污水处理厂污染排放过程（工况）
自动监控技术规范
1范围
本文件规定了污水处理厂污染排放过程（工况）自动监控技术规范、污染治理设施运行状况的判定、水质自动在线监测系统监测数据的合理性判定、技术验收和日常运行管理。
本文件适用于省级及以上工业集聚区集中式污水处理厂、省级及以上化工园区集中式污水处理厂，以及建设规模为500 t/d以上的城镇生活污水处理厂或污水处理设施的自动监控系统的建设、维护、监管等工作，其他参照执行。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 6587　电子测量仪器通用规范
GB/T 18268.1　测量、控制和实验室用的电设备　电磁兼容性要求　第1部分：通用要求
GB 50093　自动化仪表工程施工及质量验收规范
GB 50168　电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准
GB 50171　电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范
HJ/T 70　高氯废水　化学需氧量的测定　校正法
HJ 212　污染物在线监控（监测）系统数据传输标准
HJ 355　水污染源在线监测系统（COD Cr、NH3⁃N 等）运行技术规范
HJ 828　水质　化学需氧量的测定　重铬酸盐法
HJ 2038　城镇污水处理厂运行监督管理技术规范
DB33/T 502　社会治安动态视频监控系统技术规范
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
污染治理设施pollutant treatment equipments
治理生活污水或工业废水中污染物所需的全部设备。
注：如污水提升泵、鼓风机、污泥泵、污泥压滤机等设备。
3.2
过程（工况）自动监控系统process（operating status）monitoring systems
监测、分析影响污染物排放的污染源的生产设施、污染治理设施运行的关键参数，并提供关键参数的永久性记录所需的全部设备及应用软件组成的系统。
3.3
数据采集传输仪data acquisition and transmission instrument
用于采集、存储各种类型监测仪表的数据，并具有向上位机传输数据功能的单片机系统、工控机、嵌入式计算机或可编程控制器等。
[来源：HJ 477—2009，3.2]
3.4
水质在线自动监测系统water quality on⁃line automatic monitoring system
基于水质监测设备、数据通信技术及计算机应用软件，实现水质在线自动监测并实时进行水质数据统计分析的系统。
注：一般由一台或多台水质监测子站及水质监控系统组成。
3.5
中控系统center control system
污水处理厂集中自动控制系统。
3.6
单向隔离器unidirectional isolator
在中控系统与工况数据采集传输仪之间安装的、用于实现数据单向传输的安全隔离设备。
3.7
排放预测监测系统predictive emission monitoring system
用过程参数确定污染物的浓度或排放速率的系统。通过公式转换，图形或计算机程序处理测量参数，用于和排放限值或标准进行比较。
3.8
模型models
基于自然科学的基本原理或应用数学的方法，如神经网络法、统计回归法，推导进口参数、工艺参数、关键治理设施运行参数与污染物排放数据之间的关系所建立的理论模型或经验模型。
4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
A/O与A2/O：厌氧⁃好氧/厌氧⁃缺氧⁃好氧（Anaerobic⁃Oxic/Anaerobic⁃Anoxic⁃Oxic）
COD Cr：重铬酸盐指数即重铬酸盐值（Dichromate Oxidizability）
DO：溶解氧（Dissolved Oxygen）
MLSS：混合液污泥浓度（Mixed Liquor Suspended Solids）
OPC：过程控制的对象链接与嵌入（Object linking and embedding for Process Control）
PEMS：排放预测监测系统（Predictive Emission Monitoring System）
PMS：排放过程（工况）监控系统[Process（operating status）Monitoring Systems]
RM：参比方法测值（Reference Method）
SBR：序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor activated sludge process）
SS：混合液中活性污泥浓度（Suspended Solid）
WQMS：水质在线自动监测系统（Water Quality on⁃line automatic Monitoring System）
5系统组成
5.1概述
PMS由现场端监控系统和行业监管部门监控系统两部分构成，如图1所示。
注：示意图仅表示单个污水处理工艺的参数采集、污染物监测、数据传输以及与行业监管部门监控系统的连接和部分功能。生产设施和污染治理设施的运行参数数据用传感器直接获取或经单向隔离器从中控系统获取。具备条件的中控系统需通过隔离网闸和防火墙等安全设备直接向行业监管部门报送数据。
图1　污水处理厂污染排放过程（工况）自动监控系统示意图
5.2现场端监控系统
由参数监测、数据采集传输和现场端应用软件三个子系统组成：
a）参数监测子系统：由各类传感器和监测设备组成，可准确、完整、系统地获取生产设施和污染治理设施运行的关键参数数据和污染物排放监测数据；
b）数据采集传输子系统：由中控系统、单向隔离器、数据采集传输仪等组成，可实现数据的采集、存储、传输等功能；
c）现场端应用软件：具有工艺监控、数据审核、异常报警和趋势预警等功能。实施对现场监测数据的统计分析，污染治理设施运行状态的判定。
5.3行业监管部门监控系统
接收多个现场端监控系统的信息，实现现场数据的监控、汇总、统计分析、共享交换等功能。根据环境管理的需要，可扩展环境监察和执法、环境信用评价、企业绿信贷及其他方面的功能。
6系统要求
6.1环境条件
中控室、仪表间应具有保温供暖及通风的环境条件，温度、湿度和抗振动性能符合GB/T 6587环境组别Ⅱ组的规定，抗电磁干扰能力符合GB/T 18268.1的规定。
6.2功能要求
6.2.1现场端监控系统
6.2.1.1参数监测子系统
参数监测子系统要求见附录A。
现场通过二维码来标识和定位参数监测子系统各因子对应设备的测点信息，二维码至少应包含排污单位统一社会信用代码、工况监测因子编码分类、处理工艺分类、工况监控因子名称、工况监控设备编码等信息，具体见表B.4。
6.2.1.2数据采集传输子系统
数据采集传输子系统具备以下功能。
a）　根据数据来源要求和现场实际情况，过程（工况）监控数据的获取主要采用两种方式：1）采用硬接线方式，通过工况数据采集传输仪从监控生产设施和污染治理设施的运行参数和电气参数的仪器仪表端直接采集数据；
2）企业生产设施和污染治理设施的运行参数和电气参数等监控数据（以下简称“工况数据”），由工况数据采集传输仪从中控系统中通过OPC或MODBUS协议通信获取并上传，或由
中控系统通过隔离网闸和防火墙安全方式直接上传。工况数据的采集频率为1 min/次。
b）　监控系统信号接入要求如下。
1）信号电缆要求：对于模拟量输入信号、开关量输入（输出）信号，应采用屏蔽电缆，宜采用屏蔽双绞电缆，屏蔽层应单端接地。
2）信号隔离要求：模拟信号应隔离，所安装的电流互感器应采用适应实际工况需要的规格型号。
3）电缆要求：如果信号电缆和电源电缆之间的间距小于15 cm，应在信号电缆和电源电缆之间设置屏蔽用的金属隔板，并将隔板接地；当信号电缆和电源电缆垂直方向或水平方向安
装时，信号电缆和电源电缆之间的间距应大于15 cm；PMS同设备现场之间的接线、电路线
缆施工应符合GB 50093、GB 50168和GB 50171的要求。
4）屏蔽要求：工况数据采集传输仪获取数据时，应屏蔽编写操作，系统只能读取。
5）物理隔离要求：在污水处理厂获取工况数据时应加装单向物理隔离装置。
c）　PMS的数据编码规则和传输协议应符合0 mA~20 mA以及HJ 212的要求，对于HJ 212未覆盖部分，应遵循本文件的要求，具体见附录B。工况数据采集传输仪通过有线、无线网络将数据发送至行业监管部门监控系统。支持实时数据传输、历史数据补遗、远程参数设置等功能。
d）　工况数据采集传输仪模拟量采集传输过程中产生的误差应小于1‰。
e）　系统时钟计时误差工况数据采集传输仪系统时钟时间控制48 h内误差不超过±0.5‰，支持通过行业监管部门监控系统对时钟进行校准。
f）　工况数据采集传输仪应具备断电保护功能。存储容量不低于128 G，可保存3年及以上的
1 min数据并应通过移动介质导出。1年以上的数据应采用数据库文件备份技术导出至其他存
储介质。
g）　工况数据采集传输仪应配备后备电源。当外部电源停止供电后，后备电源可以持续供电，持续工作时间不低于3 h。外部电源正常供电时，可以对后备电源充电。
6.2.1.3现场端应用软件
现场端应用软件应具备以下功能。
a）数据展示：通过图表方式实时显示采集的生产设施、污染治理设施运行数据，以及与监控污染物排放相关的监测数据或统计数据。
b）数据查询：查询实时数据、历史数据、异常报警记录等。
c）多曲线比较：比较监控的设施运行参数数据、排放污染物、生产设施与污染治理设施关联参数的小时、日、月等的变化曲线，以及不同污水处理厂或工业废水处理厂同类指标的比较等。
d）异动分析：对采集的数据进行预处理，筛除离值、可疑值并能识别在设施非稳定运行状态下获得的监测数据。
e）工况核定：判定污染治理设施的投运、停运及运行状况，并核定运行状况有效或无；分析各种运行状况下监控参数数据的变化趋势。
f）故障报警：针对生产设施和污染治理设施运行中出现的故障或异常情况进行实时预警和报警，并可记录和查询报警。对报警内容进行推送，跟踪报警处理措施和处理结果，形成报警信息闭
环管理。
g）安全管理：具有安全管理功能，操作人员需进行身份认证后才能进入控制界面。安全管理功能应至少为二级系统操作管理权限。
h）自动恢复：设备开机应自动运行，当停电或设备重新启动后，不需人工操作，自动恢复运行状态并记录出现故障时的时间和恢复运行时的时间。
6.2.2行业监管部门监控系统
行业监管部门监控系统的主要功能是完成各企业污染治理设施运行参数数据的收集、存储、分析和应用，为环保管理的各项相关工作提供数据基础，为企业提供生产运行的优化建议。该系统除具有现场端应用软件的所有功能外，还应具有统计分析、共享交换、数据存储等功能：
a）统计分析：提供生产设施和污染治理设施运行数据的多种报告和数据汇总表，结果可导出成Excel、PDF、Word等格式；
b）共享交换：提供数据交换接口，支持工况监控系统与污染源自动监控系统之间及其他业务系统之间的数据交换共享；
c）数据存储：存储容量不低于1T，可保存1年及以上的分钟数据，存储单元应具备断电保护功能，可通过移动介质或专用软件导出数据。
7治理设施运行状况判定
7.1污水处理工艺参数判定
7.1.1概述
污染治理设施运行状况的变化，随其运行的主要参数的变化而变化，直接影响设施的安全、污染物的治理效果和排放。因此，通过对污染治理设施运行参数的监测，来监控其运行状况。污水处理设施主要依据为泵、风机、压滤机的工作电流信号。对于部分采用变频控制或其他节能措施的设施，通过工艺备案及审核后进行处理。其他超出本文件规定的污染治理设运行状况判定可参照执行。
7.1.2常规活性污泥法设施运行状况判定
常规活性污泥法应接入的参数是污水提升泵、鼓风机电流等，运行状况判定应同时满足以下要求。
a）　处理设施投入运行：
1）污水提升泵投入运行（污水提升泵工作电流大于额定电流的10%）；
2）鼓风机投入运行（鼓风机工作电流大于额定电流的10%）。
b）　处理设施正常运行：
污水提升泵、鼓风机等设备运转未偏离正常值范围，最大一般不超过10%。
7.1.3A/O与A2/O法设施运行状况判定
A/O与A2/O法应接入的参数是污水提升泵、曝气风机、混合液回流泵等，运行状况判定应同时满足以下要求。
a）　处理设施投入运行：
ac reactor1）污水提升泵投入运行（污水提升泵工作电流大于额定电流的10%）；
2）曝气风机投入运行（曝气风机工作电流大于额定电流的10%）；
3）混合液回流泵投入运行（混合液回流泵工作电流大于额定电流的10%）。
b）　处理设施正常运行：
污水提升泵、曝气风机、混合液回流泵等设备运转未偏离正常值范围，最大一般不超过10%。
7.1.4氧化沟法设施运行状况判定
氧化沟法应接入的参数是污水提升泵电流、曝气风机电流、污泥回流泵电流等，运行状况判定应同时满足以下要求。
a）　处理设施投入运行：
1）污水提升泵投入运行（污水提升泵工作电流大于额定电流的10%）；
2）曝气风机投入运行（曝气风机工作电流大于额定电流的10%）；
3）污泥回流泵投入运行（混合液回流比不宜大于400%）（同心圆氧化沟有污泥回流泵，微孔曝气氧化沟和一体化氧化沟没有回流泵）。
b）　处理设施正常运行：
污水提升泵、曝气风机和污泥回流泵等设备运转未偏离正常值范围，最大一般不超过10%。

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