CN110672155A - 一种污染源偷排行为识别方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污染源偷排行为识别方法与装置，包括安装管，安装管外壁安装安装箱，安装箱内腔底部安装储水盒，储水盒顶部一端连接抽样管，储水盒的顶部安装检测仪，储水盒的外壁底部连接排水管，安装箱的内腔底部两端分别安装第一流速计和第二流速计，第一流速计处的安装箱内安装水位计，安装箱的内腔顶板上安装控制单元和无线通信单元，安装箱的顶部外壁安装雨量测定器，第一流速计、水位计、第二流速计、无线通信单元和雨量测定器分别通过RS485串口连接控制单元。第一流速计、第二流速计和液位计检测水流量，水流量与理论流量对比，判断是否存在雨水管道偷排行为，抽样管抽取样品通过检测仪检测，判断是否存在污染源未处理直接偷排行为。
Description
技术领域
本发明涉及环保监测技术领域，具体为一种污染源偷排行为识别方法与装置。
背景技术
随着我国工业产业的快速发展，工业废水产生量与排放量逐年增加，工业污染源需要工厂进行处理净化后才能进行排放，目前对其监管的方法都是环保中心随机检查工厂排污管和雨水管道和排放水流的污染浓度，避免工厂将未处理的污染源直接排放，但是，现场检查较为费时，且工厂容易在检查空隙间未处理的污染源直接偷排或通过雨水管道偷排，监管部门难以实施对偷排行为进行杜绝，为此我们提出一种污染源偷排行为识别方法与装置用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污染源偷排行为识别方法与装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污染源偷排行为识别装置，包括安装管，所述安装管外壁固定安装安装箱，所述安装箱内腔底部固定安装储水盒，所述储水盒顶部一端固定连接抽样管的一端，所述抽样管的另一端贯穿安装箱底板并伸入安装管的内腔底部，所述抽样管靠近储水盒的一端安装微型泵，所述储水盒的顶部固定安装检测仪，所述检测仪的探头伸入储水盒的内腔中，所述储水盒的外壁底部固定连接排水管的一端，所述排水管的另一端贯穿安装箱的底板并伸入安装管的内腔顶部，所述安装箱的内腔底部两端分别固定安装第一流速计和第二流速计，所述第一流速计处的安装箱内安装水位计，所述第一流速计、第二流速计和水位计的探头伸入安装管的内腔中，所述水位计的探头和抽样管间的安装管内腔中安装均匀机构，所述安装箱的内腔顶板上固定安装控制单元和无线通信单元，所述安装箱的顶部外壁固定安装雨量测定器，所述第一流速计、水位计、第二流速计、无线通信单元和雨量测定器分别通过RS485串口连接控制单元。
优选的一种实施案例，所述安装管的两端外壁固定安装有连接法兰，且安装管靠近第一流速计的一端为流入端，另一端为流出端，所述安装箱一侧铰接有开合门，所述安装箱内通过导线连接有外壁电源。
优选的一种实施案例，所述均匀机构包括固定块，所述水位计的探头和抽样管间的安装管内顶部和底部均固定安装固定块，所述固定块内开有滑槽，所述滑槽内滑动卡接滑杆，所述滑杆的两端和滑槽的两端内壁间均安装有弹簧，所述滑杆的外壁固定连接两根支撑杆，所述支撑杆的另一端滑动贯穿滑槽并固定连接固定套的外壁，所述固定套内转动套接转轴，所述转轴靠近水位计的一端固定安装多个涡轮叶片，所述转轴的另一端外壁固定安装多个搅拌叶。
优选的一种实施案例，所述滑杆的两端始终位于滑槽内，所述固定套的长度大于固定块的长度。
优选的一种实施案例，所述安装管靠近第二流速计的一端通过法兰连接有三通管的一端，所述三通管另外两端分别连接市政排水管和回流处理池，所述三通管另外两端上均安装电动阀门。
一种污染源偷排行为识别装置的方法，包括如下步骤：
S1、收集工厂污染源数据
根据生产设备的工况数据和污染物处理设备的工况数据，确定工厂单位时间排出污染物的理论总量，并确定工厂报备的排污管道和雨水管道；
S2、识别装置的安装
在工厂排污管和雨水管道末端均安装识别装置，将识别装置的安装管流入端通过法兰连接排污管和雨水管道末端，有条件的地区，可在安装管流出端安装三通管，并将三通管分别连接市政排水管和回流处理池；
S3、偷排识别
排污管和雨水管道内有水流流通时，安装管内的第一流速计、第二流速计和液位计检测水流量，水流流量传输至控制单元并通过无线通信单元传输至远程控制中心，通过对比排污管内排量和实现录取的工厂单位时间排出污染物的理论总量对比，当排污量明显小于理论污水量时，工厂具有偷排嫌疑，同理，雨水管道内的水流量也传输至远程控制中心，并通过雨量测定器预估工厂区域降雨流量，当雨水管道内水流量明显大于降雨量时，工厂存在通过雨水管偷排行为，且排污管和雨水管道内的抽样管均不定期通过微型泵抽取水流样品到储水箱内，通过检测仪检测污染浓度，并通过控制单元和无线通信单元传输至远程控制中心，当污染浓度超标时确定工厂未对污染源净化直接偷排，且雨水管道内存有污染源进一步确定工厂通过雨水管道偷排，并通过储水盒保存样品，当污染浓度正常时，储水盒内的样品通过排水管重新排放至安装管内，并且当污染浓度正常时三通管将水流通过市政排水管排除，工厂偷排导致污染超标时，三通管连通市政排水管一端通过电动阀门关闭，连通回流处理池一端开启，将污染水流排至回流处理池便于后续二次净化处理，且环保中心需及时赶往工厂进行取证判定并进行处理。
优选的一种实施案例，步骤S3中，通过第一流速计和第二流速计检测水流流速，且取两个流速计平均值，水位计检测水流高度，则根据水流高度和安装管截面积得知水流截面积，水流截面积和水流流速乘积为水流流量；雨量测定器根据工厂总汇水面积、径流系数及平均降雨强度、平均降雨历时、初期雨水收集量参数分析计算降雨过程中厂区雨水径流总量计算公式如下：Qt＝q·F·α·t/1000-Qx，其中：Qt为厂区雨水径流总量，q为平均降雨强度，F为总汇水面积，t为平均降雨历时，α为径流系数，Qx为初期雨水收集量；安装管内水流流至抽样管时会先经过均匀机构进行搅匀，使得水流中各物质分布均匀，确保检测仪检测精度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过第一流速计9、第二流速计11和液位计10检测水流量，水流流量传输至控制单元12并通过无线通信单元13传输至远程控制中心，通过对比排污管内排量和实现录取的工厂单位时间排出污染物的理论总量对比，判断是否存在通过其他管道偷排行为；通过雨量测定器14预估工厂区域降雨流量，当雨水管道内水流量明显大于降雨量时，工厂存在通过雨水管偷排行为；通过抽样管4均不定期通过微型泵5抽取水流样品到储水箱内，通过检测仪7检测污染浓度，且水流流至抽样管4时均通过均匀机构8搅拌均匀，使得检测仪7检测结果更准确，并通过控制单元12和无线通信单元13传输至远程控制中心，减少现场检查次数，省时省力，且能够根据污染浓度是否超标确定是否存在未处理污染源偷排行为和雨水管道偷排行为；识别装置能够多方位识别判断，从而实时监控工厂污染源的排放情况，杜绝偷排行为。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明主视剖面结构示意图；
图3为本发明图2中A处放大结构示意图；
图4为本发明连接三通管时结构示意图。
图中：1安装管、2安装箱、3储水盒、4抽样管、5微型泵、6排水管、7检测仪、8均匀机构、81固定块、82滑槽、83弹簧、84滑杆、85支撑杆、86固定套、87涡轮叶片、88转轴、89搅拌叶、9第一流速计、10水位计、11第二流速计、12控制单元、13无线通信单元、14雨量测定器、15三通管、16电动阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种污染源偷排行为识别装置，包括安装管1，安装管1外壁固定安装安装箱2，安装箱2内腔底部固定安装储水盒3，储水盒3顶部一端固定连接抽样管4的一端，抽样管4的另一端贯穿安装箱2底板并伸入安装管1的内腔底部，抽样管4靠近储水盒3的一端安装微型泵5，储水盒7的顶部固定安装检测仪7，检测仪7的探头伸入储水盒3的内腔中，储水盒3的外壁底部固定连接排水管3的一端，排水管3的另一端贯穿安装箱2的底板并伸入安装管1的内腔顶部，安装箱2的内腔底部两端分别固定安装第一流速计9和第二流速计11，第一流速计9处的安装箱2内安装水位计10，第一流速计9、第二流速计11和水位计10的探头伸入安装管1的内腔中，水位计10的探头和抽样管4间的安装管1内腔中安装均匀机构8，安装箱2的内腔顶板上固定安装控制单元12和无线通信单元13，安装箱2的顶部外壁固定安装雨量测定器14，第一流速计9、水位计10、第二流速计11、无线通信单元13和雨量测定器14分别通过RS485串口连接控制单元12。通过第一流速计9、第二流速计11和液位计10检测水流量，将水流量与理论流量对比，判断是否存在通过雨水管道偷排行为，且通过均匀机构8将水流搅匀，抽样管4抽取样品进入储水盒3内通过检测仪7检测，判断是否存在污染源未处理直接偷排行为。
进一步的，控制单元12可采用STM32F103RBT6P型号的单片机来实现，它有着体积小、计算速度快、模块化性能好、高可靠性等优点，无线通信单元13可采用目前的GPRS模块实现如JTT-433-UDIpm201窄带低功耗无线模块，第一流速计9和第二流速计11可采用H23095水流测速仪，水位计10可采用SLD-300A水位测定器，检测仪7可采用HN-100SDI测试仪，雨量测定器14可采用JZ-YL雨量测定器。
安装管1的两端外壁固定安装有连接法兰，且安装管1靠近第一流速计9的一端为流入端，另一端为流出端，安装箱2一侧铰接有开合门，安装箱2内通过导线连接有外壁电源。
均匀机构8包括固定块81，水位计10的探头和抽样管4间的安装管1内顶部和底部均固定安装固定块81，固定块81内开有滑槽82，滑槽82内滑动卡接滑杆84，滑杆84的两端和滑槽82的两端内壁间均安装有弹簧83，滑杆84的外壁固定连接两根支撑杆85，支撑杆85的另一端滑动贯穿滑槽82并固定连接固定套86的外壁，固定套86内转动套接转轴88，转轴88靠近水位计10的一端固定安装多个涡轮叶片87，转轴88的另一端外壁固定安装多个搅拌叶89，滑杆84的两端始终位于滑槽82内，固定套86的长度大于固定块81的长度，则安装管1内有水流流过时，水流冲击涡轮叶片87，则涡轮叶片87带动转轴88转动，从而使得搅拌叶89转动，则搅拌叶89对抽样管4处的水流进行搅拌，使得水流中成分均匀，提高检测仪7检测精度，且涡轮叶片87手水流冲击时，固定套86通过支撑杆85推动滑杆84沿滑槽82滑动，则弹簧83进行缓冲，避免装置受损。
安装管1靠近第二流速计11的一端通过法兰连接有三通管15的一端，三通管15另外两端分别连接市政排水管和回流处理池，三通管15另外两端上均安装电动阀门16。
进一步的，排水管6内安装有电磁阀和单向阀，从而通过电磁阀控制排水管启闭，单向阀确保安装管1内水流不会倒流至储水盒3内。
一种污染源偷排行为识别装置的方法，包括如下步骤：
S1、收集工厂污染源数据
根据生产设备的工况数据和污染物处理设备的工况数据，确定工厂单位时间排出污染物的理论总量，并确定工厂报备的排污管道和雨水管道；
S2、识别装置的安装
在工厂排污管和雨水管道末端均安装识别装置，将识别装置的安装管流入端通过法兰连接排污管和雨水管道末端，有条件的地区，可在安装管流出端安装三通管，并将三通管分别连接市政排水管和回流处理池；
S3、偷排识别
排污管和雨水管道内有水流流通时，安装管内的第一流速计、第二流速计和液位计检测水流量，水流流量传输至控制单元并通过无线通信单元传输至远程控制中心，通过对比排污管内排量和实现录取的工厂单位时间排出污染物的理论总量对比，当排污量明显小于理论污水量时，工厂具有偷排嫌疑，同理，雨水管道内的水流量也传输至远程控制中心，并通过雨量测定器预估工厂区域降雨流量，当雨水管道内水流量明显大于降雨量时，工厂存在通过雨水管偷排行为，且排污管和雨水管道内的抽样管均不定期通过微型泵抽取水流样品到储水箱内，通过检测仪检测污染浓度，并通过控制单元和无线通信单元传输至远程控制中心，当污染浓度超标时确定工厂未对污染源净化直接偷排，且雨水管道内存有污染源进一步确定工厂通过雨水管道偷排，并通过储水盒保存样品，当污染浓度正常时，储水盒内的样品通过排水管重新排放至安装管内，并且当污染浓度正常时三通管将水流通过市政排水管排除，工厂偷排导致污染超标时，三通管连通市政排水管一端通过电动阀门关闭，连通回流处理池一端开启，将污染水流排至回流处理池便于后续二次净化处理，且环保中心需及时赶往工厂进行取证判定并进行处理。
优选的一种实施案例，步骤S3中，通过第一流速计和第二流速计检测水流流速，且取两个流速计平均值，水位计检测水流高度，则根据水流高度和安装管截面积得知水流截面积，水流截面积和水流流速乘积为水流流量；雨量测定器根据工厂总汇水面积、径流系数及平均降雨强度、平均降雨历时、初期雨水收集量参数分析计算降雨过程中厂区雨水径流总量计算公式如下：Qt＝q·F·α·t/1000-Qx，其中：Qt为厂区雨水径流总量，q为平均降雨强度，F为总汇水面积，t为平均降雨历时，α为径流系数，Qx为初期雨水收集量；安装管内水流流至抽样管时会先经过均匀机构进行搅匀，使得水流中各物质分布均匀，确保检测仪检测精度。
工作原理：本发明使用时，识别装置的安装管1流入端通过法兰连接排污管和雨水管道末端，排污管和雨水管道内有水流流通时，安装管1内的第一流速计9、第二流速计11和液位计10检测水流量，水流流量传输至控制单元12并通过无线通信单元13传输至远程控制中心，通过对比排污管内排量和实现录取的工厂单位时间排出污染物的理论总量对比，当排污量明显小于理论污水量时，工厂具有通过其他管道偷排行为，同理，雨水管道内的水流量也传输至远程控制中心，并通过雨量测定器14预估工厂区域降雨流量，当雨水管道内水流量明显大于降雨量时，工厂存在通过雨水管偷排行为，且排污管和雨水管道内的抽样管4均不定期通过微型泵5抽取水流样品到储水箱内，通过检测仪7检测污染浓度，且水流流至抽样管4时均通过均匀机构8搅拌均匀，使得检测仪7检测结果更准确，并通过控制单元12和无线通信单元13传输至远程控制中心，当污染浓度超标时确定工厂未对污染源净化直接偷排，且雨水管道内存有污染源进一步确定工厂通过雨水管道偷排，并通过储水盒3保存样品，当污染浓度正常时，储水盒3内的样品通过排水管6重新排放至安装管内，并且当污染浓度正常时三通管15将水流通过市政排水管排除，工厂偷排导致污染超标时，三通管15连通市政排水管一端通过电动阀门16关闭，连通回流处理池一端开启，将污染水流排至回流处理池便于后续二次净化处理，且环保中心需及时赶往工厂进行取证判定并进行处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种污染源偷排行为识别装置，包括安装管(1)，其特征在于：所述安装管(1)外壁固定安装安装箱(2)，所述安装箱(2)内腔底部固定安装储水盒(3)，所述储水盒(3)顶部一端固定连接抽样管(4)的一端，所述抽样管(4)的另一端贯穿安装箱(2)底板并伸入安装管(1)的内腔底部，所述抽样管(4)靠近储水盒(3)的一端安装微型泵(5)，所述储水盒(7)的顶部固定安装检测仪(7)，所述检测仪(7)的探头伸入储水盒(3)的内腔中，所述储水盒(3)的外壁底部固定连接排水管(3)的一端，所述排水管(3)的另一端贯穿安装箱(2)的底板并伸入安装管(1)的内腔顶部，所述安装箱(2)的内腔底部两端分别固定安装第一流速计(9)和第二流速计(11)，所述第一流速计(9)处的安装箱(2)内安装水位计(10)，所述第一流速计(9)、第二流速计(11)和水位计(10)的探头伸入安装管(1)的内腔中，所述水位计(10)的探头和抽样管(4)间的安装管(1)内腔中安装均匀机构(8)，所述安装箱(2)的内腔顶板上固定安装控制单元(12)和无线通信单元(13)，所述安装箱(2)的顶部外壁固定安装雨量测定器(14)，所述第一流速计(9)、水位计(10)、第二流速计(11)、无线通信单元(13)和雨量测定器(14)分别通过RS485串口连接控制单元(12)。
2.根据权利要求1所述的一种污染源偷排行为识别装置，其特征在于：所述安装管(1)的两端外壁固定安装有连接法兰，且安装管(1)靠近第一流速计(9)的一端为流入端，另一端为流出端，所述安装箱(2)一侧铰接有开合门，所述安装箱(2)内通过导线连接有外壁电源。
3.根据权利要求1所述的一种污染源偷排行为识别装置，其特征在于：所述均匀机构(8)包括固定块(81)，所述水位计(10)的探头和抽样管(4)间的安装管(1)内顶部和底部均固定安装固定块(81)，所述固定块(81)内开有滑槽(82)，所述滑槽(82)内滑动卡接滑杆(84)，所述滑杆(84)的两端和滑槽(82)的两端内壁间均安装有弹簧(83)，所述滑杆(84)的外壁固定连接两根支撑杆(85)，所述支撑杆(85)的另一端滑动贯穿滑槽(82)并固定连接固定套(86)的外壁，所述固定套(86)内转动套接转轴(88)，所述转轴(88)靠近水位计(10)的一端固定安装多个涡轮叶片(87)，所述转轴(88)的另一端外壁固定安装多个搅拌叶(89)。
4.根据权利要求3所述的一种污染源偷排行为识别装置，其特征在于：所述滑杆(84)的两端始终位于滑槽(82)内，所述固定套(86)的长度大于固定块(81)的长度。
5.根据权利要求1所述的一种污染源偷排行为识别装置，其特征在于：所述安装管(1)靠近第二流速计(11)的一端通过法兰连接有三通管(15)的一端，所述三通管(15)另外两端分别连接市政排水管和回流处理池，所述三通管(15)另外两端上均安装电动阀门(16)。
6.根据权利要求1至5所述的一种污染源偷排行为识别装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、收集工厂污染源数据
根据生产设备的工况数据和污染物处理设备的工况数据，确定工厂单位时间排出污染物的理论总量，并确定工厂报备的排污管道和雨水管道；
S2、识别装置的安装
在工厂排污管和雨水管道末端均安装识别装置，将识别装置的安装管流入端通过法兰连接排污管和雨水管道末端，有条件的地区，可在安装管流出端安装三通管，并将三通管分别连接市政排水管和回流处理池；
S3、偷排识别
排污管和雨水管道内有水流流通时，安装管内的第一流速计、第二流速计和液位计检测水流量，水流流量传输至控制单元并通过无线通信单元传输至远程控制中心，通过对比排污管内排量和实现录取的工厂单位时间排出污染物的理论总量对比，当排污量明显小于理论污水量时，工厂具有偷排嫌疑，同理，雨水管道内的水流量也传输至远程控制中心，并通过雨量测定器预估工厂区域降雨流量，当雨水管道内水流量明显大于降雨量时，工厂存在通过雨水管偷排行为，且排污管和雨水管道内的抽样管均不定期通过微型泵抽取水流样品到储水箱内，通过检测仪检测污染浓度，并通过控制单元和无线通信单元传输至远程控制中心，当污染浓度超标时确定工厂未对污染源净化直接偷排，且雨水管道内存有污染源进一步确定工厂通过雨水管道偷排，并通过储水盒保存样品，当污染浓度正常时，储水盒内的样品通过排水管重新排放至安装管内，并且当污染浓度正常时三通管将水流通过市政排水管排除，工厂偷排导致污染超标时，三通管连通市政排水管一端通过电动阀门关闭，连通回流处理池一端开启，将污染水流排至回流处理池便于后续二次净化处理，且环保中心需及时赶往工厂进行取证判定并进行处理。
7.根据权利要求6所述的一种污染源偷排行为识别装置的方法，其特征在于：步骤S3中，通过第一流速计和第二流速计检测水流流速，且取两个流速计平均值，水位计检测水流高度，则根据水流高度和安装管截面积得知水流截面积，水流截面积和水流流速乘积为水流流量；雨量测定器根据工厂总汇水面积、径流系数及平均降雨强度、平均降雨历时、初期雨水收集量参数分析计算降雨过程中厂区雨水径流总量计算公式如下：Qt＝q·F·α·t/1000-Qx，其中：Qt为厂区雨水径流总量，q为平均降雨强度，F为总汇水面积，t为平均降雨历时，α为径流系数，Qx为初期雨水收集量；安装管内水流流至抽样管时会先经过均匀机构进行搅匀，使得水流中各物质分布均匀，确保检测仪检测精度。
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