一、项目背景
在城市污水处理中,城市污水处理设施建设提到了城市基础设施建设的突出地位,使城市污水处理设施建设进入了新的发展阶段。然而,全国各地对污染源和污水管道的水质监测仍处于手动监测阶段,难以反映企业和城市污水排放的持续变化。不断加强水资源污染治理,但由于环境保护意识薄弱、利益驱动等因素,随机偷污水和非标污水,造成严重的环境污染,提供有效、实用、先进的监测系统和解决方案,建立污水处理在线监测系统非常迫切,提高水质监测能力,势在必行。
二、系统方案优势
在污水处理监测项目中,污水处理监测系统涉及的许多必要的无人值守设备或监测点受地形、气候、监测范围等因素的影响,不适用于有线通信、无线数字传输广播等数据传输, 移动性差、成本高、扩展性差、设备维护不方便等缺点GPRS网络覆盖面广,数据传输速度高,永远在线,配合灵活的资费方式,使GPRS通信在污水处理监测系统中的应用具有无与伦比的性价比优势。
三、系统解决方案
(一)系统构成
该系统是由污水排放监测点、监测中心站和管理中心组成的污水监测系统。该系统可实现对企业废水和城市污水的自动取样、流量的在线监测和主要污染因素的在线监测;实时掌握企业和城市污水排放和污染物排放总量,实现监测数据的自动传输;通过监测点对水质参数的自动采集、处理、保存和远程通信传输进行数据汇总、分类和综合分析;监测信息传输到环保局,环保局对企业进行监督管理。系统图如下:
1.污水排放监测点
各种传感器或专用仪器用于收集与污水处理相关的物理化学参数。如污水处理设备的运行状况,工业用水排放污水流量PH值、污水相对浊度等。各种数据从监测器的通信口传输到YN2200 GPRS DTU,由YN2200 GPRS DTU把数据打成TCP/IP 包,发送到YN2200 GPRS DTU固定设置在中间IP监控中心站数据中心服务器端口的地址或域名。
2、监控中心站
监控中心站的计算机系统主要由数据通信子系统、数据处理子系统和报表系统组成,主要功能包括数据通信、数据处理、报表统计分析等。
数据处理子系统和报界面,数据处理子系统和报表系统收集监测点传输的信息和其他污染源的监测信息;负责监测信息的分类、筛选和综合分析;完成数据的统计、操作和处理,可自动生成各种报表;具有存储、显示、记录、打印、统计等功能,并可向监测点发送相关查询命令和控制信息。
各监测点的YN2200 GPRS DTU上电后自动拨打GPRS网络,以及预设IP建立地址或域名TCP通过这种方式,监控中心点之间就可以实现数据的双向传输。
3、产品特性
(1)YN2200 GPRS DTU
技术参数
所选模块
华为 GTM900
外型尺寸
80x55x21mm
重量
200g
工作环境
模块工作温度
-25°C~60°C
组件的工作温度
-40°C~85°C
湿度范围
0-95%,非冷凝
储存温度
-40°C~85°C
电源
电压范围
DC5V~26V
标准电源
DC5V/1000mA
功耗
通信时的平均电流100mA@+5VDC
空闲时35mA@+5VDC
接口
天线接口
50Ω/SMA阴头
接收灵敏度
-104dbm
SIM卡
3V
用户数据接口
RS-232/TTL(DB9)
波特率
300~115200bits/s
(2)YN4112 GRPS RTU
基本功能及特点:
◎ 配备模拟信号采集、开关量输入、输出、脉冲信号输入等多种接口资源;
◎ 支持一路RS232/RS485用户数据接口可以访问PLC等各种设备;
◎ 集成采集传输控制,提高系统可靠性,降低成本;
◎ 嵌入式处理器采用工业级超低功耗高性能;
◎ 用户可以编程量程转换和报警上下限设置;
◎ 内置工业时钟,精确计时;
◎ 自动定时报告和事件触发报告功能;
◎ 内置大容量FLASH支持历史数据检索的历史数据检索;
◎ 板载GSM/GPRS方便用户选择传输模块GSM、GPRS组网方式;
◎ 为用户设置软件,开放接口,方便与组太软件等软件连接;
◎ 工业设计,稳定可靠,坚固耐用;
4、安全特性
以上方法是通过的Internet(CMNET)因此,用户的实现成本相对较低。若需要高可靠性数据传输。中国移动为该应用程序提供了直接访问GPRS网络的方式。数据中心服务器通过专线访问GPRS移动基站并获得固定基站IP地址。监测点数据不需要路由Internet网络,监控点DTU也采用固定IP地址的SIM卡。多点网络实时性好,安全性高,但接入成本相对较高。
同时,监控中心和管理中心也进行了联网,监控信息传输到管理中心,管理中心对企业进行监督管理。
四、结论
与传统监测方法相比,该系统实现了水排放量和物理化学参数数据的自动提取和随机提取、污水处理设备运行的自动提取和监测以及异常情况下的报警、污水排放主要物理化学指标的自动报警、污水排放费用的自动计费和数据统计报表的自动生成。同时,该系统运行成本低,易于扩展,留有数据接口。该系统还适用于大气和噪声监测和有线监测MODEM、该系统在技术上比无线数传电台数据传输更先进。
从经济效益和社会效益来看,过去企业恶意偷排、闲置污水设备运行等违法行为难以察觉、监督,几乎束手无策,这是一个全国性的问题。系统可及时发现并自动报警污水偷排、污水主要物理化学指标超标排放、污水处理设备闲置。系统成本不高,不需要太多投资,企业完全可以承受,便于大规模推广。