环境在线监控系统解决方案

环境在线监控系统解决方案环境在线监控系统解决方案10/17环境在线监控系统解决方案随着信息技术、网络技术的飞速进展，我国环境信息化建设工作也得到了较快进展，以国家级环境信息网络系统为中枢、省级环境信息网络系统为骨干、城市级环境信息网络系统为根底、县级环境信息网络Internet/Intranet等一系列信息技术、网络技术的开发与应用，都取得了很大进展，并在环境治理工作中得到了广泛应用，为环境治理和决策供给了良好的技术效劳与支持。〔监测〕系统中应用广泛，本文章中只是介绍了其中一个案例，为了更便利软件在污染源在线监控〔监测〕行业中的使用，力控供给了污染源在线监控〔监测〕系统的行业版，针对这一行业的特点，下面列出该行业版中所支持的测控设备的厂家列表：1、广州市怡文科技2、中国环境监测总站3、山东省青岛金仕达电子科技4、山东省青岛竞业高技术进展5、德国WTW公司6、厦门隆力德机电设备7、青岛崂山电子仪器总厂8、北京蓝星环保技术9、北京蓬甲科技进展公司10、长沙高技术产业开发区绿色科学争论所11、欧美大地仪器设备中国12、意大利哈纳仪器中国总代理13、北京哈纳科仪科技14、厦门艾士维环保设备15、江苏电器16、日丰柴田科学器械工业株式会社北京事务所17、赛普环保科技术进展〔天津〕18、北京北美仪器公司19、北京北分麦哈克器20、香港昌信科学仪器公司上海修理站21、日本岛津制作所22、北京华厦科创仪器技术公司23、北京金信诚有限责任公司24、吉林市北光器厂25、吉林市北方电光应用技术争论所26、中西公司〔北京〕27、北京普莱而得机电技术28、吉林市科技开发实业公司29、吉林省长春吉大小天鹅仪器30、河北先河科技进展31、青岛崂山电子仪器总厂32、北京圣地万隆测控技术33、广东省佛山器厂34、北京普析通用仪器35KANE中国公司北京承天科技公司36、北京德隆博宇科贸37、河北先河科技进展38、浙江省杭州恒达工业自动化争论所39、佛山器厂40、上海雄伟环保设备仪表厂41、天津市河东区环保局42、天津市华津环保技术进展公司43、山东省青岛竞业高技术进展44、大连中环仪器仪表45、太原中绿环保技术46、江苏电器厂47、北京市劳动保护科学争论所48、中国环保监测总站河北省承德市华通环保仪器厂49、美国帕金尔默公司宏超高科北京分公司50、欧陆科仪〔远东〕51、承德华通环保仪器厂52、烟台海阳国环测控仪器53、江苏环发环保科技推广中心54、广东省华南环境科学争论所55、山东省恒大环保股份56、山东省恒大环保57、北京北美仪器公司58、宏超高科北京分公司下面以开封市环保局环境在线监测系统为例，具体说明力控软件在污染源在线监测系统中的应用。工程概述量监测系统、城市噪音监测系统、和监测中心组成的监测系统。该系统可进展自动采样、对主要污染因子进展在线监测；把握城市污染源排放状况及污染排放总量，监测数据自动传输到环保监测中心；由监测中心的效劳器进展数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至环保局，由环保局对污染源进展监视治理。整合GPRS/CDMA/宽带通讯技术，实时监视重点污染源瞬时流量、累积流量、污染物浓度、污染物排放总量等数据，实时掌握现场设备的运行状态；整合GPRS/CDMA/宽带通讯技术，传输全市大气和水自动监测数据到环保局中心掌握室。实现各类监测数据的接收、显示、统计、自动综合分析、存储、应用、公布等。GIS与数据库的接口功能，在电子地图上直观地生成可视化的计算结果图表。选用先进的开发技术，应用系统操作简便、人机界面友好，适合各层面人员操作使用。用系统。投资及系统日常运行费用合理等方面具有良好的表达。系统网络构造图在线监测监控构造图系统组成开封市环保局环境在线监测系统主要由中心站和监控子站组成。在系统中，中心站通过GPRS网络形，通过显示屏进展显示。构造图在该工程中使用了PLC设备和智能模块的采集设备，德国WTW的COD等仪器仪表设备，在力控PLC等采集设备的驱动，支持与化学需氧量CODcrTOC水质自动、紫外〔UV〕吸取水质自动在线监测仪、氨氮水质自动、总磷水质自动、PH水质自动、超声波明渠污水流量计、电磁流量计等多种监测仪器和器进展通信，采集和转发通信方式完全实现了《污染源在线自动监控〔监测〕系统数据传输标准》。力控监控组态软件同时支持标准MODBUS，Pofibus、Lonworks等多种总线网络。实现的功能在线监测和远程掌握可以在线查看、查询、猎取各种模拟设备和开关的最数据、状况。并可以实现定时监测〔TOC、COD、PH、流量等一次性仪表在一段时间内，依据固定的周期进展数据采集〕。中心掌握室可以实时显示水污染点源的①污水瞬时流量和累积流量②COD或氨氮的浓度和排放总量等数据,能够对监测现场设备进展远程启动、设定工作时间、调整工作周期、数据二次查询等远程操作，并将分析结果和设备运行日志记录于环保局中心数据中。中心掌握室可以实时显示大气污染点源的①烟气流量和排放总量②烟气、烟尘、CO、SO2、Nox的浓度和排放总量等数据。报警处理〔包括设备故障报警〕、超标报警、开关设备报警和特别状况报警。可以敏捷设定报警条件，并和人员的手机、短信绑定，在满足报警条件时，自动发送报警信息。短信效劳〔数据报警，断线报警，开关设备报警，监测仪器报警〕；批量配置企业的报警数据；自写短信，自定义短信的内容和发送对象。查询统计供给多种条件查询方式和查询结果分类、分项排序、统计最大值、最小值、平均值、汇总值等分析处理功能。供给统计各类监测数据功能，如流量统计；COD、氨氮浓度分析；COD、氨氮排放总量统计；烟气流量统计；烟气、烟尘、CO、SO2、NOx浓度分析；烟气、烟尘、CO、SO2、NOx排放总量统计等。供给查询结果打印功能分析报表对于企业的排放汇总数据按指定的时间段进展列表和图形方式分析，并可实现与收费治理系统的结合。列表分析以表格的方式给出上述数据，图形方式通过曲线、柱状和饼状等图形直观的显示。系统至少供给以下报表并能够依据所见即所得的效果进展打印。◎废水监测报表〔曲线图〕、废气监测报表〔曲线图〕◎实时监测数据日报表〔曲线图〕，月报表〔曲线图〕，年报表〔曲线图〕◎历史监测数据报表◎超标监测数据报表◎停水日志◎网络反控日志◎试剂报警日志◎数据汇总报表◎数据历史查询报表◎数据分析统计报表〔含柱状或饼状图〕，CO、SO2、NOx浓度分析报表和烟气、烟尘、CO、SO2、NOx排放总量统计报表、大气及水自动监测日监测数据分析报表监控源治理测仪治理可以动态添加排污口，采集仪，各种模拟设备和开关设备的添加，并可以指定模拟设备的标准数值和报警的上下限。数据标记和剔除剔除操作。对于任何的标记或剔除操作，系统自动记忆，作为日志备查。系统治理设置系统的一些参数，包括权限治理、常量治理、设备治理、在线列表和监控源类型设置等。视频数据控中心网络来实现图像的传输、显示、存储、回放等功能。综述TCP/IP协议的，如通用无线分组业务〔GeneralPacketRadioService缩写GPRS〕、非对称数字用户环路〔AsymmetricalDigitalSubscriberLoop缩写ADSL〕、码分多址(CodeDivisionMultipleAccess缩写CDMA)TCP/IP〔PublicswitchedtelephoneGPRS、CDMAGPRS设备。力控软件支持多种环境保护设备的协议，实现与这些设备的通信、数据采集及转发。2023-12-30日公布了《污染源在线自动监控〔监测〕系统数据传输标准》〔HJ/T212-2023〕2023-02-01日正式实施。监控〔监测〕系统数据传输标准》，通过此协议实现与环保局中心站的实时与历史数据传输。艺要求，到达了对污染源在线监控〔监测〕的标准。污水处理智能掌握的争论、应用与进展【扫瞄次数】101【供稿】北京利达科信环境安全技术【中文关键词】污水处理智能掌握的争论、应用与进展【摘要】国污水处理自动化技术进展的主要因素，提出智能掌握是污水处理自动化技术的主要进展方向，并着重介绍了模糊掌握人工神经网络掌握和专家掌握在污水处理过程中的应用。结合国外争论动态，提出我国开展污水处理智能化掌握理论、方法和技术争论的必要性和紧迫性。【添加日期】2023-11-29【更日期】2023-11-29【正文】摘要：综述了国内外污水处理自动化技术的进呈现状，分析了目前污水处理自动掌握系统中存在的问并着重介绍了模糊掌握人工神经网络掌握和专家掌握在污水处理过程中的应用。结合国外争论动态，提出我国开展污水处理智能化掌握理论、方法和技术争论的必要性和紧迫性。中图分类号：X505文献标识码：B文章编号：1000-4602(2023)06-0035-05程系统中的应用日益广泛与深入，特别是近年来取得的争论与应用成果更受瞩目[1、2]。由于污水处理的1%，也是个天文数字。由此可见，加强城市污水处理系统智能掌握的争论格外必要。国内外自控技术现状分析兴旺国家在二级处理普及以后投入大量资金和科研力气加强污水处理设施的监测、运行和治理，实现2070年月中期开头实现污水处理厂的自动掌握，目80年月以来在美国召开了两次水处理仪器和自动化的国际学术会议，会上发表的数百篇论文反映出水处理自动化已进展到有用水平[3]。与国外相比，我国污水处理自动化掌握起步较晚，进入90年月以后污水处理厂才开头引入自动掌握系统[4、5]，但多是直接引进国外成套自控设备，国产自动掌握系统在污水处理厂应用很少。近年来，国内外均有学者对污水处理自动掌握工艺进展争论，以寻求更准确、更牢靠的方法实施自动掌握。Zipper等[6]开发了适用于小型污水处理厂的自动掌握系统，该系统承受基于氧化复原电位(ORP)的ORPORP掌握保证了在增加负荷时硝化时间占运行时间的比率也随之增加，这些都为开发小型污水处理厂掌握规章奠定了根底。John等[7]SBR反响器对家禽生产废水进展处理，并且评价了它们的处理效率，同时也考察ORP之间的关系，并且使用了用于实时pH、ORPDO监控的先进仪器设备和基于ORP设定值掌握曝气时间的过程掌握。当处理变组分废水时，该争论不仅获得了稳定的出水水质，而且依靠ORP掌握曝气时间，削减了空压机的运行时间。Yu等[8]设计争论了一套带有实时ORP和pH掌握系统的连续进水SBR反响器。该实时监测和掌握系统由传感器、计算机、人机对话界面和掌握部件组成。SBR4Ag/AgClORP1DO1pHAD/DA通过掌握线路传递到继电器，由它开/关搅拌器、滗水器和鼓风机。试验结果显示，承受实时掌握的SBR反响器在底物去除效率和降低能耗方面均优于承受时序掌握的SBR反响器。Puznava等[9]在同步硝化/反硝化的生物滤池中引入了实时曝气掌握，建立了基于DO在线监测的反响掌握和基于氨氮和DO在线监测的—反硝化生物曝气滤池(BAF)效果(出水TN＜20mg/L)50%。王淑莹[10]在国外已有的时间和流量程序掌握的根底上，提出一种SBR法有机物浓度掌握，使掌握过程更定量化和周密化。工业废水的水质变化很大，当进水有机物浓度高时，为使出水水质达标，应适当增加反响时间使运行更牢靠；而当进水有机物浓度低时可以削减反响时间以节约运行费用。彭永臻等[11]ORP作为SBR反响器有机物降解程度间接指标的争论MLSS浓度，还是使反响初始COD在230～2180mg/L之间渐渐变化或突然变化，当COD到达难降解浓度时，ORP都快速、大幅度地上升，随后又很快趋于平稳，并在某一特定范围内稳定下来。因此，可以用ORPSBR法反响时间的计算机掌握参数，实现计算机在线自动掌握。通过以上分析，目前污水处理自动掌握中存在以下问题：设，然而实际污水处理系统由于存在简单性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等，一般无法获得准确的数学模型和与实际相符的假设，因此承受传统掌握理论建立的污水处理自动掌握系统在实际工程应用上存在出水水质波动较大等问题。中达不到预期效果、误差很大，因此依靠这些检测设备推断污水处理状况并实施自动掌握，往往很难达处处理水质达标排放和节约能源的目的。ORP、DO和pH厂硝化—ORPORP掌握的污水处理厂也执行时间掌握ORP特征点时的应急掌握，这样就导致很多污水处理系统实际上仍旧承受的是按时间掌握整个处理过程。④污水处理自动掌握有别于其他掌握系统，它需要对大量阀门、泵、鼓风机和吸(刮)泥机、曝气池和污泥消化池内的搅拌器等机械设备及沉淀池和消化池进、排泥量进展掌握，因此污水处理厂需要自动掌握/使用寿命较短，假设从国外进口价格又很昂贵，一般污水处理厂很难承受，因此笔者认为制约我国污水处理自动掌握进展的主要缘由不是生产工艺问题，而是设备问题。智能掌握技术应用与进展物处理、污水的物理化学处理中都有典型的成功应用，正在争论与开发的更是不胜枚举[12]。从现在可以检索到的有关污水处理自动掌握的争论论文来看，有近1/3的论文涉及到智能掌握，可见智能掌握已成为该领域的一个争论热点与前沿课题，显示出极为宽阔的应用前景。模糊掌握模糊掌握(FuzzyControl)能将操作者或专家的掌握阅历和学问表示成语言变量描述的掌握规章，然后用这些规章去掌握系统。因此，模糊掌握特别适用于数学模型未知的、简单的非线性系统的掌握。正是基于模糊掌握这些特点，近年来它已成为污水处理系统的争论热点。1980年Tong等首次将模糊掌握应用到污水处理中，将出水BOD、SS、曝气池MLSS、DO”进展匹配，随后确定相应的掌握手段，最终通过反模糊化得到量化的具体信号来实施掌握。Flanagan利用Olsson等提出的曝DODO浓度变化曲线来估量曝气池中底物利用效率和微生物活性。他的学问DO曲线特征及相关工艺状态方面的学问。Barnett把这些学问称为“汇编学问”(compiledknowledge)，“汇编学问”作为启发性学问的补充，提高了系统解决问题的深度和广度[13]。由于活性污泥法出水BODCOD浓度通常随出水Tsai等人建立了对出水悬浮物浓度进展推测和掌握的动态活性污泥法模糊掌握[14]，他们所提出的模糊掌握策略能有效地降低出水SS浓度，从而使处理系统的运行稳定牢靠。与常规活性污泥法相比，高纯氧活性污泥法(HighPurityOxygenActivatedSludge，HPO—AS)对掌握的要求更加严格。由于过程滞后和噪声干扰，此系统两种常规反响掌握在掌握过程中常常消灭问题。为Yin等人[15]DO波动、稳定进水流量和出气流速。Manesis等人[16]氮、DO、温度、MLSS和二沉池进出水BOD的差值作为模糊掌握系统的输入变量，以曝气区供氧速率、好氧区向缺氧区的回流速率以及二沉池向反响器的污泥回流速率作为输出变量，以处理厂操作人员的阅历Patras污水处理厂进展了仿真，取得了较好的结果。与国外相比，国内从事污水处理模糊掌握的争论人员较少。彭永臻等[17、18]对硝态氮污染水脱氮处可行性好、牢靠性高、稳定性好和对进水硝态氮负荷变化的适应性强等优点，有利于避开过量地投加有机物并尽可能节约运行费用。彭永臻、曾薇等[19]SBR法处理石油化工废水，依据反响器内有机物的去O浓度及变化状况推测进水有机物浓度，进而实现对曝气量的模糊掌握。神经网络掌握基于人工神经网络的掌握(ANN—basedControl)简称神经掌握(NeuralControl)工神经元广泛联结而成的网络，它具有很强的自适应性和学习力量、非线性映射力量和容错力量。神经网络因具备上述特点，近年来越来越受到国内外污水处理专家的重视，并在污水处理自动掌握系统中开展人工神经网络掌握争论，取得了很多具有推广应用价值的成果。Zhu等[20]层感知器(MLP)网络模型对所建立的时间延迟神经网络(TDNN)10输TDNNMLP模型。GontarskiBP7个神经网络，每一个反响器用一个神经网络，最终一个神经网络用来推测出水TOC的变化。试验结果说明，废水的流量和进水pH值是废水处理厂重要的掌握参数。处理效率，因此很多学者从活性污泥法的运行机理上对污泥膨胀现象进展了广泛的争论，但至今尚未获得抑制污泥膨胀的经济而有效的方法。近年来，国外一些学者承受人工神经网络技术建立模型来推测和防止污泥膨胀现象的发生[21、22]。Capodaglio等[21]在分析活性污泥系统输入和输出的根底上，应用污水处理厂的数据建立了人工神经网络模型，随后用这种模型推测将来污泥膨胀的发生。为使所构建的模型能更好地反映活性污泥法的实际状况，他们为输入参数选择了一个时间滞后输入方案。从模型推测结果可以看出，这种模型的推测精度远远超过其他传统推测方法。Belanche等[22]Capodaglio建立的模型根底上引入定性信息，这些定性信息主要来源于显微镜对细菌和微型动物的观看和一些主观阅历，并利用该模型对废水处理厂污泥膨胀现象进展推测。试验结果显示，定性信息对处理厂污泥膨胀现象影响很大，模型对污泥膨胀的推测同污水处理厂专家的评价推断吻合得很好。Tay等人[23]推测高速率厌氧系统对干扰的响应，此系统可以提前1h对不同系统的干扰进展推测。因此，该系统在实时掌握上有很大的应用潜力。Wen等人[24]专家系统又从神经网络模型猎取其所要的数据，从而对整个污水处理厂实施智能掌握。专家系统从各种传感器和检测器获得信号后检查系统的状态，推断出一个污泥回流比。然后，专家系统把这个值送给神经网络，神经网络把从专家系统获得的当前状态值与通过网络推测得到的值进展比较，分析该值是增加还是减BODMLSS的值以及神经网络推测的曝气池状态推断是否承受这个污泥回流比。假设推测状态不是所期望的，那么专家系统将再给出一个污泥回流比，重进展一次测试，直到找到合理的污泥回流比。假设专家系统想增加曝气池内的BOD浓度，它在向神经网络模型传输这组数据时，可以在当前BOD浓度上加一个小小的增量(例如0.05)一个污泥回流比，并把它反响给专家系统。专家掌握专家掌握(ExpertControl)是智能掌握的一个重要分支，又称专家智能掌握。所谓专家掌握，是把专家2090效成果[25～27]。Barnett[25]建立了一个基于规章的专家系统，用于污泥厌氧消化的故障诊断。整个过程由计算机进展9个参数，掌握变量是进泥量、回流污泥量、稀pH5类消化工艺运行不正常状态，每类状态又细分为留意、警告、危急和恢复正常等几类亚状态。这些状态和亚状态再与相关的掌握措施相对应，即不正常状态的类型和程度打算了该实行什么样的掌握手段，以便使消化恢复正常。Flores等[26]设计了一个智能化系统来运行和治理多级厌氧系统，这个厌氧系统由各自的掌握器掌握，而这些掌握器又通过宽带网与远处的中心治理器相联。中心治理器采集、分析、解释和存储由各生物反响器掌握系统传来的数据，并承受图形界面的形式使操作者能清楚地看到这些信息。Sung等[27]承受在线综合掌握系统对水质、水量变化较大的食品废水进展掌握。掌握目标是使出水COD50%，并且尽量削减曝气费用。此掌握系统由两层组成，即治理层和过程掌握层。在治理层中应用基于规章的专家系统为过程掌握层供给最优掌握点。此外，为避开鼓风机超负荷运行，还2COD50%50%。通过以上分析可知，智能掌握技术在污水处理中应用较晚(20年才渐渐得到应用)，而且大多数仍停留在试验室争论阶段，很多地方还很不完善。以神经网络掌握为例，目前争论较多的模型属于静态模型，在肯定程度上不太适合污水处理在线掌握，由于活性污泥法污水处理随时间变化较大而且具有较大滞后性。因此，建议从事污水处理智能掌握的科研人员以实际污水处理厂为争论目标，找出各种掌握参数随时间的变化规律，运用动态模型建立污水处理智能掌握系统。结语①虽然智能掌握已成为污水处理的争论与应用中的前沿与热点，但国内外仍处于广泛应用的初级阶主要因素。运行治理与自动掌握方面却存在着较大的差距。目前，我国城市污水处理厂的吨水耗电量是兴旺国家的近两倍，而运行治理人员数又是其假设干倍，因此加强我国污水处理系统智能掌握的争论与应用具有重要的科学意义与应用价值。通过技术改造向实现智能掌握方向过渡。我国应当在有条件的状况下，在污水处理厂的规划、设计与建设初期就尽可能承受或局部承受智能掌握。参考文献：[1]李士勇.模糊掌握·神经掌握和智能掌握论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1996.[2]孙增忻.智能掌握理论与技术[M].北京：清华大学出版社，1997.[3]李树伟.有关污水处理场微机自动调控的一些看法[J].石油化工环境保护，1994,(1):55-57.[4]牛学义.济宁污水处理厂掌握系统的特点[J].给水排水，2023,26(6):75-78.宋颉.莲花味精集团污水处理厂SBR自控系统[J].中国给水排水,1999,15(6):41-43.ZipperT.Developmentofanewsystemforcontrolandoptimizationofsmallwastewatertreatmentplantsusingoxidation-reductionpotential(ORP)[J].WatSciTech,1998,38(3):307-314.PiersonJohnA.Real-timemonitoringandcontrolofsequencingbatchreactorsforsecondarytreatmentofapoultryprocessingwastewater[J].WatEnvironRes,2023,72(5):585-592.YuRuey-Fang.PerformanceenhancementofSBRapplyingreal-timecontrol[J].JournalofEnvironmentalEngineering,2023,126(10):943-948.PuznavaN.Simultaneousnitrificationanddenitrificationinbiofilterswithrealtimeaerationcontrol[J].WatSciTech,2023,43(1):269-276.王淑莹.论间歇式活性污泥法的自动掌握[J].哈尔滨建筑工程学院学报,1995,28(1):132-134.彭永臻，邵剑英，周利，等.ORPSBR法反响时间的计算机掌握参数[J].中国给水排水,1997,13(6):6-9.OhtsukiT.Intelligentcontrolsystembasedonblackboardconceptforwastewatertreatmentprocess[J].WatSciTech,1998,37(12):77-85.BarnettMW.Knowledgebasedexpertsystemapplicationsinwastewateroperationandcontrol[J].ISATrans,1992,31(1):53-60.TsaiYP.Effluentsuspendedsolidcontrolofactivatedsludgeprocessbyfuzzycontrolapproach[J].WatEnvironRes,1996,68(6):1045-1053.YinMT.FuzzylogicprocesscontrolofHPO-ASprocess[J].JournalofEnvironmentalEngineering,1996,122(6):484-492.ManesisSA.Intelligentcontrolofwastewatertreatmentplants[J].ArtificialIntelligenceinEngineering,1998,12:275-281.彭永臻,.生物电极脱氮法的在线模糊掌握Ⅰ.模糊掌握系统的组成与根本思想[J].中国给水排水,1999,15(2):5-9.彭永臻,.生物电极脱氮法的在线模糊掌握Ⅱ.模糊掌握器的设计及其计算机算法[J].中国给水排水,1999,15(4):5-10.曾薇，彭永臻,王淑莹，等.SBR法模糊掌握参数[J].中国给水排水,2023,16(4):5-10.on-L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