1、產品與應用產品與應用污水處理廠水質水量在線監測及遠程傳輸系統陳述蔚王小奇陳征雄（深圳市寶安區環境保護局，深圳518101）_ If4 / /摘要 在線監測污水處理廠的水質水量，并將數據遠程傳輸至監管部門是對污水處理廠實施 實時監管的有效手段，本文以深圳市寶安區觀瀾污水處理廠的水質水量在線監測及遠程傳輸系統 為例對該系統的構成給予介紹。關鍵詞：CODcr ;流量；在線監測；遠程傳輸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期電弓技朮#產品與應用2008年第5期電弓技朮#產品與應用1引言污水處理廠是環保部門重點監管的污染源之 一，其實際運行效果如何將直接影響到所在地區水 環境質量。環保部門對污水處理廠的監管是通過監 測其水質和水量是否達標排放來實現。一般情況下，污水處理廠運行的監管工作是對其終局岀水水質（CODcr ）及處理水量的監督管理，以期保量達標 排放，傳統的做法是定期或根據實際需要不定期取 水樣監測質量，并裝好流量計監測流量。這里涉及 到一個問題，就是傳統

5、的人工取樣監測的結果都滯 后于實際排岀的水的問題，因為每次取樣監測的岀 水質量指標中的主要參數CODcr、BOD5等從取樣到出結果需要幾天的時間，等到監測結果出來時， 如發現岀水不達標，但當時取樣時的岀水早在幾天 前排岀了，雖然可以根據監測結果對運行工藝過程 的參數進行修改以期達標，并對運行單位進行處罰， 但已改變不了排岀不達標的水的事實。因此，現有 的對污水處理廠運行監管手段是一種被動的事后管 理的手段，存在較大的不足，解決這個不足的途徑 是應用自動化、信息化的監測技術，使監管的手段 自動化、信息化，實現監測結果的實時控制。目前， 我局已在管的寶安區觀瀾污水處理廠實施了水質水 量在線監測及遠

6、程傳輸工程，對其實施了實時監管， 并與市局共享數據，效果明顯，現對此系統進行介紹。2 系統概述觀瀾污水處理廠是綜合治理東深流域污染的重 要組成部分，是深圳市19982005年重點環境質量 建設任務之一，是寶安區第一個污水處理廠。該廠 選址于觀瀾鎮桂花村，主要負責處理觀瀾河下游流 域觀瀾鎮范圍內的城市污水。總占地面積 107736.03m2,設計近期 6萬t/日，遠期12萬t/日。 近期總投資1.2億元人民幣，采用SBR污水處理工藝，主要構筑物和建筑物包括：進水泵房、SBR反應池、除磷加藥池、接觸池、鼓風機房、加氯間、 脫水機房、變配電房、綜合樓、倉庫、廠區市政配 套工程等，污水經處理后水質達到

7、GB18918-2002一級標準。本系統對深圳市寶安區觀瀾污水處理廠的岀水 水量、岀水水質（COD）實行在線監測，通過網絡數 據傳輸模式，將現場一次儀表的讀數，傳輸到深圳 市環保局的數據中心服務器，通過安裝操作軟件， 對數據進行存儲、統計，描繪出水量、水質的趨勢 變化圖。在線監測工程的內容主要包括現場監控子站、 現場流量計的數據采集、存儲、傳輸設備，COD連續監測儀器及 COD的數據采集、存儲、傳輸設備， 包括數據中心的接收設備和分析軟件。根據深圳市環境保護局關于印發深圳市污染 源在線監測系統驗收辦法及技術要求等規范的通 知（深環2004252號）文的有關要求，結合目前 市環保局在線監控的有關

8、實際情況，本系統采用先 進成熟的 GPRS/CDMA DTU模塊為遠程數傳模塊，依托穩定、可靠的中國移動/聯通網絡傳輸方案， 保證數據精確、傳輸性能可靠，是一套完整的、精 確的水質水量監控系統。3 GPRS/CDMA 網絡簡介GPRS/CDMA建立在數據應用公網平臺上，利 用數據通信接入終端（模塊）通過移動/聯通數據公網把行業用戶的終端裝置、企業網絡、公共網絡和 數據連接在一起，實現計算機和各種數據終端設備 的無線接入和聯網，尤其是滿足業務點的遠程接入， 具有充分利用現有的網絡，設備簡單，組網方便、 覆蓋面廣、資源利用率高、始終在線、傳輸速率高、資費合理等特點，目前已廣泛應用于城市智能交通、

9、路燈監控以及水、氣、集中供熱管網測控等領域。數據中心的 PC采用雙系統對接，即同時運行 上位機軟件和 DTU的串口數據轉換軟件。DTU數據傳送的方向是指定的數據中心地址（IP地址），數據中心使用無線Router作為中心接入的硬件設備。無線 Router可以綁定數據卡固定 IP地址， GPRS/CDMA DTU 向這個IP地址發送數據。 到了 數據中心后經過數據接收軟件解包后，通過計算機 接口傳輸到數據中心軟件中，軟件會實時地將接收 到的數據反映到電腦界面上。結合深圳市環保局的系統結構要求，在本系統e-. 1 tl. V 8 XX產+ V J中，2#監控計算機代表數據中心的計算機，1#監控計算機

10、代表監管中心的計算機。具體組網示意圖見圖1圖1污水處理廠出水水質監測SCADA系統4系統主要構件介紹4.1 DTU介紹DTU設備是基于 GPRS/CDMA 網絡的數據接 口設備，符合 IS-95A、IS-95B GPRS/CDMA 空中接 口標準，通過RS232或RS485串行口直接與行業應 用設備連接。即插即用，連接簡單，可在數據中心 和現場進行設置。4.2 路由器介紹使用ROUTER （路由器）方式是最新的無線通 信方式，它主要解決兩個問題：一是現場有多個需 連網設備，二是主備用通信的問題。4.3 PLC介紹選用著名的 AB 公司的 1761 L20BWA-5A 型PLC，并增加以太網通信

11、模塊，與現場子站進行 通訊，供電電源 220AC。4.4 信號分配器選用珠海萬山的 WS15242B全隔離雙輸岀信號 分配器，即輸入為 420mA，兩路輸岀均為420mA。從流量計和 COD監測儀岀來的 420mA模 擬信號經信號分配器分為兩路，一路去監控中心， 一路去SCADA 系統。4.5 COD監測儀選用日本崛場 HORIBA 公司的OPSA-12O型光 學法COD水中溶解有機物在線分析儀，紫外光吸收法，不需要試劑和預處理，運行穩定可靠。帶8m電纜，機械電刷式自清洗。（1 ）儀器描述SAC UV-254 水中溶解有機物在線分析儀是為2008年第5期電弓技朮85產品與應用產品與應用2008

12、年第5期電弓技朮87產品與應用2008年第5期電弓技朮#產品與應用測量水中（飲用水/地表水/污水處理）溶解有機物而 設計的在線分析儀。它可以直接浸入水中，測量對 254nm紫外光有吸收的水中溶解有機物，并以特別吸光系數”，即SAC254，來表達測量結果，同時 SAC254可以在一定程度上換算成CODUV、 BODUV、DOCUV、TOCUV。測量探頭特有的雙光束結構，可以有效消除樣 品中濁度、電源的波動、元氣件老化等因素對測量 結果的干擾，從而提高測量精度。測量結果可以以 圖形或數字的形式顯示。該儀器具有自動清洗、無 需化學試劑等特點，是水處理工藝參數控制的最佳 選擇。（2 ）儀器探頭Plus

13、測量探頭，Clear測量探頭。（3）儀器技術參數（略）4.6 流量計選用MTPCL-5G01 （插入式）超聲波流量計。4.7 現場子站功能配置通過GSM方式，能在中心站的控制下自動進 行數據傳輸，能自動向中心站發送告警信息；對子 站儀器設備的運行情況具有動態監視功能；對子站 的零/跨校準設備有自動控制的功能；對站房工作環境的變化情況具有動態監視的功能，在監控室安裝 煙霧報警系統。計算機配置如下：工業計算機 P4 HDD 80G，1.44M DISK ，52XDVD，128MDISPLAY CARD ，2 串口，1 并口， 4個USB 口，56KMODEM ，17吋液晶顯示器。4.8 網絡選取選

14、取GPRS無線數據傳輸，針對污水處理廠的 數據，其中模擬量 2個，模擬量如按四個字節算， 共有8個字節。如果每秒數據全部傳輸一次，每月（按30天計算）的流量為 2.49MB。5設備監控點表及技術指標5.1 監控點表根據廠、站實際情況儀表的配置見表1。表1序號廠、站名稱儀表名稱單位數量1觀瀾污水出廠水流量計臺12處理廠出廠水COD儀套1COD信號在現場通過信號分配器分配成兩路，一路進觀讕污水廠的控制系統（即電控房的PLC系統），一路進本系統的PLC ;流量計使用污水廠 現有的流量計，在電控室把流量信號分配成兩路， 一 路進原PLC，一路通過電纜傳送到本系統的 PLC。5.2 技術指標及實現功能方

15、案實施以后實現功能如下：（1）水質、水量在線監測系統能夠每5min實施現場監測一次，并具有即時通訊傳輸的能力。（2 ）設備和系統做到了真正的無人值守。（3）監測數據精確度符合招標文件的技術要 求，在有效使用期應保持穩定。（4） 在監控中心的組態畫面上，可以直觀地顯 示岀下位分控點 COD和水量數據。（5）監控中心軟件有自動監視通訊狀態功能， 當通訊中斷時發出報警。（6）監控中心的監控軟件有不同級別的操作限 制保護功能。（7）所有的記錄數據可保存、打印、自動生成報表、生成歷史曲線圖，以便用戶查詢和數據分析。（8）監控組態軟件通俗容易操作。（9）中心監控軟件升級簡便，方便易懂。5.3 故障報警功能

16、系統所有的報警值設定根據現場工藝要求設 定。設定值直接在計算機組態畫面上輸入設定值。 并且報警的設備回閃爍變動顏色，以提示操作員解 決問題。一旦問題解決，系統自動恢復。6中控計算機設備選型6.1 中控室的硬件配置工控機：1臺，臺灣研華產品 Pentium 4 1.7G， 配 RAM 256M、HDD 80G、1.44M DISK、52X DVD、 56K MODEM、10/100M 網卡、17吋液晶顯示器。EPSON 1600K皿打印機一臺。6.2 軟件配置RSVIEW （中文版）運行軟件包單機版，RSVIEW （中文版）運行軟件包網絡版，Office 2000 , Windows2000操作

17、系統，RSVIEWNRSLINK 通信軟件，DTU 編程軟件，Sql Server 2000數據庫軟件（10個用戶）。7系統運行情況及效果該系統于2005年7月開始實施，2005年11月 投入運行，至今運行穩定，效果良好：（1）各項監測數據如COD、水量等能及時準確傳輸到市局和區局接收平臺，并進行綜合分析統 計，監管部門能實時掌握污水處理廠運行情況，定 期向社會公眾公布處理量及岀水水質達標情況。2008年第5期電弓技朮#產品與應用應用案例(2) 多次及時糾正了岀水水質不達標的情況，及時責令運行單位調整工藝參數，以改進出水水質。(3) 系統投入運行以來共監測岀水約4380萬 t,水質達標率達 98%以上，達標率比實施該系統前 增加了 3個百分點。(4) 與傳統的人工取樣監測監管手段相比，本 系統具有實時、準確的特點，重在事前監管，能及時責令運行單位改進運行方式，確保出水質量。8結論建立污水處理廠水質水量在線監測及遠程傳輸 系統，利用自動化、信息化手段對污水處理廠岀水 水質水量實施事前管理，彌補了人工取樣監測的傳 統事后管理模式的不足，大大提高了污水處理廠的 排放達標率，杜絕了偷排漏排的現象發生。該系統 已成為我局對重點污染源實施實時監管的模式，是 今后發展的方向。目前，基于觀瀾污水處理廠在線 監測及遠程傳輸系統，我局已建立了全區180個重點污染源環境管理監控中