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在智能化信息化时代下,治污设施智能联动控制系统充分融合了先进的物联网、信息化、云计算技术等,可及时为污染企业提供更加精准的治污措施,并且在联动控制系统中能够对污染物进行监控与预警,实现精准治污,避免污染物超标排放,提高中小型工业企业的治污水平[1]。
1.1数据采集
在设计智能联动控制系统时,既要考虑到中小型企业的接受能力,也要考虑到中小型企业的灵活管理方式。为此,智能联动控制系统直接采用“物联网+云平台+智能终端或小程序(APP)”的形式,主要借助监测点的物联网模块来实现对企业治污设施与污染物监测数据的采集,及时将治污设施的各类参数通过物联网模块直接发送到云平台系统中。在数据采集部分,结合工业企业的治理设施工艺、受控污染物情况等,对企业监测点进行布置,对核心过程参数与重点污染物进行重点监测,设置工艺过程参数与污染物数据采集设备,在设备的布置上重点考虑治理后污染物浓度的监测,根据治理后的数据来实时调整治污工艺。物联网数据采集模块也是整个系统实现的基础,该模块的设计是借助传感器、控制器等设施来实现的,可对工业企业污染物的情况进行实时监测,并将采集到的数据信息发送至云平台[2]。
1.2数据传输
在整个智能联动控制系统中,数据的传输模块设计十分重要。数据传输主要是将数据采集模块中采集到的治污设施相关运行参数与污染物排放数据进行传输,本系统的数据传输是借助第四代移动通信技术(4G)来实现的,可与智能联动控制系统监控平台进行通讯,实现在线监测目的。数据传输模块负责数据的采集与存储,数据采集模块的存储功能可解决网络异常情况下的数据断点续传问题[3]。
1.3数据控制
数据控制模块是为企业治污提供联动控制的操作逻辑,包含了前端物联网模块数据采集、云平台分析和网页端、预警终端数据监控预警分析的模块,可实现对治污设施与污染物数据的全面监控[4]。在数据控制模块中通过对治污设施参数与监测数据的控制,有助于工业企业治污设施长期稳定运行,实现污染物的达标排放。一旦出现污染物可能超标的情况,在设定的阈值内,预警预报终端、云平台网页端、手机APP端会直接预警,有助于企业对可能存在的超标排放现象进行及时处置。数据实时监控是实现动态化预警报警的主要部分,在数据控制中能够及时对污染物数据进行监测,从而实现及时的预警报警。本系统能够自动判定结果,提升系统的联动控制准确性,更好地满足企业精准治污、节能低碳的需求[5]。
2工业企业治污设施智能联动控制系统主要功能
2.1治污设施运行参数及污染物实时监测功能
在系统当中能够对工业企业的治污设施运行参数与污染物排放情况进行实时监测,并且将监测获取到的数据信息传输至物联网云平台,在物联网云平台中能查看各项治污设施运行参数与污染源监控数据,可更加科学地指导企业选择适合的治污设施运行模式。下图为治污设施运行参数及污染物实时监测的程序图。在监测过程中通过对工业企业的治污设备、工艺过程参数、电气设备等进行监测点的设置,借助专业的过程参数监测仪器可实现对污染情况的实时监测,及时获取动态化的监测数据,并上报物联网云平台。同时,可根据污染物种类的不同,来对治理工艺进行实时动态调整[6]。
2.2数据分析与联动控制功能
本系统可对治污设施进行实时联动控制,重点分析治污设施与污染物浓度实时监测数据信息,通过数据分析,按照预先设定的污染物预警阈值,对污染物超标等级进行划分与预警。预警分为数据超过设定阈值的预警、超过排放标准的超标报警及严重与工况逻辑不符的异常状态报警。根据治污前后的受控污染物指标的监测数据,可实现对风机、水泵、加药、喷淋、曝气、过滤、推流等装置的合理有效控制,同时确保在受控污染物达标排放的前提下,治污设施能节能低碳运行。治污设施根据治理工艺及受控污染物的排放限值,结合物联网云平台的大数据计算结果,可选择节能运行模式、安全运行模式。中小型企业的治污设施多为手动控制,本系统的设计可实现通过小的物联网模块的数据传送、逻辑运算与双向反馈控制,解决治污设施的全自动化控制。在对治污设施与污染物的监测中,也能够发现企业治污工作中存在的问题,进而有助于企业采取有针对性地措施确保达标排放。除此之外,在数据与治污设施的联动控制中,能够结合物联网平台的大数据分析结果,在系统中建立起人工智能(AI)学习模式的数据库,对目前中小型企业可能存在的一些超标排放情况进行预警,实现精准治污、节能低碳治污[7]。
2.3预警与报警功能
本系统预警的设定值低于数据超标报警值,预警采用声光、语音短信预警,待监测值低于报警设定的阈值时,自动解除。当排放浓度超过有关法规允许排放限值时将引发报警,报警利用声、光、语音在各种报警终端不间断地进行,需要人工手动操作才能解除报警。在系统的预警与报警功能中,能够通过物联网电脑网页端、手机APP端、预警预报设备终端对企业整个治污过程存在的一些超限值、超标值、数据异常值进行预警或报警,在污染物排放数据与治污设备联动过程中,也会对治污设施的核心运行参数的异常情况进行报警,核心运行参数有风机风量、变频器频率、温度、加药流量、曝气量、溶解氧、浊度、pH值等。在本系统的报警中,首先是对治污系统运行异常情况进行报警,可以更好地保障系统的稳定运行;其次就是对污染物超标情况进行预警,以确保企业不会出现超标排放现象。在系统产生超标预警或报警之后,能够生成污染物预警或超标报告,将相关的信息上传给公司管理部门或管理人员,让企业相关部门及时解决污染物超标情况[8]。
2.4应急管理功能
系统的应急机制是根据治污设施相关核心参数与污染物的预警等级来制定的,结合治污设施的核心参数与污染物的超标情况,针对不同污染物超标类型,有针对性地制定治污设施运行方式和污染物减排措施。本系统的应急管理包含了启动应急管理及应急预警功能,可将应急管理工作落实到整个治污过程中。在系统的支持下,可引导企业将一些影响达标排放、经常导致治污设施运行不稳定的治污设备进行更换,对企业落后的生产工艺、治污设施、监测设备进行更新。同时,系统可对企业生产设施、治污设施、污染物监测等情况进行分析,根据污染物治理设施应急反应时间的不同,设定不同的预警应急反应时间。除此之外,系统会根据污染物的报警情况,优先实施高等级的应急机制,从而提升系统应急机制水平[9]。
3工业企业治污设施智能联动控制系统的应用效果
3.1提升企业对治污设施的运行管理水平系统可借助污染物实时监测、数据分析、报警等功能,帮助中小企业及时获取污染物信息,开展精准的治污工作,同时在系统当中实现了对整个治污设施与污染物的动态化实时监测,有助于实现污染物达标排放。系统借助数据与控制联动功能,可对企业各方面的污染物治理情况进行分析,为企业的污染治理工作提供参考,有助于企业不断提高治污管理水平。除此之外,系统可对污染源监控数据进行分析整理,建立治污设施运行参数与污染物监测数据的数据库,为企业治污设施的长期稳定运行达标排放积累相关数据[10]。
3.2提升企业的污染治理水平系统不仅能真实体现治污设施运行数据,给精准治污工作提供参考,而且还能通过污染物报警功能,及时反映企业的治污设施运行异常情况和污染物超标情况,有助于企业了解污染物治理中存在的问题,进而根据报警的级别,有针对性地在治污工作中落实应急机制,提高企业污染物排放达标率,降低企业在治污方面的运行成本,全面提升中小企业的治污水平。同时,通过应用本系统可建立企业污染治理设施运行数据库、污染源监测数据库等,推进中小企业固定污染源防治工作信息化与智能化,从而进一步提升企业的治污管理水平。
4结语
综上所述,为了进一步提升中小企业的治污效率,实现治污全面信息化与智能化,企业在开展治污工作中需要充分运用物联网与信息技术的价值,通过“物联网+智能化”的监管系统,全面实施对企业治理设施与污染物情况的动态化监测,实现对治理设施与监测数据的分析,更好地明确企业在生产设备、工艺中存在的治污难点,进而采取针对性地应急机制,助力企业实现对污染物的有效控制。
参考文献:
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[9]赵永辉,冯继锋,李玉.排污单位污染治理设施用电监管系统研究[J].环境与发展,2020,32(11):221-222.
[10]马欢欢,程亮,陈瑾.污染源环境监管体系建设现状及对策研究[J].中国环境管理,2022,14(1):61-67.
作者:景占浩 吴泽凯 杨瑞芳 王恒源 单位:河南星火源科技有限公司 河南省环境保护产业协会 郑州富铭环保科技股份有限公司