶层管理纳入现有系统平台。

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3.3建设内容

1.农村生活污水处理点数据采集设备采购、安装、调试。

2.建设农村生活污水设施运维监管系统并集成在现有

系统平台中。

3.建设农村生活污水设施运维监管系统移动版。

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3.3.1数据采集设备建设

典型的农村生活污水处理点设施如图所示

恒

流

润流■仪

^4foi^

///////

氏

调节池

M汇

81生物反应好氨池）回用或樽放水箱

现场数据采集设施主要包含下列设备：

•在线仪表：流量计、液位计、电量计、电流检测装置

等；

•数据采集终端：在线仪表数据连接和预处理及数据暂

存、报警触发等；

•网络接入：4G网络接入终端。

生活污水治理点现场数据采集设施总体配置如图所

示

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单个农村生活污水处理点新增配置表

序号项目数量单位

1远传终端1套

2工业远程4G通讯模块1块

3流量计1台

4液位计1块

5电量计1块

6互感器3块

7安装附件1套

3.3.2农村生活污水设施运维监管系统

农村生活污水设施运维监管系统分为设施监管和作业

运维两个子系统，分别详细设计如下：

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3.3.2.1农村污水设施监管子系统

3.3.2.1.1农村污水治理数据库

农村生活污水治理数据库纳入现有系统数据平台，将扩

建下列数据表：

•流量监测数据表：记录污水治理点污水瞬时流量和

累积流量；

・水位监测数据表：存储污水治理点提升井污水水位

信息；

•电量监测数据表：记录三相电压、三相电流、电量

等信息；

•风机运行监测数据表：记录风机累计运行时间、启

停时间等信息；

•水泵运行监测数据表：记录水泵累计运行时间、启

停时间等信息；

•基础信息数据表：存储流量计、水位仪、电量表、

风机、水泵以及污水治理点技术参数、地理位置等

资料信息。

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3.3.2.1.2业务系统

1、列表数据：以汇总的形式集中显示各生活污水欠理

点的污水存量、流量、水质状况（人工定期检测并输入数据）、

设备状况等内容；列表显示的内容用户可以自定义。

2、地图展示：将农村生活污水处理设施、管网监测设

备实时数据显示在在现有系统平台中，能定位显示、任意矢

量放大缩小，直观展示农村污水处理点运行数据；地图上显

示的测点和内容用户可以自定义，即集成至现有系统平台的

GIS图中。

3、生活污水处理点监视面板：当操作员点击主界面上

某一治理点时，即进入改主界面，工艺流程图的形式，或三

维图的形式展现改治理点的运行状况。

在污水治理点界面内，不仅显示污水治理运行状况、数

据列表、工况趋势图，同时显示改MBR设备的技术参数、投

运日期、管理员等资料信息。

监视界面还可以采用三维图方式展示

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4、报警显示和查询：污水处理设施、管网监测设备相

关故障、超限、停电等状态通过颜色显示表示，严重故随须

弹框且语音重点提示，报警记录要方便查询。

3.3.2.1.3统计查询

调度员可以方便地统计查询农村污水治理数据，查询结

果可以打印预览并以EXCEL格式输出。历史数据、历史曲线

的查询功能有助于工作人员对历史数据对比和分析。

•可以按不同监测点的监测数据进行查询统计；

•可以选择时间范围进行数据的查询统计；

•系统可以进行环比和同比，系统支持多轴满足不同量

纲的数据展示；通过设定时间段进行单曲线单时间段、

单曲线多时间段（同期比较）、多曲线单时间段的对比、

查询；

•图表、列表、颜色状态等丰富的信息表达形式；输出

EXCEL文件格式；

•系统可以定制各种查询方案，包含查询条件、显示的

测点和检测量，满足日常汇总统计工作；

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•定制的统计查询方案可以保存并分享给他人；

•数据存储间隔时间为5分钟，数据查询的时间区间应

不小于三年，查询三年内历史数据响应时间应小二3

秒。

3.3.2.1.4报警查询

水质报警、液位报警和运行报警数据实时展示；

报警形式：声光、醒目的颜色字体等多种方式进行展示，

并可以通过短信等方式提醒指定人员。

系统提供报警列表展示功能，查看当前所有报警记录，

列出测点、检测量、发生时间、恢复时间、报警类型和数据

等信息；

报警类型要求包括：上下限报警、突变报警、数据不变

报警、断电得电报警、通讯中断恢复报警、电池低电压报警

（如有电油供电终端）等C

3.3.2.L5报表管理

系统要求采用报表设计平台，可根据需要生成各类报表、

趋势曲线、实用图表，用户可自动打印或按需自定义打印。

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•系统提供类似Excel方式的报表设计平台，用户根据

业务要求进行报表设计。

•用户可以输入各种查询条件查询满足条件的报表结

果。

•系统支持报表以Excel文件格式导出。

•系统可以打印日报、周报、月报、年报，报表内容满

足工艺和管理要求。

•系统具有数据填报功能，有问题的数据或者不具备条

件的数据可以手工调整或者录入；再进行汇总统计。

数据修改具有日志追溯功能。

•对存放在数据库中的数据，可进行最大值、最小值、

平均值、偏差值、累积值和其它各种特殊的运算处理,

并可根据需要生成各类报表、趋势曲线、实用图表。

•具备人工录入数据接口界面和检测化验数据录入界

面，支持数据审核后自动汇入生产报表。

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3.3.2.L6农村污水治理日常管理

系统提供污水治理日常调度方案的编制功能，由人工配

置生成，使用者可以挑选展示的内容，也可以设置数据的表

现形式，比如柱状图、曲线图、面积图等。

系统提供治理点责任人信息查询。存储农村生活污水治

理点巡检人员、系统管理人员、责任厂商、系统维护人员等

信息，包括：姓名、职务、联系电话、联系地址等信息，可

以检索、编辑。

3.3.2.L7设施管理

设施信息化档案管理，建立设施档案信息库，录入建设

时间、建设地点、设备配置、维护信息等等，方便日常管理、

维护巡检。

3.3.2.2运维作业管理子系统

3.3.2.2.1巡检管理

•巡检计划

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按照管理要求