李曉雪，許 峰

（1.陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 旅游系，陜西 西安 710100；2.西安科技大學(xué) 地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710600）

21世紀(jì)的今天，隨著時代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的日新月異，環(huán)境污染現(xiàn)象日益嚴(yán)重，當(dāng)前污染源的數(shù)量和種類也在日益增加著，以至于環(huán)境保護(hù)和污染源的處理勢在必行。而污染源監(jiān)測作為環(huán)境執(zhí)法和環(huán)境統(tǒng)計、排污度量和監(jiān)控的主要依據(jù)，同時也是當(dāng)前我國環(huán)境監(jiān)測工作中的重要組成部門?，F(xiàn)如今，基于環(huán)境污染治理目的，本文對污水處理廠污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建有一定的經(jīng)濟(jì)價值和現(xiàn)實意義。

1 污水處理廠污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)總體架構(gòu)

污水處理廠污染源的在線監(jiān)控，首先就要采集對環(huán)境造成污染的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)，并做好對采集信息的收集處理工作，并借助于傳輸網(wǎng)絡(luò)將其數(shù)據(jù)傳到監(jiān)測中心，并在監(jiān)測中心匯總處理所上傳的數(shù)據(jù)，從根本上深層次的挖掘分析這些數(shù)據(jù)。在對實際數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析的過程中，進(jìn)而對其污水處理廠的污染源進(jìn)行充分的掌握，進(jìn)而實現(xiàn)真正意義上的節(jié)能減排作用。

一般而言，污水處理廠的在線監(jiān)測系統(tǒng)主要有采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和監(jiān)測中心模塊，其污水處理廠污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 污水處理廠污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體架構(gòu)Fig.1 Sewage treatment plant on-line monitoring system of pollution source architecture

污水處理廠污染源的在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是對最先進(jìn)的儀器儀表、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等加以采用，一方面對污水處理廠進(jìn)出水過程中的流量 COD、氨氮、SS、BOD 等指標(biāo)數(shù)值進(jìn)行實時監(jiān)測[1－2]，并對進(jìn)口水和二沉池以及出水口的處理過的圖像進(jìn)行遠(yuǎn)程采集。一方面就要存儲采集的信息，對各個污水處理廠的污染源的指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，一旦超出指標(biāo)將會自動報警。另一方面則是借助于各種圖標(biāo)和報表的形式及時的整理數(shù)據(jù)，并做好相關(guān)信息的分析工作，最后借助于網(wǎng)頁公示各類信息。

2 在線監(jiān)測系統(tǒng)遠(yuǎn)程采集模塊

在線監(jiān)測系統(tǒng)遠(yuǎn)程采集模塊，主要有污水處理廠現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊和在線視頻監(jiān)控模塊兩種。污水處理廠污染源在實際的監(jiān)測控制過程中，借助于污水處理廠污染源控制中心的某些數(shù)據(jù)接口，進(jìn)而獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并將其數(shù)據(jù)在監(jiān)測中心上傳。

1）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊

現(xiàn)場數(shù)據(jù)模塊作為污水處理廠污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要模塊之一[3－4]，主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場采集，并借助于數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對各種數(shù)據(jù)加以讀取，進(jìn)而對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲，并借助于各種通訊的方式將其處理的數(shù)據(jù)向監(jiān)測中心上傳，并在監(jiān)測中心的指令控制下，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的收集，并對數(shù)據(jù)和命令的準(zhǔn)確性加以確保。

一般而言，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要有時鐘、處理器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)處理裝置、數(shù)據(jù)采集裝置以及網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備等，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of the field data acquisition device structure

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要是借助于RS－485接口總線，并將其和現(xiàn)場儀表進(jìn)行連接，不僅僅實現(xiàn)儀表和儀表通信協(xié)議之間的通信，同時對所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過適當(dāng)?shù)奶幚矸治?，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲，進(jìn)而實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)控[5]。

2）在線視頻監(jiān)控模塊

在線視頻監(jiān)控模塊不僅僅對現(xiàn)場視頻圖像有著直觀的了解，同時對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行輔助，一旦其食品傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有著相對較大的量，更要做好監(jiān)控點位置的分布情況，并對中國電信的全球眼服務(wù)加以采用，并將建設(shè)的陳本和維護(hù)成本減低，進(jìn)入將建設(shè)的周期縮短。

而全球眼網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控主要是對圖像進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和傳輸存儲的一種工作，并實現(xiàn)跨區(qū)域的污染源統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一存儲管理。污水處理廠污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過對全球眼網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控加以借用，并將其監(jiān)測效果實現(xiàn)，對其采集的信息進(jìn)行自動顯示。

3 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測中心的構(gòu)建

3.1 污水處理廠污染源在線監(jiān)測中數(shù)據(jù)采集信息的構(gòu)建

污水處理廠污染源在線監(jiān)測中數(shù)據(jù)采集信息在實際的構(gòu)建過程中，首先就要對借助于設(shè)備對其水樣進(jìn)行綜合性的檢測，并做好通訊傳輸和處理工作，就其實質(zhì)性而言，在線儀表在對檢測結(jié)果進(jìn)行傳送的過程中，其模擬信號的輸出主要為4～20 mA信號之間，并將一路輸出設(shè)備加以提供，通過對信號分配器加以安裝，進(jìn)而將不同系統(tǒng)對統(tǒng)一信號使用的矛盾加以解決。

一般而言，污水處理廠污染源在線監(jiān)測過程中，其信息的采集工作不僅僅不受地點和時間上的限制，同時在實際的監(jiān)測過程中有著一定的可移動性，同時在實際的運行過程中往往也有著相對較低的運行費用，并借助于數(shù)據(jù)傳輸流量對其費用進(jìn)行計算，采集信息構(gòu)建的過程中往往也有著相對較穩(wěn)定的性能，難以出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)延誤和斷傳的現(xiàn)象，有著相對較強(qiáng)的安全性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院陀行浴?/p>

3.2 污水處理廠污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

近些年來，隨著時代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的日新月異，現(xiàn)代化移動網(wǎng)絡(luò)通訊逐漸成熟發(fā)展著，尤其是基于INTERNET有線網(wǎng)絡(luò)和基于一種移動通訊的GPRS無線網(wǎng)絡(luò)。就其實質(zhì)性而言，對這兩種網(wǎng)絡(luò)均可以實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的傳輸。而污水處理廠在線監(jiān)測系統(tǒng)由于有著較為分散的監(jiān)控對象和較廣的監(jiān)控范圍，其數(shù)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)主要是對INTERNET有線網(wǎng)絡(luò)和GPRS無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的傳輸方式加以采用。

3.3 污水處理廠污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)監(jiān)測中心的構(gòu)建

污水處理廠的在線檢測設(shè)備的正常運行是其最基礎(chǔ)的保證，所以在污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝調(diào)試完成并投入運行后，對在線檢測設(shè)備需耍進(jìn)行定期的維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的故障并及時處理:對試劑要及時補(bǔ)充:及時訂購需要更換的備件:并對維護(hù)工作做好記錄。由于環(huán)保局的在線監(jiān)控點比較多，對于在線檢測設(shè)備的維護(hù)工作則由企業(yè)和環(huán)保局共同分擔(dān)。

監(jiān)測中心主要是實現(xiàn)對遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的接收和存儲，并通過一定的分析，將各種報表和圖表生成，進(jìn)而實現(xiàn)對污水處理廠各個污染源的自動報警，監(jiān)測中心在對例數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的挖掘分析過程中，主要借助于WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)通訊工作站以及系統(tǒng)時鐘，實現(xiàn)對污水處理廠污染源的在線監(jiān)控。數(shù)據(jù)服務(wù)器主要是對遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)傳送而來的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行整體上的存儲和管理，而WEB服務(wù)器主要是對瀏覽終端的申請和其信息的發(fā)布加以負(fù)責(zé)，并對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的查詢和計算。數(shù)據(jù)通訊處理工作站主要是對現(xiàn)場數(shù)據(jù)加以負(fù)責(zé)，并適當(dāng)?shù)南蜻h(yuǎn)程下達(dá)一定的命令。系統(tǒng)時鐘主要是借助于GPS時鐘及時的校時現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的設(shè)備，保證信息采集的統(tǒng)一性[6]。

總而言之，污水處理廠污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)主要借助于計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并對污水處理廠污染源進(jìn)行全面有效的監(jiān)控。既是企業(yè)和環(huán)保監(jiān)察部門聯(lián)系的紐帶，又是環(huán)保監(jiān)察部門為企業(yè)提供更好服務(wù)的工具，在國家對環(huán)境減排問題的戰(zhàn)略部署中將發(fā)揮積極的作用。同時污水處理企業(yè)利用在線監(jiān)測系統(tǒng)信息的及時性對調(diào)整生產(chǎn)運行，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)合理運行有著重耍的指導(dǎo)意義。同時該污水處理廠污染源的在線監(jiān)控系統(tǒng)通過在多個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)內(nèi)多種廠家的檢測設(shè)備以及其存儲設(shè)備中實現(xiàn)監(jiān)督管理，不僅僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集工作，同時也實現(xiàn)了超標(biāo)報警和故障報警，進(jìn)入保證了污水廠污染源在線有效監(jiān)控。

4 結(jié)束語

污水處理廠污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建主要借助于先進(jìn)的儀器設(shè)備和現(xiàn)代化計算機(jī)技術(shù)，作案后現(xiàn)場信息的采集工作，并對采集信息進(jìn)行綜合性的處理分析和存儲，并借助于移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)采集信息的傳輸，逐漸生成報表和圖表的形式，加強(qiáng)設(shè)備運行的管理，做好超標(biāo)報警以及故障報警系統(tǒng)的構(gòu)建，進(jìn)而對污水廠各個污染源的情況進(jìn)行實時檢測。

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