污水处理设备知识

分散式农村生活污水处理设施远程监控系统及其应用

发布日期:2019-05-31 10:02:02 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

0引言

由于农房分散,来水量不稳定,如采用集中处理方式、排水管网及配套处理设施投资大、运行费用高、管理难度大等。与城市污水处理率逐年提高相比,农村污水处理还有很长的路要走。我国50%的污水来源于农村生活污水。污水处理工程不单是兴建污水处理设施,以改善现有设施的运作和管理水平,更关系到这些设施能否继续发挥减少污染物的作用。

因此,本文针对分散式农村生活污水处理设施运行管理中暴露出的突出问题,对我国农村生活污水处理模式进行了分析。利用物联网和网络通信技术,开发了农村生活污水远程监测管理系统,提高了运行管理效率,降低了运行成本,有效地保证了设施的正常运行和出水水质的稳定。

1农村污水处理模式

就排水系统而言,许多农村地区没有排水系统。雨水和污水沿道路边沟或人行道排入附近水体。在有排水系统或管道的地区,除少数经济条件较好的村镇外,大多数地区采用联合排水系统。

研究表明,小处理设施是分散农村生活污水综合效益的选择,是国内外常见的技术手段。与城市污水处理厂一样,分散式污水处理设施也有发生故障的风险,直接影响到生产的水质。由于农村污水处理设施分散,无法保证技术、设备、人力和财政方面的保障,也无法派出足够的人力来监测这些站的水质和运作情况,而且不可能及时修复这些地点的意外事故。偏远农村污水处理设施水质不达标,使农村污水处理设施的实际运行不尽如人意。

分布式远程监控系统广泛应用于电力、交通、化工、航空航天等领域的分布式设备管理。在环境保护领域,我国成熟的污水处理监控技术主要是对污水集中处理厂污水处理过程的实时监控与调度管理,可以从简单的逻辑控制走向复杂的分散控制。然而,对农村分散式生活污水处理设施的监测技术仍处于起步阶段。一方面,农村生活污水处理工艺多样化,设施标准化、自动化、集成化水平不高,制约了监测系统的应用。另一方面,远程监控系统的发展程度和技术水平也参差不齐,影响了基于远程监控系统的长期管理模式和机制的研究,不利于各种技术和政府监督管理的推广应用。

在此背景下,本文对我国农村生活污水的处理模式和适用范围进行了梳理。针对分散处理设施运行管理中存在的难题,通过分析物联网技术的原理和功能,探讨了远程监控系统在分散农村生活污水处理设施中的应用及特点。为设备的长期运行和有效监管提供了技术保障,降低了运行、维护和监管成本。

2农村生活污水分散处理设施远程监控系统的特点及应用

以物联网技术和网络通信技术为核心的远程监控技术,为解决分散式污水处理设施存在的问题和运行风险,避免“改造和设置灯光管理与保护”的现象,具有良好的应用前景,能够大大提高污水处理设施的运行效率。切实提高管理效率。

2.1分布式远程监测系统的原则和功能

计算机监控技术主要适用于分散式生产过程的集中监控和统计管理,包括集中式、分散式和分散式。当生产或采集地点的地理位置比较偏远,气候等条件较差时,就不可能在生产或数据采集地点建立计算机监控系统,那么就有必要建立分布式远程监控系统。现场控制系统由通信网络系统监控。目前常用的通信网络是GPRS和Internet网络。在GPRS和Internet网络平台上构建监控系统,可以实现相关设备数据的无线传输,具有充分利用现有网络、缩短建设周期、降低建设成本、安装方便、维护简单等优点。目前,它是目前生活污水处理领域远程监控系统的主要通信和传输手段。远程监控系统有两种类型。一是现场控制与远程监控并存。远程监控系统一般只具有监控功能。现场控制系统处理的数据用于对生产过程进行分析、预测、总结和总结。提出新的生产计划;二是生产现场没有监控系统,采集的数据送到远程计算机进行处理。该远程监控系统必须很好地处理远程呼叫中数据在网络上的可靠传输和实时传输。随着GPRS通信模式的出现,第二类远程监控系统更符合分散式污水处理设施集中管理的需要,更能适应现场实际情况。

基于第二类远程监控系统的原理是:现场监控层采集的监控数据通过无线通信网络传输到监控管理服务器,由监控服务器解析数据,并将正确合理的数据存入数据库。终端(计算机或移动设备)从数据库中提取数据,获取现场设备的当前状态,并根据管理要求对这些监控状态数据进行处理,实现对设备的监控。也可以将解析后的数据直接传输到终端计算机,无需存储数据库即可获得实时状态数据,提高了系统的实时性。与一般的计算机控制系统相比,分布式控制系统具有可靠性高、开放性、灵活性、协调性、易维护性、控制功能齐全等特点。

系统的硬件结构如图1所示。现场安装的硬件设备主要是设备运行状态监视器和数据采集仪器。远程监控管理中心的主要硬件设备是服务器和终端设备(计算机或移动设备)。

远程监控系统的解决方案主要有分散式污水处理设施的采集与控制方案、设施采集与控制的GPRS组网方案和软件监控方案。分散式污水处理设施集控方案主要由设备控制器、GPRS数据采集仪和集控点组成。设备采集和控制的GPRS组网方案主要由接收端和发射端组成。在发送端,设备状态由现场设备控制器(PLC)采集,数据采集处理单元由PLC协议解析,获取采集的数据。GPRS数据包通过数据传输单元(DTU)发送到无线公网IP,或短消息发送到手机号码终端,实现设备端的数据采集和传输功能。在接收端,状态数据可以通过手机短信服务网络接收,上述数据也可以发送到远程监控中心的内部网络服务器。外部网络通过防火墙VPN技术,在授权下通过Web浏览器查看内部服务器上显示的每个处理站点的设备状态,并进行相应的管理操作。上述GPRS组网方案如图2所示。软件监控方案主要指系统的功能。目前市场上常见的远程监控产品几乎都具有以下功能:1)利用GPS或GIS系统快速定位污水处理站的位置,准确显示各站的瞬时数据;2)对污水处理站的数据进行采集、记录、监控、计算和报警。实现远程监控;查看、实时监控站点。

2.2分散处理设施远程监测系统的特点

该系统通常由硬件系统组成(主要是远控柜,包括不锈钢控制柜、GPRS控制器、过程控制器、电流检测、浪涌抑制器、电源隔离等)。和软件(监控系统软件)系统。具有以下功能和特点。

2.2.1可以实现污水处理站的全自动运行

全自动操作模式特别适用于分散站点的日常操作。它不需要配备24小时值班人员来跟踪维护和调整参数,如传统的污水处理厂。否则,较为分散的加工站将浪费大量人力。全自动操作,对工艺,设备和系统有一定的要求。对于设备,有必要设计设备结构和电源,以确保在供水条件下的全自动运行;对于该过程,在设计和施工过程中,对技术参数和操作条件进行PLC自动控制;在系统方面,它是全自动操作的“大脑”。通过开发相应的软件功能,确保了自动化控制的水平,从而保证了设施的运行和管理水平。

2.2.2可实现无人值守的加工场地

无人值守的实现有两个含义。一层的意思是设备无人看管。无论是无动力或微动力的处理装置,由于实现了设备电气化和自动控制,不需要增派人员到污水处理现场进行警卫。可在系统中设置各种参数的配置和调整,而无需现场手动调整;另一个意思是设备无人看管。电气设备的正常运行是保证设备正常运行的基础。依靠远程监控系统,可以简化分散式设备的维护:一方面,系统定期提醒相应设备需要根据设定的时间进行维护,而管理人员只需要按照指示进行定期检查,确保设备维修的及时率;另一方面,当一组设备无法运行时,系统立即报警并通知工作人员进行故障排除和维修,保证了设备的正常运行,提高了设备故障的响应率和响应时间。

2.2.3可以实现远程监控管理

通过GPRS和Internet网络系统,将农村分散式污水处理站的数据实时传输到监控系统中。工作人员或管理人员可对现场情况进行远程检查,并实时监测设备的运行状态和进出站的水。实现了系统的统一监控和分布式管理。

由于系统具有远程控制功能,管理员可以方便地根据现场条件调整设备的运行参数,只需更改系统界面中的设置即可。此外,在加强政府监督管理方面,监控系统平台可以作为执法的有力保障。监控系统可以设置不同的登录权限,有利于在行政和环境监管部门或系统的监督下显示设施。融入城市数字化建设的大平台。

2.2.4能及时消除现场事故

该系统能实时监测设备的水质、水量和运行数据。当突然发生意外时,系统会启动警报程序,并根据设定模式(sms、email等)通知管理员;管理员使用各种终端/远端装置,透过网页或应用程式进入系统平台,根据实时数据和现场图像处理事件,并能查询现场历史数据,为分析和决策提供有针对性的依据。例如,当一个地点的水摄取量偏离系统设定的最大或最小值时,系统会发出警告:若超过设定的最大值,则可能是由于雨水或地下水浸泡在排水网络中;如果低于规定的最低限度,则有可能在管道网络中出现泄漏或堵塞。根据系统报警值,处理不同的突发事件。

2.3分散处理设施远程监测系统的应用

为了加强农村生活污水处理设施的管理,确保已建成的污水处理设施的正常运行,目前江浙部分地区率先采用分散式农村生活污水处理设施远程监控系统。已取得初步成果。

自2012年以来,江苏省常熟市已开始实施5立方米/天以下的分散式污水处理设施远程监控系统。目前,该系统已覆盖全市90多个分散的农村生活污水处理设施。安装每个系统的硬件成本约为2000元,每月通信费用不到10元/套。系统运行后,农村生活污水处理成本降低0.68元。

鉴于浙江省临安市农村生活污水处理设施1700多座,已建成处理能力30立方米/天(含)以上的农村生活污水处理设施、100多户(含)受益者、饮用水源地的监测系统。通过区域地图监测当地污水处理情况。每个处理设施不仅安装了电磁流量设计,而且还安装了一个。安装水质分析仪,实时监测水质信息、水量趋势、处理池信息、设备工作状态信息等信息。该系统不仅可以为主管部门运行和维护污水处理设施提供参考服务,还可以为污水处理项目提供评估和汇总数据。

南京市苏腊巴亚区已经制定了相应的综合生态沟道和氧气室监测计划和监测系统。目前,系统正在安装和调试。这一远程监测系统的突出特点之一是实现了污水处理设施的"全流程管理",即所有来自预先准备、规划、设计、施工时间表的数据,而项目的操作则存储在系统中。运用用户决策的数据分析工具,优化查询、统计分析、数据集成等,不仅提高了项目的整体管理水平,而且行政管理部门能够有效的监督项目的全过程。

3展望

由于面积大、数量多,农村生活污水处理设施的运行效果难以保证,监督任务繁重、困难。在此背景下,依托数字网络,开发远程监控平台,将在保证处理设施稳定运行和水质标准方面发挥核心作用,也将在降低运营成本、提高监管效率方面发挥关键作用。在分散处理设施远程监控系统的应用中,应进一步保证人员的专业水平和数量,以增强数字网络系统平台的管理效率。

目前,分散式农村生活污水处理设施远程监控系统主要存在以下问题:

(1)远程监控系统与污水处理过程之间的匹配问题。中国小型分散式污水处理设施具有各种工艺,施工特点和设备类型,自动化和施工水平不同。如何在同一系统下实现不同工艺的污水处理设施的远程控制,对监控系统的设计提出了更高的要求。

(2)建立包括远程监控系统在内的综合运行管理技术,为农村生活污水处理工艺选择和运行管理模式提供综合、经济、高效的技术支持。一方面,远程监控系统可以采集大量不同处理过程的运行数据,为技术筛选提供科学依据;另一方面,它不仅可以利用事故报警、维护和评估功能。该系统既保证了设备的正常运行,又利用了系统的预测维护管理、故障模拟、诊断评估模型和管理决策。实现智能化管理的功能。结合国外污水处理设施独立运行管理的成熟经验和实践,建立一个多目标、多目标的综合管理和运行技术体系,包括对污水处理设施的远程监控系统。r政府、运营商和村民。

(三)以远程监测系统为核心,建立了新型农村生活污水运行模式。监控系统的运行效果与管理体系密切相关。目前,中国一些地区已尝试将监控系统与加工设施的第三方操作相结合,制定日常监督检查评价标准。此举不仅能提高第三方专业服务机构的运营和管理水平,包括优化运营和维护的成本和质量,而且有利于政府行政部门的有效监督和长期管理。它有可能成为今后农村生活污水处理的一种新型操作模式。

分散式农村生活污水处理设施远程监控系统及其应用

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