污水处理水质监测应用方案

一、项目背景

随着经济的发展，我国污水排放量越来越大，对地表水造成严重污染，环境质量呈恶化趋势。但目前全国污染源和污水通道水质监测仍处于人工监测阶段，时间覆盖率低，样本缺乏科学性和代表性，难以反映持续变化的水质。企业和城市的污水排放。国家和各省、市、地区越来越重视生态环境保护，不断加强水资源污染治理。然而，由于环保意识淡薄、利益驱动等诸多因素，乱排污、不规范排污，造成了严重的环境污染。情况时有发生，因此我们必须加大监控和监管的投入，提供有效实用的先进监控系统和解决方案。加强环境监测，建立废水在线监测系统，提高水质监测能力迫在眉睫。这是势在必行的。在污水处理监测工程中，涉及的污水处理监测系统很多必须是无人值守的设备或监测点，受地形、气候、监测范围等因素的影响，不适用于有线通信、无线数据传输站等数据传输方式。，而且它们也存在移动性差、成本高、扩展性差、设备维护不便等缺点。中国移动的GPRS网络覆盖面广，具有数据高速传输和永远在线的特点，加上灵活的资费方式，GPRS通信在污水处理监控系统中的应用具有无可比拟的性价比优势。

二、项目分析

2.1 系统组成

2.1.1 污水数据采集终端根据监测性质主要分为地表水站（河流、水库等饮用水）、城市污水处理厂和工业污染源三个方面；物理量包括：流量、流量、PH值、COD、氨氮、硝态氮、亚氮、总磷等；实时现场噪声数据采集到智能监控终端。传输通过业界通用的MODIBUS标准协议进行。

2.1.2 无线传输设备 针对通信模块的要求，我们选用厦门思信通信有限公司的F2103 IP MODEM（dtu），体积小、功耗低、操作简单配置使用，即插即用。支持主备数据通道、并行多个数据通道、实时在线和按需在线多种工作方式，并支持APN网络接入等功能，不仅可以保证数据的安全可靠，还可以让客户在需求并节省成本。

2.1.3 数据管理中心监控数据接收子系统（整个系统中至关重要的子系统，负责现场各种实时数据的监控和数据接收的作用） ，具有无人值班自动工作功能）；数据分析统计子系统（监控系统的核心部分，是用户直接操作和感受的部分，监控部门采用C/S模式供工作人员直接操作和使用）；报警信息子系统（利用目前广泛使用的移动通信技术开发出极为实用的功能系统，终端仪表设置报警值并结合短信MODEM快速将报警信息发送至指定的管理层）；

2.3 系统实现功能

2.3.1 监控数据接收子系统

1. 自动启动（停电/系统重启后自动启动，无需人工操作。

2. 数据过滤（出于安全考虑，本系统只接受经过系统认证的数据）。

3. 用于输出各种数据类型（开关量、模拟量、数值等）的现场测试仪器。

4. 将接收到的监控数据保存到后台数据库中。

5. 现场反控（通过修改监测采集方案启动现场设备（包括自动采样器的运行等）。

6. 查看各个监控站的连接状态

2.3.2 数据分析统计子系统 数据分析统计子系统是监控系统的核心部分。是用户直接操作和感受的部分。监控部门采用C/S方式工作，人员直接操作使用。它具有安全、快捷、方便的特点，系统具有综合性、集成性和各模块独立运行的特点。其功能包括：

1. 现场实时监测原始数据查询、偏差修正、监测数据有效性审核、预测数据录入

2. 监控数据历史维护。

3. GIS电子地图实时显示水污染趋势

4. 结合历史数据生成水污染指数曲线

5. 监控数据异常分析，软件报警，通过短信实时通知报警信息

6. 各种数据汇总报表、统计报表、报表，包括特殊格式报表

7. 默认和自定义监控采集计划维护

8. 现场自动采样器操作

9. 现场样品测试数据录入，自动监测数据对比，偏差报告

10. 现场维修记录

11.监控站点、监控项目等基本信息自由配置，兼容

12.人事权限分配

13. 数据备份

14. WEB用户认证、授权分配、web访问统计等。

2.3.3 报警短信子系统

1. 报警信息系统是利用目前广泛使用的移动通信技术开发的一个非常实用的功能系统。终端仪表设置报警值后，结合短信MODEM，快速将报警信息发送至指定的管理部门。

2. 甘丹污水处理水质在线监测系统，设备始终在线，自动检测串口数据，实现短信自动收发功能。与报警器串口对接，实时监控报警器串口的报警数据，可以将某个监控项目的异常报警信息发送到相关项目负责人、主管的手机及时，报警系统可以定期汇总某些统计数据。

2.3.4 WEB发布子系统

1. 历史和当前的水污染报告和预测

2. 水体检测数据查询及图表

3. 监控站点详情、监控分析报告等

三、项目结构实现

传输模块连接污水处理收集终端。工业领域的设备一般使用以太网或串口来传输数据。无线通讯模块F2103同时支持232/485通讯，可直接连接污水处理数据采集终端。连接通讯，如下图：

目前，四信提供三种中心接口：

1. 首先，对于配置软件，很多配置软件厂商都集成了我们的驱动，可以直接配置使用；

2. 后台中心软件只读串口数据，提供了一个虚拟串口软件（TCP2COM），可以使用虚拟串口软件将以太网数据转换成串口数据，从而实现利用无线公网传输数据和正确 现有系统的完美结合，无需修改。

3. 当客户想开发自己的数据中心时，我司此时会提供动态链接库。使用动态链接库，客户可以轻松连接传输通道，提供数据中心DEMO。该软件不仅是开源的，还可以协助客户开发自己的数据中心软件和功能。客户可以通过动态链接库快速开发出灵活、稳定、功能齐全的终端管理和数据交互中心软件。

四、程序功能

1. 使用四信无线IP MODEM可以基本免去布线，采用多点到一中心组网方式，实现数据一中心统一管理。

2. 四信IP MODEM采用高性能工业级处理器和看门狗等安全机制，确保IP MODEM在通信中断时进行自我检测，断电后自动重启，确保IP MODEM 始终在线，通信链 路始终正常。

3. 目前，污水处理监测项目的数量和规模不断扩大。因此，系统采用多点到中心的组网方案。无论是使用普通无线GPRS还是APN专网，都可以随时添加新的采集控制点。，不会对现有网络造成任何中断或影响。

4. IP MODEM采用标准工业串口通讯，即插即用，高规格模具设计，体积小巧，维护方便。

5. 四信IP MODEM完全采用国际标准的TCP/IP安全传输协议机制，保证数据的安全性和及时性，采用完全透明的传输机制，保证数据的准确性。

6. 多中心设计，可同时设置5个中心监控采集点，避免因某中心网络不稳定或封闭而带来的安全隐患。

7. 污水处理一般位于偏远地区。在这里，F2103专为人性化设计，工程师无需到现场即可远程直接配置网络参数，实现时间和人力的合理利用。

8. 高规格材料可选，可在-25~+65ºC和95%相对湿度（非冷凝）环境下正常工作。

甘丹科技河北有限公司坐落于环渤海经济区腹地的成语之乡河北邯郸，是一家专业从事水质生态监测设备，环境生态监测设备，人体测温设备、物联网传感器的高科技生产型企业。公司集研发、生产、销售、售后于一体，把控产品到研发至售后每个环节。

2020年公司被评为河北省行业重点推荐优秀单位，2021年被评为3A级信用单位，同年获得诚信经理人、诚信企业家荣誉证书，2020年我公司获得人体红外测温筛选仪筛选精度智能测试系统V1.0等6个软件著作权，同年申请7个实用新型专利证书。

新冠疫情爆发以来，我公司向武汉雷神山，火神山医院等地捐赠人体测温设备50余台，获得邯郸红十字捐赠证书、武汉红十字捐赠证书、苏州市人民政务感谢信。

甘丹科技秉承“科技领先，服务市场，诚信待人，追求完美”的宗旨和“引领创新、共谋发展”的企业理念，不断进行技术创新、设备创新、服务创新和管理方式创新继续研发、生产出更多满足不同客户需求的产品。公司专注于监测类设备技术研发，企业业务涉及到水环境、大气环境、工业环境、生物医疗、卫生防疫、环境监测、市政工程、能源电力、冶金铸造等多个领域。