城市污水处理厂在线监测系统的研究和应用——以广州市城市污水处理厂在线监测系统为例

摘要

本文以广州市城市排水监测站的“广州市城市污水处理厂在线监测项目”为依托，进行“城市污水处理厂在线监测系统”的研究和应用。本文在总结和借鉴国内外环境监测信息化的先进经验和发展趋势基础上，结合“广州市城市污水处理厂在线监测项目”的实际需求，探讨在环境监测中结合信息技术特别是自动分析、自动监测、自动报警等，设计一套技术先进又切实可行的污水处理厂在线监测系统的方案，并成功应用于广州市大坦沙、猎德、沥滘、西朗等污水处理厂的在线监测站中。 在本系统的设计过程中，以自动监测仪表为核心，通过数据定时采集或轮巡、指示收集、随机采集、紧急上报、实时采集，实现对污水处理厂监测数据采集和远程监控；因地制宜地采用成熟的有线或无线智能切换，保证通信的成功达99.9％；利用Mysql、oracle作为系统数据库管理平台，以监测工作流程为主线来进行系统应用软件的开发，基本满足了对污水处理厂监测的各项要求。 本文将从系统的整体设计、监测点设计、控制中心设计三方面来详细研究城市污水处理厂在线监测系统。该系统可实现自动采样、自动分析、数据自动上报、控制中心对数据的存储、分析、发布以及对监测现场的远程反控功能。本文对污水处理厂在线监测技术的研究将有助于实施污水处理厂进、出水水质水量的在线监测工程，能指导污水处理厂生产，防范高负荷冲击，并为环境保护、水文水利等相关部门的监管提供科学依据，在数字市政、政务公开、科学规划、管理和决策中发挥作用。该技术不仅仅适用于污水处理厂的在线监测，还适用于污染源监测、地表水监测等无人值守的远程实时监控系统。通过对本系统的研究开发和实际运用，将提高广州市以及我国环境在线监测理论研究与应用水平，为环境在线监测系统在我国的推广建设提供一定的理论与实践参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2国内在线监测技术现状

1.3国外在线监测技术现状

1.4城市污水处理厂在线监测系统的应用价值

1.4.1获取和存储大量的监测数据

1.4.2改进监测手段

1.4.3解决纠纷仲裁和突发事故应急处理

1.4.4支持管理部门的决策和管理

1.4.5满足公众知情要求

1.5研究背景及意义

1.6本课题研究的主要内容

1.7本章小结

第二章广州市城市污水处理厂在线监测系统简介

2.1项目背景

2.2项目意义

2.3项目总体设计

2.4系统组成与系统结构

2.5监控指标的筛选与确定

2.6仪表选型

2.6.1选型原则

2.6.2 COD在线监测仪

2.6.3氨氮、总氮在线监测仪

2.6.4总磷在线监测仪

2.6.5悬浮物在线监测仪

2.7应用实例

2.8本章小结

第三章现场监测站设计

3.1取水配水单元设计

3.2水样预处理单元设计

3.3除藻和清洗单元设计

3.3.1除藻

3.3.2清洗

3.4电力保证单元设计

3.5监测点控制系统设计

3.5.1模块结构

3.5.2监测点系统的接入方案

3.5.3监测点现场控制器基于Java的跨平台解决方案

3.6监测房对环境因素和雷电对监控设备的影响和防护设计

3.6.1有害气体对设备的影响

3.6.2电磁干扰对设备的影响

3.6.3浪涌及过电压对设备的影响

3.6.4设备对接地的基本要求

3.7日常维护方式

3.8本章小结

第四章 中心控制平台设计

4.1中心控制平台总体功能

4.2数据采集、处理和分析系统设计方案

4.2.1通信网络结构设计

4.2.2传输控制及异步消息子系统设计

4.2.3数据传输设计

4.2.4通信服务器

4.2.5通信介质

4.2.6通信方式设计

4.3远程反控设计

4.3.1监测仪器的反控

4.3.2视频设备的反控

4.3.3对监控子站的反控

4.4维护预警中心设计

4.5本章小结

第五章主要技术指标的实现

5.1中心控制平台系统数据采集及处理软件功能设计

5.2中心控制平台系统数据分析软件功能设计

5.3外部Internet信息发布软件功能设计

5.4现场监测点功能设计

5.5本章小结

第六章对系统信息模块的评价

6.1系统的先进性

6.1.1建立基于WEB的三层架构的系统模型

6.1.2建立基于JAVA的跨平台解决方案

6.1.3监测点仪器接口的“宽接入”设计

6.1.4有线无线智能切换的解决方案

6.1.5软硬件支持反控设计，实现数据随机收集

6.2系统的安全性解决方案

6.2.1操作系统的安全性设计

6.2.1网络的安全性设计

6.2.2应用系统的安全性设计

6.2.3数据的安全性设计

6.3系统的稳定性解决方案

6.3.1硬件系统的稳定性设计

6.3.2操作系统的稳定性设计

6.3.3数据传输的稳定性设计

6.3.4应用系统的稳定性设计

6.4系统的实用性设计

6.5系统的兼容性设计

6.6系统的可扩展性设计

6.7本章小结

结论与展望

结论

项目使用情况

存在问题及建议

展望

系统架构方面

运行管理方面

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢