排污在线监测系统设计方案
2015-03-21
当前，环境问题是我国面临的主要社会问题之一，而工业企业的排污是我国环境污染的主要源头之一，为了更好地监控企业的排污情况，很多地区都采用在线监控的方式进行。中海石油化学公司是海南省的重点化工企业，也是海南省的污水治理先进单位。在以前，海南省环保部门对企业的排污监控主要是通过定期或不定期的抽查进行的，这样即费时费力，又难以做到准确。2006年初，海南省环保局下发文件，要求水污染重点监管企业安装在线监控系统，以实现海南省环保监测部门通过远程方式实时地监控各重点单位的排污状况。环保部门通过取得的在线监控仪器的数据，还有望成为执法证据。中海石油化学股份有限公司被纳入海南省第一批在线监控系统实施范围。
中海石油化学公司主要生产产品是尿素和甲醇，其纳入监控范围是氨氮、COD和排放量三个指标。因此中海化学公司的排污监控系统主要实现的就是将氨氮、COD和排放量三项在线检测数据实时的传输到海南省环保监测站的主系统中，以满足环保部门对公司的排污情况进行监控。
中海石油化学公司自成立之日起就非常重视环境保护和污水处理。并在二期尿素项目建设的同时建了污水处理厂，并实现了二期污水的集中处理排放。在三期甲醇项目建设期间，对污水处理厂进行了扩建，并将原一期装置区的生产和生活污水也引入污水处理厂，实现了全部的生产和生活污水的处理和集中排放。为了进一步提升公司的社会形象及企业的持续快速发展，中海石油化学公司领导、安全环保部、技术装备部、装置保运部、化肥一二部及其他相关部门非常重视排污在线监测系统的立项、设计、实施和验收。在公司领导和各部门的指导和支持下，我根据国家和海南省的相关法规及标准，对我公司的在线监控系统进行了设计。经过了几个月的基础建设、系统安装和调试之后，于2007年5月系统通过了海南省环保监测部门的验收，系统的各项运行指标都达到或超过省相关规定的要求。
1. 排污在线监测系统设计
排污在线监测系统的建设目标、设计依据及功能要求
重视环保建设，自觉接受国家环保监测部门对公司排污情况进行在线监控，体现了中海石油化学股份有限公司（以下简称中海化学公司）对国家和社会负责的态度，同时也是公司持续健康发展的要求。这次实现的排污在线监测系统主要对象是中海化学公司海南生产装置区的生产和生活排污。海南生产装置区是中海化学公司的主要生产区，占化学公司生产能力的70%以上，也是主要生产污水产生地。
中海化学公司的排污监控系统设计依据如下：
化学需氧量（CODcr）在线监测仪器环境保护产品认定技术要求（HBC6―2001）
氨氮水质自动分析仪技术要求（HJ/T 101－2003）
《水质 化学需氧量 重铬酸钾法》（GB1194―89）
《水质 铵的测定 纳氏试剂比色法》（GB7974―87）
《污水综合排放标准》（GB8978―1996）
中海化学公司排污在线监测系统的主要功能应包括：
污水处理厂处理后排放水的NH4-N和COD指标的在线检测；
污水处理厂处理后排放水流量在线测量；
污水处理厂处理后排放水的NH4-N和COD检测数据和流量测量数据上传；
各项监测指标的显示功能、超标报警功能、停电保护功能等。
2.系统集成设计概要
排污在线监测系统由采样单元，预处理单元、分析监测单元、系统控制单元、通信单元、远程监控中心等构成。采样单元、预处理单元完成水质自动监测的水样采集、水样预处理等采样控制过程；分析监测单元完成水质监测参数的分析过程；系统控制单元完成系统的监控操作、各类数据的采集等；通信单元实现数据及控制指令的上行及下行传输过程；远程监控中心作为系统的中心站，实时接收数据并进行远程监控操作及数据分析。系统依据合理、实用、经济、可靠、运行维护简单的原则，并参照国家有关技术标准、规范及有关部门技术标准严格设计。满足用户对水质实时监测和远程监控的要求。
排污在线监测系统集成由水样采集装置、预处理、在线监测分仪表设备、现地监控装置设备、通信设备和监控中心站组成。监控中心站结合相应的监控及分析软件可远程对系统的运行进行监控，实现系统运行无人值守、有人管理的模式。
水样采集：
化学公司污水处理厂排放池（清水池）位置较低，无法实现自流方式的取样分析。因此需要通过采样设备对排放的污水进行取样。
水样预处理：
水样预处理主要控制水样的过滤。HACH的COD和氨氮分析仪的采样单元均有预处理功能，能根据仪器的测量要求，对所采集的水样进行合理的处理，同时有自清洗功能。
监测分析：
根据该环保部门的具体要求，可监测氨氮、COD等参数。各种仪表均能满足当地水质监测及流量监控的要求。
数据采集及传输：
所选的仪器均带有4~20mA输出及MODBUS,RS485通讯输出功能，可以实现远程数据通信及双向控制。
3. 主要仪表及设备选型
排污在线监测系统仪表选型首先要符合国家相关的规定的要求，尤其是要满足《污水综合排放标准》（GB8978―1996）规定的要求，同时要满足系统性能稳定性和可靠性等方面的要求。
排污在线监测系统应能运行在工况环境条件较恶劣情况下，同时需满足现场操作简单扼要，易于运行维护及错误判断等要求，因此系统的设计始终要将系统的可靠性放在优先考虑的位置。充分考虑到各个监测点的具体情况，在系统设计及未来实施中，综合考虑本地的水质，流量，运行环境等褚多方面的因素。因此在系统设计和仪表选型方面尽可能要求高质量、高可靠性、成熟的监测设备。而在设备选型方面，最主要的是分析仪表的选型。选用稳定性好、测量数据准确可靠、抗恶劣环境能力强、测量范围满足要求的分析仪表，是整个监测系统稳定可靠的前提，否则监测到的数据质量就难以保证。而流量测量仪表的技术方面比较成熟，很多厂家的质量都比较有保障，在选型方面比较容易。
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