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[摘 要]随着我国经济的飞速发展，国民对生存健康问题越来越重视。环境的恶化使得人们不断寻找监测方法，提早了解环境的恶化程度，采取必要的措施来改善环境，保证国民经济的良性可持续性发展。目前在水污染领域越来越多的技术人员将目光定位到污水在线监测方法上，以求得快速、准确的监测结果，为解决水污染预案的实施提供可靠的依据。
[关键词]污水；实时监测
中图分类号：TP274.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0302-01
1 系统的结构
所开发的工业污水实时监测系统主要由4大部分构成：实时监测仪器、数据采集通讯系统、报警系统、信息管理系统。系统的结构框图见图1。
整个系统是一个分级分布式计算机网络通讯管理系统，在工业园区污水处理厂建立系统监控中心，作为整个系统的控制和管理中心。由该中心向各企业监测点发布命令，收集所有企业监测点的监测数据，并加以存储备份、自动形成报表及各种图形管理。对于各监测点的数据采集工作通过无线传输终端（DTU）来完成，然后经GPRS网络将实时监测数据传输到污水处理厂监测中心，进而来完成对实时监测数据的分类、存储及分析比较，最终以报表、图形、曲线等形式上报提交到上级部门。
污水处理厂主管部门、县（区）、市环保部门可以通过局域网客户端（VPN）的形式从污水处理厂监控中心接收各种数据、报表、图表以实现实时监测及监督。其他授权单位也可通过此种方式接收监测数据。
2 系统的功能特点
2.1 仪器实时监测系统
实时监测设备主要是由COD实时分析仪、氨氮实时分析仪、pH计和电磁流量计组成。将实时监测仪表安装在各企业排污的出口处，实时监测各企业的排污情况。
COD实时分析仪选用广州怡文公司EST-2101分析仪，它是经典重铬酸钾氧化与全析测试技术的有机统一，经过美国哈希CODMAX分析仪（重铬酸钾氧化原理）与UV可见光吸收法、TOC法进行比对试验，在污水水质条件复杂、COD>2000mg/L时使用效果非常好（当COD在1000～2000mg/L时推荐使用UV可见光吸收法）。
氨氮分析仪选用的是哈希公司的Compact氨氮分析仪。该分析仪运用了气、液传输技术和比色测量方法，用于对氨氮的监测时，其运行稳定、可靠，监测数据准确，而且在使用过程中简便易操作，不用过多地去维护。
pH计选用哈希公司P53pH分析仪，可以实时实地监测各企业排污点的酸碱度变化情况，更高的可靠性降低了维护时间和停机时间，它可以联接多种类型的电极。
电磁流量计选用唐山丰瑞公司的FRLD系列电磁流量计，仪表采用了低频三态方波励磁技术、先进的小信号处理技术和软件技术，测量的数据具有较高的精确度和较高的稳定性，并且抗干扰性也比较强。
2.2 数据采集通讯系统
2.2.1 数据采集
数据采集控制装置选用的是北京安控科技发展有限公司生产的RockE20系列PLC，它的结构是模块化、积木式的，比较先进，而且对应的模块种类也非常全，这就为实際使用中的扩展提供了便利，可适应不同用户的不同使用要求，另外对于进行维护工作的拆装也十分方便。同时，该采集控制装置支持标准的MODBUSRTU/ASCII、MODBUSTCP/IP通讯协议，很多通讯设备都能够与之连接使用，并可以采用多路通讯接口，实现现场监控的同时也可进行远程监控。
数据采集采用定时通讯方式、随机通讯方式、实时通讯方式，由监控中心专用数据通讯计算机设定。定时通讯方式用于设定自动方式与各监测点通讯，收集现场数据。随机通讯方式用于补充因特殊情况漏采的监测点数据和用于随时抽查各监测点的数据。实时通讯方式用于特定观察某一监测点某一段时间内的数据变化情况。
2.2.2 通讯系统
由于各个监测点比较分散、距离监测中心比较远，通过有线的方式来获得各监测站的数据和各设备的运行情况的成本太高，所以选用的是这几年发展比较快而且技术比较成熟的GPRS通讯方式。
对于整个实时监测系统的数据采集、数据传输以及仪表相关设备的控制都是由GPRS进行传送指令来完成的，即当监控中心下达指令后通过GPRS网络传送给各企业监测点的相关仪器设备，从而进行相应的数据采集、传输、阀门开关等动作，同时给监控中心发送一个回应信号，该回应信号可以是数据，也可以是系统信息。
GPRS模块选用的是深圳宏电科技开发有限公司的产品。监测中心选用的是GALAXYH7920路由器，其使用方便、灵活、可靠、数据终端实时实地、支持多种协议转换、支持以太网接口或RS-232/485、内置嵌入式操作系统、自动网络连接和协议处理模块，无需后台计算机支持。而终端模块选用的是H7118GPRSDTU，支持点对点、点对多点、中心对多点等数据传输，运行稳定、可靠。
2.3 报警系统
报警系统的设计最大程度地避免了人为因素的影响，使监测结果更具有客观性〔2〕。各监测点对采集的数据经GPRS无线传输到污水处理厂的同时，便对实时传输的数据与设定的标准数据进行分析比较，一旦发现超标现象，系统便通过声音和指示灯的闪烁告知管理人员，进而关闭该监测点企业的排污口阀门，防止了超标污水对排污管道及相关设备的污染腐蚀〔3〕。其流程如图2所示。
2.4 信息管理系统
工业污水实时监测信息管理系统主要完成对传送过来的实时监测数据的存储、备份，同时对数据进行统计、分析和动态管理。能够完成对监测数据的实时采集，也可以进行毫无规律地随机采集，还能够设定某一时间点进行自动采集，并且信息管理系统可以实现与所有监测点的实时通讯。系统管理员可以根据不同的用户级别来设置相应的访问权限〔4〕，从而为其提供实时实地监测的信息，真正意义上实现资源的共享。
结束语
工业污水实时监测系统在某工业园区投入使用后，运行效果稳定，监测数据准确、可靠，对各排污企业真正实现了随时随地监测，有效地抑制了超标偷排的现象，从而为企业发展与环境改善产生良性转变打下了坚实的基础。另外，本系统将园区内各排污企业纳入了监测范围，当再增加企业时，只需在企业设立监测点与数据通讯系统就可以，并且系统为其他监测参数留有了接口，这为以后系统的进一步完善提供了保障，也节省了后续资金成本的投入。
参考文献
[1] 李佳.污水处理实时监测系统探讨[J].环境科学与技术，2012，35（增刊2）：227.
[2] 石为人，张黎.工业污水实时自动监测系统及警示性原理分析[J].中国环境监测，2012，18（1）：47-49.
[3] 葛玉连，赵保康，喻一萍.浅谈城市污水处理及工业污水实时监测[J].排灌机械，2015，23（6）：34-37.
[4] 王光辉，杨维，王虎，等.城市污水处理实时监测管理系统的研究与应用[J].节能，2013（1）：24-27.
作者简介
周亚红，女，34岁，陕西大荔县人，大荔县环境监测站工程师，毕业于渭南师范学院化学专业，从事环保监测工作16年。
[关键词]污水；实时监测
中图分类号：TP274.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0302-01
1 系统的结构
所开发的工业污水实时监测系统主要由4大部分构成：实时监测仪器、数据采集通讯系统、报警系统、信息管理系统。系统的结构框图见图1。
整个系统是一个分级分布式计算机网络通讯管理系统，在工业园区污水处理厂建立系统监控中心，作为整个系统的控制和管理中心。由该中心向各企业监测点发布命令，收集所有企业监测点的监测数据，并加以存储备份、自动形成报表及各种图形管理。对于各监测点的数据采集工作通过无线传输终端（DTU）来完成，然后经GPRS网络将实时监测数据传输到污水处理厂监测中心，进而来完成对实时监测数据的分类、存储及分析比较，最终以报表、图形、曲线等形式上报提交到上级部门。
污水处理厂主管部门、县（区）、市环保部门可以通过局域网客户端（VPN）的形式从污水处理厂监控中心接收各种数据、报表、图表以实现实时监测及监督。其他授权单位也可通过此种方式接收监测数据。
2 系统的功能特点
2.1 仪器实时监测系统
实时监测设备主要是由COD实时分析仪、氨氮实时分析仪、pH计和电磁流量计组成。将实时监测仪表安装在各企业排污的出口处，实时监测各企业的排污情况。
COD实时分析仪选用广州怡文公司EST-2101分析仪，它是经典重铬酸钾氧化与全析测试技术的有机统一，经过美国哈希CODMAX分析仪（重铬酸钾氧化原理）与UV可见光吸收法、TOC法进行比对试验，在污水水质条件复杂、COD>2000mg/L时使用效果非常好（当COD在1000～2000mg/L时推荐使用UV可见光吸收法）。
氨氮分析仪选用的是哈希公司的Compact氨氮分析仪。该分析仪运用了气、液传输技术和比色测量方法，用于对氨氮的监测时，其运行稳定、可靠，监测数据准确，而且在使用过程中简便易操作，不用过多地去维护。
pH计选用哈希公司P53pH分析仪，可以实时实地监测各企业排污点的酸碱度变化情况，更高的可靠性降低了维护时间和停机时间，它可以联接多种类型的电极。
电磁流量计选用唐山丰瑞公司的FRLD系列电磁流量计，仪表采用了低频三态方波励磁技术、先进的小信号处理技术和软件技术，测量的数据具有较高的精确度和较高的稳定性，并且抗干扰性也比较强。
2.2 数据采集通讯系统
2.2.1 数据采集
数据采集控制装置选用的是北京安控科技发展有限公司生产的RockE20系列PLC，它的结构是模块化、积木式的，比较先进，而且对应的模块种类也非常全，这就为实際使用中的扩展提供了便利，可适应不同用户的不同使用要求，另外对于进行维护工作的拆装也十分方便。同时，该采集控制装置支持标准的MODBUSRTU/ASCII、MODBUSTCP/IP通讯协议，很多通讯设备都能够与之连接使用，并可以采用多路通讯接口，实现现场监控的同时也可进行远程监控。
数据采集采用定时通讯方式、随机通讯方式、实时通讯方式，由监控中心专用数据通讯计算机设定。定时通讯方式用于设定自动方式与各监测点通讯，收集现场数据。随机通讯方式用于补充因特殊情况漏采的监测点数据和用于随时抽查各监测点的数据。实时通讯方式用于特定观察某一监测点某一段时间内的数据变化情况。
2.2.2 通讯系统
由于各个监测点比较分散、距离监测中心比较远，通过有线的方式来获得各监测站的数据和各设备的运行情况的成本太高，所以选用的是这几年发展比较快而且技术比较成熟的GPRS通讯方式。
对于整个实时监测系统的数据采集、数据传输以及仪表相关设备的控制都是由GPRS进行传送指令来完成的，即当监控中心下达指令后通过GPRS网络传送给各企业监测点的相关仪器设备，从而进行相应的数据采集、传输、阀门开关等动作，同时给监控中心发送一个回应信号，该回应信号可以是数据，也可以是系统信息。
GPRS模块选用的是深圳宏电科技开发有限公司的产品。监测中心选用的是GALAXYH7920路由器，其使用方便、灵活、可靠、数据终端实时实地、支持多种协议转换、支持以太网接口或RS-232/485、内置嵌入式操作系统、自动网络连接和协议处理模块，无需后台计算机支持。而终端模块选用的是H7118GPRSDTU，支持点对点、点对多点、中心对多点等数据传输，运行稳定、可靠。
2.3 报警系统
报警系统的设计最大程度地避免了人为因素的影响，使监测结果更具有客观性〔2〕。各监测点对采集的数据经GPRS无线传输到污水处理厂的同时，便对实时传输的数据与设定的标准数据进行分析比较，一旦发现超标现象，系统便通过声音和指示灯的闪烁告知管理人员，进而关闭该监测点企业的排污口阀门，防止了超标污水对排污管道及相关设备的污染腐蚀〔3〕。其流程如图2所示。
2.4 信息管理系统
工业污水实时监测信息管理系统主要完成对传送过来的实时监测数据的存储、备份，同时对数据进行统计、分析和动态管理。能够完成对监测数据的实时采集，也可以进行毫无规律地随机采集，还能够设定某一时间点进行自动采集，并且信息管理系统可以实现与所有监测点的实时通讯。系统管理员可以根据不同的用户级别来设置相应的访问权限〔4〕，从而为其提供实时实地监测的信息，真正意义上实现资源的共享。
结束语
工业污水实时监测系统在某工业园区投入使用后，运行效果稳定，监测数据准确、可靠，对各排污企业真正实现了随时随地监测，有效地抑制了超标偷排的现象，从而为企业发展与环境改善产生良性转变打下了坚实的基础。另外，本系统将园区内各排污企业纳入了监测范围，当再增加企业时，只需在企业设立监测点与数据通讯系统就可以，并且系统为其他监测参数留有了接口，这为以后系统的进一步完善提供了保障，也节省了后续资金成本的投入。
参考文献
[1] 李佳.污水处理实时监测系统探讨[J].环境科学与技术，2012，35（增刊2）：227.
[2] 石为人，张黎.工业污水实时自动监测系统及警示性原理分析[J].中国环境监测，2012，18（1）：47-49.
[3] 葛玉连，赵保康，喻一萍.浅谈城市污水处理及工业污水实时监测[J].排灌机械，2015，23（6）：34-37.
[4] 王光辉，杨维，王虎，等.城市污水处理实时监测管理系统的研究与应用[J].节能，2013（1）：24-27.
作者简介
周亚红，女，34岁，陕西大荔县人，大荔县环境监测站工程师，毕业于渭南师范学院化学专业，从事环保监测工作16年。