排污在線監測系統設計方案
來源： 閱讀：4072 更新時間：2013-01-18 09:45當(dang)前(qian)，環境問題是(shi)(shi)(shi)我(wo)國面臨的(de)(de)主要社(she)會問題之一，而工業(ye)(ye)企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)排污是(shi)(shi)(shi)我(wo)國環境污染(ran)(ran)的(de)(de)主要源頭(tou)之一，為了更好(hao)地(di)監控(kong)(kong)企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)排污情況，很多地(di)區都(dou)采用(yong)在(zai)線監控(kong)(kong)的(de)(de)方(fang)(fang)式(shi)進(jin)行(xing)。中海(hai)石油化學(xue)公(gong)司是(shi)(shi)(shi)海(hai)南(nan)省的(de)(de)重點(dian)化工企(qi)業(ye)(ye)，也是(shi)(shi)(shi)海(hai)南(nan)省的(de)(de)污水(shui)治理先進(jin)單位(wei)。在(zai)以(yi)(yi)前(qian)，海(hai)南(nan)省環保(bao)部(bu)門(men)對企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)排污監控(kong)(kong)主要是(shi)(shi)(shi)通過定(ding)期(qi)或不定(ding)期(qi)的(de)(de)抽查進(jin)行(xing)的(de)(de)，這樣(yang)即費(fei)時(shi)費(fei)力，又難以(yi)(yi)做(zuo)到準確。2006年(nian)初，海(hai)南(nan)省環保(bao)局下發文件，要求水(shui)污染(ran)(ran)重點(dian)監管企(qi)業(ye)(ye)安裝(zhuang)在(zai)線監控(kong)(kong)系(xi)統(tong)，以(yi)(yi)實現海(hai)南(nan)省環保(bao)監測部(bu)門(men)通過遠程方(fang)(fang)式(shi)實時(shi)地(di)監控(kong)(kong)各重點(dian)單位(wei)的(de)(de)排污狀況。環保(bao)部(bu)門(men)通過取得的(de)(de)在(zai)線監控(kong)(kong)儀器的(de)(de)數(shu)據，還有望成(cheng)為執(zhi)法證據。中海(hai)石油化學(xue)股份(fen)有限公(gong)司被(bei)納入海(hai)南(nan)省第一批在(zai)線監控(kong)(kong)系(xi)統(tong)實施范圍。
中海(hai)石油化學(xue)(xue)公司(si)主(zhu)要生(sheng)產(chan)產(chan)品是尿(niao)素和甲醇，其納入監(jian)控范圍是氨氮、COD和排(pai)放量三個指標。因此中海(hai)化學(xue)(xue)公司(si)的排(pai)污監(jian)控系統主(zhu)要實現的就是將氨氮、COD和排(pai)放量三項在線檢(jian)測數據實時的傳輸到海(hai)南省環(huan)(huan)保(bao)監(jian)測站的主(zhu)系統中，以滿足環(huan)(huan)保(bao)部門對公司(si)的排(pai)污情況進行(xing)監(jian)控。
中海石油化學公司自成立之日起就非常重視環境保護和污水處理。并在二期尿素項目建設的同時建了污水處理廠，并實現了二期污水的集中處理排放。在三期甲醇項目建設期間，對污水處理廠進行了擴建，并將原一期裝置區的生產和生活污水也引入污水處理廠，實現了全部的生產和生活污水的處理和集中排放。為了進一步提升公司的社會形象及企業的持續快速發展，中海石油化學公司領導、安全環保部、技術裝備部、裝置保運部、化肥一二部及其他相關部門非常重視排污在線監測系統的立項、設計、實施和驗收。在公司領導和各部門的指導和支持下，我根據國家和海南省的相關法規及標準，對我公司的在線監控系統進行了設計。經過了幾個月的基礎建設、系統安裝和調試之后，于2007年5月系統通過了海南省環保監測部門的驗收，系統的各項運行指標都達到或超過省相關規定的要求。
1. 排污(wu)在線(xian)監測系統設(she)計
排污在線監測系統的建(jian)設目(mu)標、設計依據及功能要求
重視環保建設，自覺接受國家環保監測部門對公司排污情況進行在線監控，體現了中海石油化學股份有限公司（以下簡稱中海化學公司）對國家和社會負責的態度，同時也是公司持續健康發展的要求。這次實現的排污在線監測系統主要對象是中海化學公司海南生產裝置區的生產和生活排污。海南生產裝置區是中海化學公司的主要生產區，占化學公司生產能力的70%以上，也是主要生產污水產生地。
中(zhong)海化學(xue)公(gong)司(si)的排(pai)污監控系統設計依據(ju)如下(xia)：
化學需氧量（CODcr）在線監(jian)測儀器環境保護(hu)產品認定(ding)技術要求（HBC6―2001）
氨氮水質自動(dong)分(fen)析儀技(ji)術要(yao)求（HJ/T 101－2003）
《水質(zhi) 化學需氧量 重鉻酸鉀(jia)法》（GB1194―89）
《水質 銨的測定 納氏試劑比色法》（GB7974―87）
《污水綜合排放標(biao)準》（GB8978―1996）
中海化學公司排污在線監測系(xi)統的(de)主要功(gong)能(neng)應(ying)包(bao)括：
污(wu)水處(chu)理(li)廠處(chu)理(li)后排(pai)放(fang)水的NH4-N和COD指標的在線檢測；
污水(shui)(shui)處(chu)理廠處(chu)理后排放水(shui)(shui)流量(liang)在線測量(liang)；
污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠處(chu)理(li)后排(pai)放水(shui)的NH4-N和(he)(he)COD檢測數據(ju)和(he)(he)流量測量數據(ju)上傳；
各項監測(ce)指標(biao)的顯示功(gong)能、超標(biao)報警功(gong)能、停電保護功(gong)能等。
2.系(xi)統集成設計概要
排(pai)污在(zai)線監(jian)(jian)測系(xi)統(tong)由采(cai)(cai)樣單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)，預(yu)處(chu)(chu)(chu)理單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、分析(xi)監(jian)(jian)測單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、系(xi)統(tong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、通(tong)信單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、遠(yuan)程(cheng)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)中心等(deng)構(gou)成。采(cai)(cai)樣單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)、預(yu)處(chu)(chu)(chu)理單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)完成水質自(zi)動(dong)監(jian)(jian)測的(de)水樣采(cai)(cai)集(ji)(ji)、水樣預(yu)處(chu)(chu)(chu)理等(deng)采(cai)(cai)樣控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)過程(cheng)；分析(xi)監(jian)(jian)測單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)完成水質監(jian)(jian)測參數的(de)分析(xi)過程(cheng)；系(xi)統(tong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)完成系(xi)統(tong)的(de)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)操作、各類數據的(de)采(cai)(cai)集(ji)(ji)等(deng)；通(tong)信單(dan)(dan)(dan)元(yuan)(yuan)實(shi)現數據及(ji)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)指令的(de)上(shang)行(xing)(xing)及(ji)下行(xing)(xing)傳(chuan)輸過程(cheng)；遠(yuan)程(cheng)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)中心作為系(xi)統(tong)的(de)中心站，實(shi)時接收(shou)數據并(bing)進行(xing)(xing)遠(yuan)程(cheng)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)操作及(ji)數據分析(xi)。系(xi)統(tong)依據合理、實(shi)用、經濟、可靠、運行(xing)(xing)維(wei)護簡(jian)單(dan)(dan)(dan)的(de)原則，并(bing)參照國家有(you)關(guan)技(ji)術標準、規范(fan)及(ji)有(you)關(guan)部門技(ji)術標準嚴格(ge)設(she)計。滿足用戶對水質實(shi)時監(jian)(jian)測和遠(yuan)程(cheng)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)要求。
排污在線(xian)監(jian)(jian)測系(xi)統集成由水(shui)樣采(cai)集裝置(zhi)、預處(chu)理、在線(xian)監(jian)(jian)測分儀表設備、現地監(jian)(jian)控裝置(zhi)設備、通信設備和監(jian)(jian)控中心(xin)站組成。監(jian)(jian)控中心(xin)站結合相應的(de)監(jian)(jian)控及分析軟件可遠程(cheng)對系(xi)統的(de)運行進行監(jian)(jian)控，實現系(xi)統運行無(wu)人值(zhi)守、有(you)人管理的(de)模式(shi)。
水樣采集：
化學公司污水處理廠排放池（清水池）位置較低，無法實現自流方式的取樣分析。因此需要通過采樣設備對排放的污水進行取樣。
水樣預處理：
水(shui)(shui)樣預處(chu)理(li)(li)主(zhu)要(yao)(yao)控制水(shui)(shui)樣的過濾。HACH的COD和氨氮(dan)分析儀的采樣單元均有預處(chu)理(li)(li)功能(neng)，能(neng)根(gen)據(ju)儀器的測量要(yao)(yao)求，對所采集的水(shui)(shui)樣進行合理(li)(li)的處(chu)理(li)(li)，同(tong)時(shi)有自清洗功能(neng)。
監測分析：
根據該環保部門的具體要求，可監測氨氮、COD等參數。各種儀表均能滿足當地水質監測及流量監控的要求。
數據采集(ji)及傳輸：
所選的儀器(qi)均帶有4~20mA輸出及MODBUS,RS485通訊輸出功(gong)能，可以(yi)實(shi)現遠程數據通信及雙向(xiang)控制(zhi)。
3. 主要儀表及設備選(xuan)型
排(pai)污(wu)在線(xian)監測系(xi)統儀表(biao)選型首先要(yao)符合(he)國家相關的規定的要(yao)求，尤其是(shi)要(yao)滿足《污(wu)水綜合(he)排(pai)放標準》（GB8978―1996）規定的要(yao)求，同(tong)時(shi)要(yao)滿足系(xi)統性能穩定性和可靠性等(deng)方面的要(yao)求。
排污在(zai)(zai)(zai)線監測(ce)(ce)(ce)系(xi)(xi)統(tong)應能運行在(zai)(zai)(zai)工況(kuang)(kuang)環境(jing)條件(jian)較惡劣情況(kuang)(kuang)下，同時需(xu)滿足現場操作簡單扼要，易(yi)于運行維護及錯誤判(pan)斷等(deng)要求，因(yin)(yin)此系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計始終要將系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)靠性放(fang)在(zai)(zai)(zai)優先考(kao)慮(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)置。充分考(kao)慮(lv)到各(ge)個(ge)監測(ce)(ce)(ce)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)體情況(kuang)(kuang)，在(zai)(zai)(zai)系(xi)(xi)統(tong)設(she)(she)計及未(wei)來實施中，綜合考(kao)慮(lv)本(ben)地的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水質(zhi)，流(liu)(liu)量(liang)，運行環境(jing)等(deng)褚多方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)(yin)素(su)。因(yin)(yin)此在(zai)(zai)(zai)系(xi)(xi)統(tong)設(she)(she)計和儀(yi)表選(xuan)(xuan)(xuan)型方(fang)面(mian)盡可(ke)(ke)能要求高(gao)質(zhi)量(liang)、高(gao)可(ke)(ke)靠性、成熟(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)監測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備。而在(zai)(zai)(zai)設(she)(she)備選(xuan)(xuan)(xuan)型方(fang)面(mian)，最主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)分析儀(yi)表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)(xuan)型。選(xuan)(xuan)(xuan)用穩定(ding)(ding)性好、測(ce)(ce)(ce)量(liang)數(shu)據(ju)準(zhun)確可(ke)(ke)靠、抗惡劣環境(jing)能力強、測(ce)(ce)(ce)量(liang)范圍滿足要求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析儀(yi)表，是(shi)整個(ge)監測(ce)(ce)(ce)系(xi)(xi)統(tong)穩定(ding)(ding)可(ke)(ke)靠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提，否則監測(ce)(ce)(ce)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)質(zhi)量(liang)就難以保證(zheng)。而流(liu)(liu)量(liang)測(ce)(ce)(ce)量(liang)儀(yi)表的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術方(fang)面(mian)比較成熟(shu)(shu)，很多廠(chang)家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)都比較有保障，在(zai)(zai)(zai)選(xuan)(xuan)(xuan)型方(fang)面(mian)比較容(rong)易(yi)。
經(jing)過(guo)多方比較，我們在COD和(he)氨氮分(fen)析(xi)(xi)的最終(zhong)選(xuan)型上，決(jue)定(ding)選(xuan)用目前業界(jie)運用最為(wei)廣泛、質(zhi)量(liang)較為(wei)穩定(ding)，性(xing)能(neng)可靠的HACH公(gong)司(si)的CODmax型 COD分(fen)析(xi)(xi)儀和(he)Amtax compact型氨氮分(fen)析(xi)(xi)儀。 監測信號傳輸器選(xuan)用海南省環(huan)保局(ju)指定(ding)的KSJK系列環(huan)保無線(xian)監測系統。
主要儀表(biao)的主要性能參數如下(xia)：
3.1. COD在線水(shui)質分析儀
型號：CODmax
制造廠家：美國HACH公司
技術參數：
測試方法：重鉻酸鉀高溫消解，比色測定
測試量程：0～5,000mg/l
檢測下限：3.3mg/l
分辨率：<1mg/l
準確度：>100mg/l:< 10% 讀數；<100mg/l:<± 6mg/l
重現性：>100mg/l:< 5% 讀數；<100mg/l:<± 5mg/l
響應時間(>90%) ：20min
測試間隔：20,30,40,60,80,100,120min,自動
校正間隔：按選定間隔自動進行（持續時間：60min）
清洗間隔：按選定間隔自動進行（持續時間：10min）
自我監測：自我監測泄漏；儀器狀態自我診斷
模擬輸出：2 路0/4～20mA 模擬輸出
繼電器控制：2 路24V 1A 繼電器高低點控制
服務接口：RS232
可選配BUS：MODBUS RS485，Profibus DP
操作菜單：中文/ 英文
數據存儲：2,000 組
典型應用：工業污水
樣品PH：1～12
樣品壓力：開放槽，無壓
工作溫度：+ 5℃～+40℃
電源：230 V AC ± 10% / 50-60 Hz
功耗：約100 VA
尺(chi)寸：550 mm x 810 mm x 390 mm
3.2. 氨氮在線分析儀
型號：Amtax Compact
制造廠家：美國HACH公司
技術參數：
測量方法：氨氣逐出，比色測量指示劑顏色改變
測量范圍：0.2-12.0mg/L NH4-N
2-120mg/L NH4-N
20-1200mg/L NH4-N
準確度：測量值的±2.5%或者0.2mg（標準溶液），取較大值
最低檢測限：0.2mg/L
測量周期：13，15，20，或者30分鐘（可選）
結果顯示：圖形及數據顯示
信號輸出：0/4-20mA，最大負載500歐姆
錯誤指標繼電器：無源，24V，1A
報警繼電器：可預設兩個報警值（最小值，最大值），24V，1A
工作溫度：10-40℃
最大工作濕度：40℃時，90%
樣品溫度：10-40℃
樣品入口：外徑1.4英寸的軟管
出水連接：外徑1.2英寸的軟管
工作電源：100-230VAC，50-60Hz
儀器認證：CE，UL，CSA
儀器機箱：IP54（室內安裝）
儀器體積：640mm×350 mm×220 mm
儀器安裝：掛壁式或管道式固定
儀器重量：大約10kg
3.3. 監測信號傳輸器
型號：KSJK-801
制造廠家：北京利達公司
技術參數：
CAN接口:1 路
串行端口:3 路
電壓輸入 :端口電壓＜ 16V，阻抗 ＞100k
輸出 :電壓0～4V或0～10V，最大輸出電流：10mA
電源 :220VAC ± 15％ 50HZ ± 5％
后備電池 :12V >=2A
功耗 :<10W
環境溫度 :－10℃～＋60℃
相對濕度 :40 ％～95％
天線 :外置，3m導線，全天候，自帶吸盤
通訊頻率 :900MHZ
安(an)裝方式(shi):壁掛式(shi)
