城市排水在线监测系统的应用

城市排水在线监测系统的应用

盛平, 喻一萍

(1.江苏大学计算机科学与通信工程学院, 江苏镇江212013; 2. 镇江市排水管理处, 江苏镇江212001)

摘要:探讨了城市排水监测方法及在线监测系统开发的必要性. 介绍了镇江市排水管网和污水泵站的分布情况和监测要求, 以及镇江市实时监测和自动控制系统的组成、数据处理情况; 介绍了监测数据的无线传输方式, 即GPRS无线传输系统的特点; 介绍了在线监测仪器仪表等设备的选用情况. 介绍了监测系统数据的实时显示原理. 通过分析表明, GPRS尤其适用于各监测点所采集的数据与中心主机的通信. 该市实时监测和自动控制系统可以实现全天候观测污水排放数据, 了解pH 值、流量、水位等数据的实时变化. 通过该系统对部分重点排污企业监控点进行的观测结果表明, 强酸强碱污水的偷排, 不仅对城市排水管网、泵站以及污水处理厂的设施产生腐蚀危害, 还会影响污水处理微生物的活性, 降低污水处理能力.

关键词: 城市给排水; 在线监测; 污水处理; 数据处理; GPRS

Applica tion of on2linemonitoring system of urban dra inage

Sheng P ing , Yu Yiping

( 1. School ofCompu ter Science and Telecommun ication Engineering, J iangsu Un ivers ity, Zhen jiang, J iangsu 212013, Ch ina; 2. Zhen jiangSewageManagemen t Bureau, Zhen jiang, J iangsu 212001, Ch ina)

Abstract:The urban dra inagemon itoringmethod and the on linemon itoring system are d iscussed. The d is2tributing status and monitoring request of dra in ingwater pipe network in Zhenjiang are introduced, inclu2d ing sewage pump ing station, system composition, data processing of rea l2timemon itor and automatic con2trol system. Thewire less transmission mode ofmon itoring data, the characteristics ofGPRS wireless trans2mission system, the selection of equ ipment on linemonitoring instruments, and the real2time d isplay princi2p le of themon itoring system data are a lso introduced. Through the analysis, it shows thatGPRS is particu2larlywell suited to the communication between those data collected inmonitoring points and center comput2er. The system of rea l2timemon itor and the automatic controlmay realize the observation for sewage dispos2al data all day and find out the real2time changes of data, for examp le, pH value, the flux, andwater lev2e.l The observation result ind icate that the illegal d ischarge of sewage with strong acid and alkali into theurban sewage pipe network, the pump ing station, as we ll as sewage treatment plants' fac ilitywill affect thesewage treatmentmicro2organism activeness and reduce the sewage treatment ability.

Keywords: urban water supply and drainage; on2line monitoring; sewage treatmen;t data processing; GPRS

1 城市污水排放在线监测作用和意义

由于各种原因导致的水资源紧缺使得国家对污水处理问题特别重视. 但是, 污水处理厂的建设需要大量的投资, 运行和维护也要花费大量的人工和资金, 这些实际问题的出现, 促使对于已有的管网、污水处理厂的设备、设施和仪器加倍保护的污水处理在线监测势在必行. 我国城市污水处理领域已逐步应用在线监测系统[ 1, 2] , 在线监测系统包括在线监测仪器、数

据传输网络、数据处理、应用设施和业务信息系统, 是集环境保护科学、在线监测、自动控制和数据通信、现代网络和信息系统为一体的新技术[ 3] .

对于市场化的城市污水处理厂, 进行及时、准确的水质、水量监测是十分必要的. 欧洲、美国等国的城市污水处理厂, 一般都有比较完善的在线监测系统[ 4- 7] . 而国内由于污水处理厂的体制问题、归属问题, 以及在线监测成套设备生产的厂家极少, 在线监测仪器基本都是进口仪表, 需要集成和配套, 对应于具体的在线监测任务, 其监测系统的需求也具有很大的差异性.

在国外城市污水处理和排放管理实践中, 监控和数据采集系统( Supervisory Control And Data Ac2quisition systems, SCADA)技术和数值模拟, 已经成为城市排水在线监测技术与管理体系的标准设施.SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度管理的自动化系统, 可以有效地改善城市排水系统的运行效果, 提高排水设施的经济效益和社会效益.

在国内, 80年代中期以后, 随着计算机和通信技术的发展, 以及国内设备性能、可靠性和软件开发水平的提高, 多家给排水企业开发了新一代分布式SCADA系统. 但是针对排水监测技术和管理体系的研究较晚, SCADA系统应用在城市排水系统时, 还未形成系统的城市排水监测技术和管理体系.城市污水排放在线监测与分析技术, 利用现代检测仪表、数据通讯和模拟技术, 实现对城市排水系统的实时动态监测和管理, 达到最佳收集和处理城市污水源头数据, 保护城市水体资源, 整合优化城市排水资源配置的效果. 由于现有不少企业将经过预处理的工业污水接入城市排水管网系统, 因此, 对这些工业污染源而言, 做好它的管理控制才能保证城市排水设施正常运转; 对污染排水户超标偷排进行实时监测, 才能起到有效的监管作用.

在许多实际工程中, 城市排水监测技术与管理体系的环境效益和经济效益仍未得到充分发挥, 还存在诸多问题. 例如, 在实际工作中发现过未经处理的强酸及强碱工业废水排放, 直接进入城市排水管网和泵站后, 直接影响排水管网、污水处理厂的设备、设施, 甚至使污水处理效果变差. 现代很多污水厂是采用活化污泥法(Activated Sludge Process) 处理工艺技术, 主要通过微生物的新陈代谢将污水中的大部分有机、无机污染物质从水中分离, 变成CO2和H2O, 使污水得到净化. 而微生物都要有它们适宜的pH值范围, 在酸性太强或碱性太强的环境中一般不能生存, 也不能生长, 就不能在曝气生物滤池产生足够的活化生物去处理污水了.作者认为, 监测系统通过对城市排水污染点源的在线控制, 实时监测排水的水量、水质, 可对超标排放污染源及时采取对应措施进行处理.

2 镇江市实时监测和自动控制系统

镇江排水管理处负责主城区雨水排放处理、污水截流收集和污水处理工作. 征润洲污水处理厂于2003年投入使用, 现污水处理能力为1. 8 @105 t/d,采用cast生物脱氮除磷工艺, 以氧化塘为辅助. 由于排水的不均匀性, 污水处理厂采取削峰填谷的做法,利用部分原氧化塘系统作为调节池, 增设调节泵站,增加蓄调能力, 充分发挥了cast池的作用. 2008 年全年完成污水处理近*******排水泵站及设备安装地理布局见图1.