CN103984320B - 一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统，包括现场信息采集装置、物联网监控中心和应急处理装置，所述现场信息采集装置包括监控器、水质检测仪、一体化水泵；所述物联网监控中心包括中央处理器、控制器、显示器、应急报警装置、3G预警模块；所述应急处理装置包括回流水泵、若干电动阀门、应急池，所述现场信息采集装置、显示器、控制器和通信系统均与中央处理器连接，各个电动阀门均与控制器连接，所述应急报警装置和3G预警模块通过有线或无线方式与通信系统相连，所述监控器和水质检测仪安装在一体化泵站的进水口。本发明通过对水质参数的实时监测，实现偷排污水和现场故障的监测及偷排事故应急处理。

Description

一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种企业污水排放的监控系统和物联网技术系统，特别涉及一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统及其监控方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的发展、工业化进程的加快，企业生产活动产生的有毒有害物质日益增多，达不到排放标准的废水排入水体后，严重污染了水资源。据统计：全国有监测的1200多条河流中，目前850多条受到污染，90％以上的城市水域也遭到污染，致使许多河段鱼虾绝迹，符合国家一级和二级水质标准的河流仅占32.2％。水环境质量呈现不断恶化的趋势，水污染已经对社会经济可持续发展构成威胁，成为我国社会发展、经济繁荣、人民健康和人民素质提高的制约因素。

政府环保监督部门出于人民群众的利益需要，在企业的污水排放口一般都设立了污水排放自动监测系统。这些系统大都是利用现代传感技术、自动检测及控制技术、计算机应用技术和网络与通信技术组成的一个综合性在线自动监控系统，能够对企业污水排放口排放的污水进行实时监测。能连续、及时地监测目标排放污水的情况，有效地起到环境监控、监督作用。但很多企业出于利益驱使偷偷地将污水管道跟雨水管道连通，通过雨水管道将未达标排放的污水直接排入河道，这就是企业偷排。偷排使得企业可以躲避环保部门的监管而大肆排放污水，给环境带来了巨大的破坏。这些污染物在水流等条件下扩散，扩散速度快、污染范围广，不仅破坏河道生态系统，造成经济损失，还极大威胁着人民群众的生命健康和财产安全。但目前的自动监控系统对偷排很难做到有效的监视，使得偷排现象很猖獗而得不到合理的惩治，一旦发生偷排事故后都未设置应急处理装置，而且在雨水排放口安装监控系统目前还处于空白。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种通过对水质参数的实时监测，实现偷排污水和现场故障的监测及偷排事故应急处理，解决了企业通过雨水管道偷排污水的监控系统的难题的基于物联网的企业雨水排放口监控系统。

本发明的基于物联网的企业雨水排放口监控系统的技术方案是：一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统，包括现场信息采集装置、物联网监控中心和应急处理装置，所述现场信息采集装置包括监控器、水质检测仪、一体化泵站；所述物联网监控中心包括中央处理器、控制器、显示器、应急报警装置、3G预警模块；所述应急处理装置包括回流水泵、若干电动阀门、应急池，所述现场信息采集装置、显示器、控制器和通信系统均与中央处理器连接，各个电动阀门均与控制器连接，所述应急报警装置和3G预警模块通过有线或无线方式与通信系统相连，所述监控器和水质检测仪安装在一体化泵站的进水口。

优选地，所述水质检测仪由pH值传感器、COD自动分析仪和流量计组成；所述一体化泵站由雨点感应器、高低水位仪、水泵、储水池组成。

优选地，若干电动阀门分别设置在厂区车间排水口与储水池之间的管道上、厂区车间排水口与应急池之间的管道上、储水池与一体化泵站之间的管道上、储水池与应急池之间的管道上、一体化泵站进入河道的排水口上

优选地，若干电动阀门分别为一号电动阀门、二号电动阀门、三号电动阀门、四号电动阀门和五号电动阀门。

优选地，所述一号电动阀门设置在厂区车间排水口与储水池之间的管道上，所述四号电动阀门设置在厂区车间排水口与应急池之间的管道上，所述二号电动阀门设置在储水池与一体化泵站之间的管道上，所述五号电动阀门设置在储水池与应急池之间的管道上，所述三号电动阀门设置在一体化泵站进入城市河道的排水口上。

本发明中通讯系统跟企业安保部门及该辖区环保监测部门实时对接；在中央处理器中存储有水质参数警戒值，根据不同突发情况在中央处理器内设置相应的应急预案；物联网监控中心具有工作人员的考勤模块，能实时统计人员到岗及巡逻情况，保障整套监控系统运作后的运营管理及维护。

本发明的基于物联网的企业雨水排放口监控系统方法采用的技术方案具有如下步骤：(1)当位于一体化泵站进水口的监控器或水质检测仪监测到水质参数到达警戒值时或偷排和现场故障信息后，中央处理器根据监测结果选取相应的内置应急预案，将选取的应急预案反馈给通讯系统和控制器，并显示在显示器上；(2)通讯系统通过应急报警装置在厂区门口进行报警，通过3G报警模块向相关责任人发出预警信息，并通知相关责任人赶赴现场；同时控制器控制一体化泵站排水口上的电动阀门关闭，雨水管道与应急池之间管道上的电动阀门开启，将未达标的污水排入应急池，避免直接流入河道造成二次污染；(3)当一体化泵站中的水位超过最高水位时，水泵电源自动打开，将未达标的污水排入应急池；(4)若同时得到雨点感应器未检测到下雨而流量计监测点的水排量增大的信息，则判定有偷排现象。

本发明的基于物联网的企业雨水排放口监控系统方法采用的技术方案具有如下步骤：

(1)在企业的车间雨水排放口以及其他涉及环境安全的各个重要区域均安装监控器，当发现异常时，通过控制器关闭车间跟储水池之间的一号电动阀门，打开四号电动阀门将水引入应急池；在一体化泵站的进水口设置pH传感器、分析仪、流量计，组成水质参数在线检测仪，通过该检测仪采集水质信息并将数据信息传送给中央处理器，由中央处理器对采集数据进行初步处理，完成对一个雨水排放口的水质参数数据采集；在储水池跟一体化泵站之间的雨水管道上安装二号电动阀门，当水位仪测得的数据高于设置的最高水位，控制器关闭二号电动阀门，打开五号电动阀门，水流入应急池，以用于保护一体化泵站；在一体化泵站跟城市河道中间设置三号电动阀门，由控制器控制其开启跟关闭；

(2)当位于一体化泵站外的雨点感应器监测到外界下雨，位于一体化泵站内的流量计监测到水流量增加，pH传感器和COD分析仪开始工作；当水质检测仪监测到水质各参数到达警戒值时，中央处理器根据监测结果选取相应的内置应急预案，将选取的应急预案反馈给通讯系统和控制器，并显示在显示器上；通讯系统通过应急报警装置在厂区门口进行报警，通过3G预警模块向该辖区环保监测部门发出警报消息；同时控制器控制一体化泵站跟城市河道之间的雨水管道上的三号电动阀门关闭，水位仪监测到一体化泵站内的水位高于设定的最高水位，回流水泵开始工作，将一体化泵站内未达标的水排入应急池，避免直接流入城市河道，造成大面积河道污染；

(3)当位于一体化泵站外的雨点感应器未监测到外界下雨，而位于一体化泵站内的流量计却监测到水流量增加，则判定有偷排现象；中央处理器收到偷排信息，通讯系统通过应急报警装置在厂区门口进行报警，通过3G预警模块向该辖区环保监测部门发出警报消息；同时控制器控制厂区车间排水口跟储水池之间雨水管道上的一号电动阀门关闭，车间排水口跟应急池之间管道上的电动阀门开启，将偷排污水排入应急池。

所述的现场排放污水特征量的监测参数因污水的种类而异，如对化工废水中的不饱和树脂生产中的废水选用有机物含量COD值为特征量，对造纸废水可选用酸碱度pH值和色素为特征量，对制革废水可选用重金属铬或甲醛为特征量。

本发明具有以下优点：

1.本发明的污水监控系统不仅能够实现对污水排量、COD值、pH值等污水参数的实时监测，实现对企业偷排状况的实时监测。对偷排现象的判断依据是雨点感应器、污水排量等信息一并分析，判断出是否有人为偷排现象，保障了监测系统持续稳定工作。

2.中央处理器在接收到信号后，能根据内置预案，迅速将预警信号通过通讯系统传达给企业员工和相关责任人，并通知相关人员赶赴现场，力争将危害降到最低。

3.在发出预警信号同时，自动开启应急模式，中央处理器通过控制器关闭一体化泵站排水口上的电动阀门，打开雨水管道与应急池之间管道上的电动阀门，将未达标的污水排入应急池，经过污水处理系统处理之后排入河道，避免造成大面积二次污染。

4.本发明通过计算机和3G网络将水质、偷排、现场故障等现场信息远程传送给监测中心，由监测中心实时监测，在现场无人值守的情况下实现对整个雨水管道排放口的实时监控。

5.本发明采用的一体化预制泵站集水泵、连接管道、液位传感器、控制柜等设备于一体，主体结构由纤维缠绕玻璃钢制成，除了坚固耐用、抗腐蚀、防水等常规沉井施工钢筋混凝土结构泵站所具备的特点外，还具有占地面积小、施工周期短、设备安装方便等优点。同时，可针对相关排水区域的污水量多少定制不同的规格大小。

6.本发明的物联网监控中心具有工作人员的考勤模块，能实时统计人员到岗及巡逻情况，保障整套监控系统运作后的运营管理及维护。

7.本发明不仅局限于企业雨水管道排放口监控系统，可根据需要应用于多种环境质量监测系统。

附图说明

图1是本发明基于物联网的企业雨水排放口监控系统的结构原理框图。

图2是本发明基于物联网的企业雨水排放口监控系统的工作流程图。

其中，1、监控器，2、pH传感器，3、COD分析仪，4、流量计，5、雨点感应器，6、高低水位仪，7、中央处理器，8、显示器，9、通讯系统，10、应急报警装置，11、3G预警模块，12、监控中心，13、控制器，14、回流水泵，15、一号电动阀门，16、二号电动阀门，17、三号电动阀门，18、企业车间，19、储水池，20、应急池，21、一体化泵站，22、城市河道，23、四号电动阀门24、五号电动阀门。

具体实施方式

下面结合附图和工作原理对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明的基于物联网的企业雨水排放口监控系统由现场信息采集系统、物联网数据传输网络和应急处理系统三部分组成。所述现场采集系统包括监控器1、pH传感器2、COD分析仪3、流量计4、雨点感应器5、高低水位仪6；所述物联网数据传输网络包括通讯系统9、应急报警装置10、3G预警模块11；所述应急处理系统包括回流水泵14、一号电动阀门15、二号电动阀门16、三号电动阀门17、四号电动阀门23、五号电动阀门24、应急池20，均由控制器13按照中央处理器的指令自动控制。监控器1、pH传感器2、COD分析仪3、流量计4、雨点感应器5、高低水位仪6、显示器8和通信系统9均与中央处理器7连接，各个电动阀门均与控制器13连接。应急报警装置10和3G报警模块11通过有线或无线方式与通信系统相连。在中央处理器中存储有水质参数警戒值；根据不同突发情况在中央处理器内设置相应的应急预案。通讯系统9均用有线和无线两种通讯方式，避免因一种通讯系统出现故障造成预警信息的发布延迟，造成河道重大面源污染。

参见图1，现场采集到的数据信息通过3G预警模块11传送到辖区环保监控中心，本发明的水质参数监测部分位于若干个监测点，每个监测点对应一个雨水排放口。在每个雨水管道接入一体化泵站口安装pH传感器2、COD分析仪3、流量计4，组成水质参数在线检测仪，通过该检测仪采集水质信息并将数据信息传送给中央处理器7，由中央处理器7对采集数据进行初步处理，完成对一个雨水排放口的水质参数数据采集。通过雨点感应器5跟流量计4来综合判断是否存在企业通过雨水管道偷排污水的情况，若同时得到雨点感应器5未检测到下雨而流量计4监测点的水排量增大的信息，则判定有偷排现象。中央处理器7收到偷排信息，通过控制器13调节各个电动阀门的开启和关闭，将未达标或偷排的污水排入应急池，经过污水处理系统处理之后排入河道，避免造成大面积二次污染。同时一体化泵站内水位高于水位仪6最高水位时，则开启回流水泵的电源，将污水排入应急池。

如图2所示，在企业的车间18雨水排放口以及其他涉及环境安全的各个重要区域均安装监控器1，当发现异常时，通过控制器13关闭车间18跟储水池19之间的一号电动阀门15，打开四号电动阀门23将水引入应急池20。在一体化泵站21的出水口设置pH传感器2、COD分析仪3、流量计4、雨点感应器5、高低水位仪6，组成水质参数在线检测仪，通过该检测仪采集水质信息并将数据信息传送给中央处理器7，由中央处理器7对采集数据进行初步处理，完成对一个雨水排放口的水质参数数据采集。在储水池19跟一体化泵站之间的雨水管道上安装二号电动阀门16，当水位仪6测得的数据高于设置的最高水位，控制器13关闭二号电动阀门16，打开五号电动阀门24，水流入应急池20，以用于保护一体化泵站21。在一体化泵站21跟城市河道22中间设置三号电动阀门17，由控制器13控制其开启跟关闭。

当位于一体化泵站外的雨点感应器5监测到外界下雨，位于一体化泵站内的流量计4监测到水流量增加，pH传感器2和COD分析仪3开始工作。当水质检测仪监测到水质各参数到达警戒值时，中央处理器7根据监测结果选取相应的内置应急预案，将选取的应急预案反馈给通讯系统9和控制器13，并显示在显示器8上。通讯系统9通过应急报警装置10在厂区门口进行报警，通过3G预警模块11向该辖区环保监测部门12发出警报消息。同时控制器13控制一体化泵站跟城市河道之间的雨水管道上的三号电动阀门17关闭，水位仪6监测到一体化泵站内的水位高于设定的最高水位，回流水泵14开始工作，将一体化泵站内未达标的水排入应急池20，避免直接流入城市河道，造成大面积河道污染。

当位于一体化泵站外的雨点感应器5未监测到外界下雨，而位于一体化泵站内的流量计4却监测到水流量增加，则判定有偷排现象。中央处理器7收到偷排信息，通讯系统9通过应急报警装置10在厂区门口进行报警，通过3G预警模块11向该辖区环保监测部门12发出警报消息。同时控制器13控制厂区车间18排水口跟储水池19之间雨水管道上的一号电动阀门15关闭，车间18排水口跟应急池20之间管道上的电动阀门23开启，将偷排污水排入应急池20。

本发明涉及远程环保防偷排及偷排预警应急处理方法与装置，用来实现对企业通过雨水管道偷排污水情况的实时监控。

Claims (3)

1.一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统，其特征在于：其包括现场信息采集装置、物联网监控中心和应急处理装置，所述现场信息采集装置包括监控器、水质检测仪、一体化泵站；所述物联网监控中心包括中央处理器、控制器、显示器、应急报警装置、3G预警模块；所述应急处理装置包括回流水泵、若干电动阀门、应急池，所述现场信息采集装置、显示器、控制器和通信系统均与中央处理器连接，各个电动阀门均与控制器连接，所述应急报警装置和3G预警模块通过有线或无线方式与通信系统相连，所述监控器和水质检测仪安装在一体化泵站的进水口；所述水质检测仪由pH值传感器、COD自动分析仪和流量计组成；所述一体化泵站由雨点感应器、高低水位仪、水泵、储水池组成；若干电动阀门分别设置在厂区车间排水口与储水池之间的管道上、厂区车间排水口与应急池之间的管道上、储水池与一体化泵站之间的管道上、储水池与应急池之间的管道上、一体化泵站进入河道的排水口上；若干电动阀门分别为一号电动阀门、二号电动阀门、三号电动阀门、四号电动阀门和五号电动阀门；该监控系统的监控方法，包括下述步骤：

(1)在企业的车间雨水排放口以及其他涉及环境安全的各个重要区域均安装监控器，当发现异常时，通过控制器关闭车间跟储水池之间的一号电动阀门，打开四号电动阀门将水引入应急池；在一体化泵站的进水口设置pH传感器、分析仪、流量计，组成水质参数在线检测仪，通过该检测仪采集水质信息并将数据信息传送给中央处理器，由中央处理器对采集数据进行初步处理，完成对一个雨水排放口的水质参数数据采集；在储水池跟一体化泵站之间的雨水管道上安装二号电动阀门，当水位仪测得的数据高于设置的最高水位，控制器关闭二号电动阀门，打开五号电动阀门，水流入应急池，以用于保护一体化泵站；在一体化泵站跟城市河道中间设置三号电动阀门，由控制器控制其开启跟关闭；

(2)当位于一体化泵站外的雨点感应器监测到外界下雨，位于一体化泵站内的流量计监测到水流量增加，pH传感器和COD分析仪开始工作；当水质检测仪监测到水质各参数到达警戒值时，中央处理器根据监测结果选取相应的内置应急预案，将选取的应急预案反馈给通讯系统和控制器，并显示在显示器上；通讯系统通过应急报警装置在厂区门口进行报警，通过3G预警模块向辖区环保监测部门发出警报消息；同时控制器控制一体化泵站跟城市河道之间的雨水管道上的三号电动阀门关闭，水位仪监测到一体化泵站内的水位高于设定的最高水位，回流水泵开始工作，将一体化泵站内未达标的水排入应急池，避免直接流入城市河道，造成大面积河道污染；

(3)当位于一体化泵站外的雨点感应器未监测到外界下雨，而位于一体化泵站内的流量计却监测到水流量增加，则判定有偷排现象；中央处理器收到偷排信息，通讯系统通过应急报警装置在厂区门口进行报警，通过3G预警模块向辖区环保监测部门发出警报消息；同时控制器控制厂区车间排水口跟储水池之间雨水管道上的一号电动阀门关闭，车间排水口跟应急池之间管道上的电动阀门开启，将偷排污水排入应急池。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统，其特征在于：所述一号电动阀门设置在厂区车间排水口与储水池之间的管道上，所述四号电动阀门设置在厂区车间排水口与应急池之间的管道上，所述二号电动阀门设置在储水池与一体化泵站之间的管道上，所述五号电动阀门设置在储水池与应急池之间的管道上，所述三号电动阀门设置在一体化泵站进入城市河道的排水口上。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统的监控方法，其特征在于：其具有如下步骤：

(1)当位于一体化泵站进水口的水质检测仪监测到水质参数到达警戒值时或偷排和现场故障信息后，中央处理器根据监测结果选取相应的内置应急预案，将选取的应急预案反馈给通讯系统和控制器，并显示在显示器上；

(2)通讯系统通过应急报警装置在厂区门口进行报警，通过3G报警模块向相关责任人发出预警信息，并通知相关责任人赶赴现场；同时控制器控制一体化泵站排水口上的电动阀门关闭，雨水管道与应急池之间管道上的电动阀门开启，将未达标的污水排入应急池，避免直接流入河道造成二次污染；

(3)当一体化泵站中的水位超过最高水位时，水泵电源自动打开，将未达标的污水排入应急池；

(4)若同时得到雨点感应器未检测到下雨而流量计监测点的水排量增大的信息，则判定有偷排现象。