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一、前言

　　随着经济的发展，环境质量呈现不断恶化趋势，其中一个重要原因是监督力度的不足和监控手段的落后。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的同时，在监测监管方面也加大了投入。监测对象的多变性和多样化、利益驱使下的企业人为的违规操作等诸多因素，随意偷排污水和非达标排污现象时有发生。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。

　　本监测网在继承常规监测网的规范、手段和方法的同时，运用现代通信技术、GIS地理信息技术、计算机软件和互联网技术等多种学科手段，针对不同的监测对　象、不同的企业规模、不同的环境状况、不同的人为条件等，在监控方法和监测手　段方面，更加突出体现其监测的实时性、在线性、完整性。集无线与有线、数据与图像、远程与近程、实时与存储、联网与单机等方法于一身，配合检测传感器，能远程在线连续实时反映和监　测，企业污水是否全部达标排放。

　　系统实施前后，主要指标对比（见表1）

　　　　　　　　　表1 系统实施前后主要指标对比

　　二、系统结构
　　如图1所示：

　　1、企业污水处理监测点
　　利用各种传感器或专用仪表，采集与污水处理有关的物理、化学参数。如马达的电流/电量，工业用水进水流量/总量，排放污水流量/总量，污水PH值，污水的相对浊度等。
　　各种数据通过综合数据采集器集中处理后借助无线通信控制器上传到GSM数字蜂窝网的短信息服务中心。

　　2、市环保监控中心
　　该中心由NT局域网构成，有通信工作站、监控工作站、数据库服务器、网络服务器及相应的配置应用管理软件和数据库。
　　该NT网通过中心无线通信控制器，借助SMS短信息服务服务器与企业进行双向的数据通信；可以通过Internet或存储外设与同级其他职能部门或上报环保监控中心进行数据共享。
　　通信工作站：主要负责中心无线通信控制器与计算机之间的通信，接收处理监控数据和发送控制指令；
　　监控工作站：主要完成GIS功能，数据分析、统计、报表、图表处理等功能；
　　数据库服务器：主要对监控数据进行管理和维护；
　　网络服务器：负责网络服务和管理；

　　3、上级环保监控中心
　　通过上网浏览/查询有关的监测数据。

　　4、移动监控站
　　移动监控站上安装所有的软件，利用手机的红外接口与笔记本连接，具有镇区监控分中心的全部功能。

　　三、监控中心的构成
　　以市监控中心为例说明其构成，其上级在规模上和地域上有所差异，不再另述。
　　※ 一般内部由NT局域网构成；
　　※ 可以选用一台网络服务器；
　　※ 必须选用一台工业级通讯工作站，并匹配1路至8路通讯控制器及相应GSM通讯模　块，用于采集和传输监测点数据；
　　※ 可以选用一台或多台监控工作站，含数据输出设备；
　　※ 通过网络匹配器综合利用ISDN、ADSL、PSTN、DDN等方式联网或接入因特网，可访问环保监测网站（详见图2）。

　　　　　　　　　　　　图2　

　　四、企业监测点的构成
　　一个监测点可由若干个监测单元构成，一般企业有1至4个单元组成。
监测单元可由一台集中远程数字控制器构成，也可以混合采用独立远程数字控制器构成。具体视现场情况选定。
　　远程数字控制器一般可接多种传感元件。

　　实时采集如下数据：工业用水总量、排污水流量和总量、排污水马达用电量、污水处理主马达用电量、排污水PH值、相对透明度COD等（详见图3）

　　　　　　　　　　　　　　　　图3

　　五、主要功能和技术指标如下：

　　（1）监测点规模
　　视实际状况，一个监测点至少包含一台独立数据采集无线通信控制器（简称一个单　元）。也可配备数字摄像机一台或多台。一般一个大中型企业有1至4个单元即可。

　　（2）数据采集内容
　　一般可采集和传输数据为：
　　工业用水总量（总量及流量）M3.m3/h
　　工业污水排量及总排量（总量及流量）M3.m3/h
　　排污主马达电流和用电量（电度数）A，KWH
　　污水处理主马达电流和用电量（电度数）A，KWH
　　污水PH值、污水相对透光系数及其相关数据如COD、DO等

　　（3）数据间隔及传输方式
　　数据采集后可通过GSM网按定时分时方式向监测站进行汇报，汇报间隔时间可自由设定，一般为半小时至24小时；镇区监控中心定期（按上级规定，例如一个月）通过上网传输或磁盘外设将数据上报到市环保监控中心。

　　（4）一个监测站可分时监测几个最多到上千个监测单元。

　　（5）一个监测站可实时收集多个监测点的上行数据，可自动分时查询被监测点的数据，也可以人工随时查询。

　　（6）在给出各监测点设定值后，个别企业偷排污水或闲置污水处理设备，监控中心将及时启动声光报警。

　　（7）监测站借助人工智能分析软件，分析一个企业的工业用水总量及污水排放量，从而分析判定企业偷排污水的可能性。

　　（8）监测站借助人工智能分析软件，可以辅助判别污水是否处理后排放或是否达标排放。

　　（9）在监测站的电子地图上，形象直观地显示主要排污点的污水排放数据，并给出管辖范围里（河流、水系等）污水总排放量。对地区宏观污水排放总量控制和治理提供基础数据。

　　（10）一个监测站在联网或接入因特网后，可做到平行相关职能的数据共享，也可保证数据上传和上级机构的调阅。

　　（11）国家监测中心或者监测总站有权越级直接读取下级数据或抽样提取重要排污单元数据，加强了全国和省级的监测力度。

　　（12）可安装于各类企事业单位自然流形式的生产废水和生活废水的排放口，进行污水量的测量。对于非自然流（用泵压力排出的场合）可装在集中调节池（即水泵吸水井）前的进水口。该产品还适用于市政排污、单位供水和农村排灌方面的流量测量。

　　六、技术特点

　　1． 实时性强 实时在线监测企业排污状况，可任意在监控中心设置监测点数据的即时自动汇报时间，对闲置设备、偷排污水的违规现象能及时发现，便于及时处警，大大提高监理力度和威慑力。而有线监控系统无法做到。

　　2． 传送范围广 无线通信传输范围广，只要GSM能覆盖的地方都能实现数据的有效传输；而有线传输由于要架设电话线，受现场环境的影响较大，有些情况更是无能为力，如空气监测。

　　3． 数据准确性高 由于无线通信是建立在GSM公网的短信服务SMS基础上，现场返回的数据先发送到短信中心，然后由短信中心发送到监控中心，监控中心关机时数据先保存到短信中心的服务器中，待监控中心开机后再发送到监控中心，保证数据不会丢失，数据传输有效性也得到了较大的保障；而有线传送只有在监控中心开机时才能发送数据，当监控中心关机时，当前数据就会丢失，又由于有线通信是通过Modem拨号，用语音传送数　据，经过多方面的握手才能实现通信，数据的有效性很难得到保障。

　　4． 监测面广 无线通信监测点向监控中心返回数据是通过数据通道进行的，并以短信中心作为缓冲。当有多个监测点发送数据时，短信中心会根据申请条件进行资源优化配置，保证数据有效并可靠地传送到监控中心，根据目前短信服务的容量，东莞市能容纳几百万的用户发送短信，监测面很大；而有线通信一次只能建立点到点的连接，当有一个监测点发送数据时，其他监测点要等待，直至上次通信结束，当监测点多时，这种弊端是无法解决的。

　　5． 数据双向交互性 既可以实现监控点定时汇报数据，也可以由监控中心随机抽　检。查询数据一般只需要8～15秒。

　　6． 自动报警 当现场污水排放量和主要理化参数的指标超过设定的阀值时，可以自动迅速报警。报警之后可以由流动监测车去现场监测。

　　7． 地理信息功能 配备电子地图，可以及时找到超标和被监测点的地理位置。

　　8． 流动监测 可以设有流动监测车，并具有监测中心的全部功能。可以及时地赶到被监测现场。

　　9． 给排水总量分析 根据企业工业用水和污水排放总量可以借用人工智能软件辅助判断企业是否有偷排污水嫌疑。

　　系统实施后，主要功能和指标较传统方式有如下改进：
　　污水排放量及理化参数量数据的自动提取和随机抽取。
　　污水处理设备运转情况的自动提取监控和非正常情况下的报警。
　　污水排放主要理化指标超标自动报警
　　排污费的自动计费
　　数据统计报表自动生成。
　　系统运行费用低。
　　系统留有数据接口，通过配置或改变不同的传感器，采集大气参数、城市噪音参数，系统也适用于大气和噪音监测，从而使该网成为全国环境保护远程实时综合监测网。
　　与有线MODEM数据传输相比，该系统在技术上更具先进性。采用该技术的工业现场在国内尚属首创。

　　七、售后服务与维护

　　为了搞好产品的售后服务与维护，以保证产品长期有效的工作，本公司将建立完善的用户资料，配备专职人员负责产品的维护。为此与用户订立如下原则：

　　1、 免费维修条例：
　　产品在正常条件使用下，可保用一年。保用期内如发生任何故障，以致在实质上影响了产品的正常使用，可获免费上门维修服务及更换。

　　2、 保修条例：
　　一年后，产品在正常使用条件下，如发生任何故障，本公司负责维修。如需要更换零配件，费用由用户承担。

　　3、 非适用条件：
　　非人为因素，如台风、洪水、地震、雷击等自然灾害造成的损坏；
　　人为不合理的使用导致产品的损坏；
　　未经本公司授权擅自开箱维修造成损坏。
　　为切实做好产品的维护，对产品进行日常定期维护，我公司在一年保修期满后，可以与企业签订维护合同，每企业一年维护费用根据系统配置设备而定。届时我公司每季度专人到现场维护工作，维修材料费另计。

　　八、经济效益和社会效益

　　过去对企业的恶意偷排和闲置排污设备运行等不法行为难以察觉、难以监管、近乎束手无策，这是个全国性的难题。本系统对污水偷排、污水主要理化指标超标排放、污水处理设备闲置，均能及时发现并自动报警。其方法和手段填补了国内空白。系统造价不高，政府不需要太多的投资，企业完全能够承受，便于大规模推广。

　　以工业污水处理及监测为例说明：
对工业污水进行物理、化学、生物等多种手段处理，是一必行的方法；而对污水全量达标排放是追求的目标。只有通过对工业用水及排水量的有效实时在线的监测才能达到强有力的监管。

　　根据工业用水平衡原理，在一般大中型工厂和企业中，工业用水和民用水分表供水，当然厂区工业用水也会少量用于冲洗生活用水，但一般比例很低。则有：Wout=Kwin
　　设Wout--为处理后污水排放总量
　　Win--为工业用水量
　　K--生产用水 一般为K=0.85～0.95

　　该数可提取工厂一天的生产用水和排污水量推算，也可以根据每天生产人数推算出非生产用水量并采集出工业用水总量推算出。

　　只要我们能够比较实时地（如1小时、8小时、24小时）监测一次企业工业用水量和排污水量，即能基本上确定该企业工业用水是否全量处理排放。

　　再根据企业的生产性质（如电镀、印刷……）抽样监测排放污水的PH值或相对透明　度或污水处理主马达用电量等相关参数，即可定性辅助判断企业是否全量处理基本达标排放。

　　该系统对合理全额收取排污费有其经济效益。
　　对控制企业偷排污水和非达标排放也更有其社会环保效益。

　　以上论述基本上以污水监测为例说明，通过配置或改变不同的传感器，采集大气参　数、城市噪音参数，系统也适用于大气和噪音监测，从而使该网成为全国环境保护远程实时综合监测网。

　　该系统实用可靠，便于在企业和城市污水排放监控方面进行推广。如果增加其他的烟尘测试仪、大气成份测试仪、噪音测试仪，也可以用于大气环境和城市噪声监测。
　　环保污水远程监测系统软件界面如下图：