环保新质生产力| 化工园区雨污水智能闸控系统

　　生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。
 

　　生态环境保护实用装备
 

　　2023-Z-8
 

　　申报单位
 

　　江苏省环境工程技术有限公司、南京云普环境科技有限公司
 

　　推荐单位
 

　　江苏省环境保护产业协会
 

　　一、技术简介
 

　　适用范围
 

　　一企一管智控系统的主体功能是对排污企业闸阀、泵阀等实行定量排污的管制。对主要污染物总量控制指标进行监控，针对排污企业包括COD、氨氮、pH等水质参数实行超标禁排，并可扩展其他总量控制因子，如重金属等。存储空间256M；通讯方式：Modbus RTU、MQTT、OPC、HTTP、HJ212协议；电源供电：220V；工作温度：-10℃——+60℃；工作湿度：5%——90%RH。
 

　　技术原理
 

　　化工园区雨污水智能闸控系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术，自动控制技术、无线传输技术、计算机应用技术以及相关的软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线监测体系。实施雨水排放水质的在线自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，能大大加强水环境监测能力，有助于环境保护和管理部门及时、准确地掌握园区各企业污水排放的环境质量及变化规律，为水环境管理和水污染防治提供有效的科学依据和准确的采样数据。
 

　　工艺路线
 

　　根据收集雨水外排规范，降雨初期前8后15等环节时间，可自动根据污染水质和降雨情况切换至收集池贮存，可通过雨水闸控系统实时监测污染物COD、氨氮、pH、流量及有效联动液位闸体联动，并建立动态监测与预警机制，实时掌握水质排放达标情况。
 

　　流量监控：设置流量计对企业排水监控，可通过实时流量分析判断排水是否存在异常；
 

　　水质监控：每个企业收集池内在线分析仪COD、氨氮、pH、总磷等，当水质超标联锁关闭外排电动阀，切换回流阀；
 

　　泵阀监控：所有电动闸阀可实现就地控制，且就地远程状态、运行状态、故障等均上传控制系统监控；
 

　　本装置进线电源经过安全防护单元进行上电，电压正常装置启动，超过安全电压，设备自动切断关机，有效保护装置的使用。对于装置的采集需经过抗干扰单元将现场设备及仪表进行处理完成，将稳定的信号传输给数据采集单元进行二次数据换算控制等。远距离信号由无线通讯处理单元进行采集处理，处理完成后传输给信号采集装置单元。为了有效管控企业排污管控，管控单元定量排放。上述所有数据处理完成之后数据采集单元将数据传输给远程传输单元，该单元将数据经过4G等传输方式与监管平台对接，有效监测管控排污企业。
 

　　装备性能参数及执行标准
 

　　◼终端规格：1420mm*450mm*80mm
 

　　◼材质：304不锈钢
 

　　◼支持网络：有线、4G
 

　　◼操作系统：Linux系统
 

　　◼显示屏：10.1" TFT液晶屏，分辨率1024×600，LED背光
 

　　执行标准：EC/FCC PART 68，FCC PART 27，FCC PART 25，FCC PART 24，FCC PART 22
 

　　◼主板：以Cortex 4核CPU为核心，主频800MHz、内存256M
 

　　智能控制器：配置14个开关量输入；14个开关量输出；8个模拟量输入(4——20ma)；3个RS485接口；工作电压DC24V
 

　　◼环保网关：支持OPC、MQTT、HTTP、HJ212协议
 

　　执行标准：CE&RoHS符合EN61000-6-2:2005，EN61000-6-4:2007标准，符合RoHS要求；雷击浪涌±1kV；群脉冲±2kV；静电接触4kV；空气放电8kV
 

　　◼工作电压：DC9——24V
 

　　◼供电电源：AC220V
 

　　◼工作温度：-10℃——60℃
 

　　◼防护等级：IP65
 

　　◼产品形态：立式
 

　　◼工作湿度：5%——90%RH
 

　　应用效果
 

　　雨水闸控系统的主体功能是对排水企业闸阀、泵阀等实行定量排水的管制。支持对环保排放要求的主要污染物总量控制指标进行监控，针对排水企业包括 COD、氨氮、pH等污染物因子监控参数实行超标禁排，并可扩展其他总量控制因子， 如重金属等。
 

　　雨水闸控系统主要应用于对排水企业的现场端，进行监测水的排水控制，对污染物浓度和排放量的总量计算，并将累计数据上报至园区平台，当发生超总量排放或排放水质超标时，关闭排放口阀门，停止企业排水。通过对雨水排放的管控可以从根本上降低超标水对水源的影响，便于水质环境治理工作的顺利开展。
 

　　研发背景
 

　　为有效提升园区环境风险防范能力，增强化工园区污染物收集能力，近年来，江苏省委、省政府，省化治办、省生态环境厅等下达了系列文件，对化工园区水环境三级管控及污染物限制限量管理提出了严格要求。在此背景下我单位自研了雨污水闸控一体化设备，依托园区现有的智慧园区环保平台，根据《省生态环境厅关于加强突发水污染事件应急防范体系建设的通知》(苏环办〔2021〕45号)相关要求，采用远程反控的智慧化管理新理念，结合物联网、远程反控、总量控制、分布式区块链管理等先进技术，实现园区水环境风险管控自动化、数字化、智能化，建设具有水污染精准管控的智慧园区，全面提升园区安全环保管理水平，提高事故防范和应急处置能力，助力江阴化工园区建设完善水环境三级防控管理体系，采用智慧化手段监管诸如雨污水偷排、漏排，超标排放回流等问题。同时相关闸控设备系统在扬州化工园区、邳州化工产业集聚区、丹阳电镀园区得到了推广应用，受到了业主用户的一致好评。
 

　　技术特点
 

　　1.实时监测功能
 

　　监测企业雨水外排水质等，参数和排放量。如：COD、氨氮、总磷、pH、流量、液位、压力。
 

　　实时监测排放设备的运行状态，能够进行启停控制。如：水泵、阀门。
 

　　实时显示当日排放量、当月排放量、当月剩余排放量、当季度排放量、当季度剩余排放量、当年排放量和当年剩余排放量。
 

　　2.参数设定功能
 

　　水质参数数据可进行上下限报警设定，达到报警值后系统自动停阀，停止排放。
 

　　液位控制设定，根据液位启停泵闸门、水泵。
 

　　排污水量设定，可设定当日排污水量、当月排污水量、当年排污水量。(根据当地要求选择)
 

　　3.查询功能
 

　　具备查询实时数据、历史数据的功能。可查询一年内任意月份的排放总量及每日排放总量。
 

　　具备事件记录功能：设备故障报警、水因子超标、阀门控制记录(超标关阀、就地手动关阀、远程手动关阀)。
 

　　4.闸控系统控制：主要是针对需要采样分析后得出数据的在线分析仪器，当系统监测污染物超标，无需到现场，只需通过平台系统发送一条或多条控制指令，并通过GPRS采用HTTP传输协议，下发命令的方式发送至污染源现场，控制远端闸控系统动作点，进而控制设备的启动或停止。
 

　　5.其他功能
 

　　监控管理系统软件具备良好的拓展功能，可实现与其他系统的互联互通。如：OPC、MQTT、HTTP、HJ212协议，数据储存单元具备断电保护功能，断电后所存数据。
 

　　二、典型应用案例
 

　　案例名称
 

　　扬州化工园区水环境防范工程软件控制系统建设项目
 

　　案例简介
 

　　为有效落实园区水环境三级管控的举措，需要加强企业内部雨水外排规范以及实时监测园区河道水质与污水厂入江水质监测。杜绝企业雨水超标外排行为，通过建设园区水环境防范工程软件控制系统与企业液位闸体进行远程控制联动，并建立动态监测与预警机制，实时掌握企业雨水阀门状态情况。
 

　　一企一管智控系统主要应用于对废水排放企业的现场端，进行监测水的排污控制，对污染物浓度和排放量的总量计算，并将累计数据上报至园区平台，当发生超总量排放时，关闭排放口阀门，停止企业排污。江苏省环境工程技术有限公司作为项目总承包单位，负责项目整体管理与实施、系统业务软件开发、系统运维等工作。南京云普环境科技有限公司负责闸控系统设备供货等工作。运行模式为省工程公司托管运行，为期1年。合同运维期满，业主方续费，承建方继续运维。
 

　　达到的标准或性能要求
 

　　达到的标准或性能要求主要为业务软件平台的功能开发。
 

　　由于测试目标云服务器配置很低，在真实高配置服务器运行此后台，能够轻松应对500的并发数要求。当系统负荷过重导致宕机时，后台服务会自动拉起。
 

　　业主单位
 

　　江苏扬州化学工业园区管理办公室安全生产和生态环境管理局。
 

　　投运时间
 

　　2022年7月18日。
 

　　运行情况
 

　　通过雨水闸控系统对超标的初期雨水进行收集，雨水闸控系统设备最大工作功率为60W，24h耗电量为1.44 kW·h，成本不到1元/d，通过最小成本减小高污染物的初期雨水地下渗入量，使得地下水得到充分涵养，对城市的生态环境将产生良性循环，对提升整体地下水质和节省日常居民用水的处理成本具有长远的意义。
 

　　三、技术申报单位联系信息
 

　　单位名称：江苏省环境工程技术有限公司
 

　　单位地址：南京市建邺区嘉陵江东街8号B4幢3单元11楼
 

　　联系人：张佩佩
 

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