排污单位污染物全过程监控设施现场端.docx
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排污单位污染物全过程监控设施现场端
排污单位污染物全过程监控设施现场端
建设技术指南
引言
污染物全过程监控是一项集环境感知、物联网、计算机、大数据等技术于一体的成本可控环境管理科学方法。
污染物全过程监控通过实时在线监控排污单位污染物产生、收集、治理、回用、排放的全过程动态和累积信息，可提升排污单位环境治理水平，可降低排污单位违法排污风险，可提高排污单位环境监管效率，对推动生态环境供给侧结构性改革和落实排污单位主体责任具有重要意义。
为进一步阐明污染物全过程监控现场端建设规范，有序引导排污单位和第三方技术单位科学安装、运维、联网全过程监控设施，确保污染物全过程监控采集数据真实、准确、全面，特制订本《排污单位污染物全过程监控设施现场端建设技术指南》。
1、总则
1.1主要定义
本技术指南所称“排污单位”是指向外环境排放废水和（或）废气的企事业单位以及产生废水但不直接排放废水（产生废水进入城镇污水管网、外运或回用）的企事业单位；本技术指南所称“排污单位”不包括个体工商户。
本技术指南所称“污染物”是指废水污染物、废气污染物。
本技术指南所称“污染物全过程监控”是指通过安装使用符合技术规范的数据采集传输仪器、仪表、传感器等来实现监控排污单位生产经营活动所引发的污染物产生、收集、治理、回用、排放的动态和累积过程。
1.2适用范围
本技术指南规定了污染物全过程监控现场端建设的监控参数设置、数据采集及上传联网、现场施工、验收、维护、技术能力等有关要求。
本技术指南适用于废水、废气排污单位自行或委托第三方技术单位安装、联网、验收、运维污染物全过程监控现场端设施。
2、现场端监控参数设置技术指南
2.1监控参数设置的主要原则
监控参数设置的主要原则是确保污染物全过程监控设施采集数据真实、准确、全面反映排污单位主要污染物的产生、收集、治理、回用、排放的关键节点信息。
在综合考虑成本可控和技术可行的前提下，核心参数要不重不漏，参数对应采集设施要不影响排污单位生产经营活动，参数采集数据要有实际价值，以实现通过采集数据提高排污单位环境管理水平为目标导向。
2.2涉废水排污单位
涉废水排污单位是指其主要产品（含副产品、中间产品）及采用的生产工艺必然会产生废水的排污单位，包括直接向外环境排放废水和不直接向外环境排放废水（进入城镇污水管网、外运或回用）的排污单位。
涉废水排污单位的污染物全过程监控是指通过安装使用符合技术规范的数据采集传输仪器、仪表、传感器等来实现监控排污单位生产经营活动所引发的废水污染物产生、收集、治理、回用、排放的动态和累积过程。
2.2.1监控参数
涉废水排污单位监测参数的选择原则是从废水产生、收集、治理、回用、排放过程中获取关键特征信号或数据，以实现还原废水在排污单位边界内全生命周期的运行轨迹为目标。
具体监控参数选择参照表1涉废水排污单位全过程监控常规监控参数一览表。
表1涉废水排污单位全过程监控常规监控参数一览表
序号
监控节点
监控参数
监控要点
监控设备
安装位置
1
废水产生节点
产生废水的生产线（设施或装置）的运行状态信号
根据现场条件和生产设施的具体情况，采集代表产生废水的生产线（设施或装置）核心设备开关信号，不同生产线、常用备用生产线均需分别采集。
电流互感开关
产污或生产设备配电箱内
产生废水的生产车间（生产流程）的用水流量信号
采集产生工业废水的车间（流程）的进水瞬时流量，不同车间、涉重金属废水的流程分别采集；技术上无法分车间（流程）单独采集的，可以采集总工业用水进水瞬时流量，但需提供用水分布流程图和水量平衡分析说明。
电磁流量计/夹持式超声波流量计/液体涡轮流量计
排污单位生产用水管道上
2
废水收集节点
废水提升泵运行状态信号
采集从废水收集池提升至治理环节的水泵运行状态，多个提升泵运行状态信号的均需分别采集；存在第一类污染物废水的，还需采集第一类污染物废水的收集和（或）最终汇入综合处理设施的提升泵运行状态信号。
电流互感开关/继电器
提升泵控制电箱内
第一类污染物废水集水池液位信息
采集提升治理前的第一类污染物废水收集池液位信息，若有多个废水收集池须每个集水池液位信息都要采集。
液位计
废水集水池上
3
废水治理节点
加药泵运行状态信号
在废水治理工艺中有投加PAM、PAC以及其他药剂的，需采集投加泵运行状态，存在多个加药点，多个加药泵的均需分别采集。
电流互感开关/继电器
加药泵控制电箱内
核心治理区域视频信号
涉及一类污染物废水的排污单位，在废水治理关键设备所在区域，安装视频监控设备
视频监控设备
在合适的位置选择布点，关键治理设施治理状态要求全面可视
4
废水回用节点
回用泵运行状态信号
存在废水回用的，采集从治理池回用清水至车间的水泵运行状态，存在多个回用点的，每个回用泵的均需分别采集。
电流互感开关/继电器
回用泵控制电箱内
回用水瞬时流量
存在废水回用的，采集从治理池回用清水至车间的瞬时流量，存在多个回用点的需分别采集或管路整合一起采集。
电磁流量计
回用管道主管上
5
废水排放节点
排放口瞬时流量信号
需采集排污单位通过核定的排污口排放废水瞬时流量；涉第一类污染物废水的，还需采集第一类污染物废水排放口（排入综合处理设施或总排放口）的瞬时流量信号。
超声波明渠流量计
排放口
废水pH值
涉第一类污染物废水的，在第一类污染物废水排放口连续采集pH值；涉酸碱废水的，在总排放口连续采集pH值。
pH计
排放口
参数要求及适用性：
表2涉废水监控参数要求及场景表
名称
单位
类型
开关量
数值
精度要求
适用场景
产污设施运行状态
√
响应灵敏度<200mS
金属表面处理及热处理加工（3360）、棉印染精加工（1713）、饮料制造（1521、1523、1524、1525）、啤酒制造（1513）、医药制造（2710、2720、2750、2761）等相关行业
车间的用水流量
m³/h
√
0.01
提升泵运行状态
√
响应灵敏度<200mS
加药泵运行状态
√
响应灵敏度<200mS
回用泵运行状态
√
响应灵敏度<200mS
回用水瞬时流量
m³/h
√
0.01
废水集水池液位
m
√
0.01
排放口瞬时流量
m³/h
√
0.01
pH值
无量纲
√
0.01
2.2.2相关行业案例
以下行业案例仅代表典型情况，仅供排污单位选择监控参数时参考，排污单位实际情况与案例存在明显差异的，应根据前述监控参数设置的主要原则和涉废水排污单位通用规则来进行调整，以达到真实、准确、全面反映排污单位废水产生、收集、治理、回用、排放的实际状况为标准。
2.2.2.1金属表面处理及热处理加工排污单位
金属表面处理及热处理加工排污单位废水产生、收集、治理、回用、排放过程示意图：
金属表面处理及热处理加工排污单位废水全过程监控节点设置示意图：
2.2.2.2棉印染精加工排污单位
棉印染精加工排污单位废水产生、收集、治理、回用、排放过程示意图（由园区统一收集治理的污染治理模式除外）：
棉印染精加工排污单位废水全过程监控节点设置示意图：
2.3涉废气排污单位
涉废气排污单位是指其主要产品（含副产品、中间产品）及采用的生产工艺必然会产生废气且通过有组织排放的排污单位。
涉废气排污单位的污染物全过程监控是指通过安装使用符合技术规范的数据采集传输仪器、仪表、传感器来实现监控排污单位生产经营活动所引发的气态污染物产生、收集、治理、回用、排放的动态和累积过程。
2.3.1监控参数
涉废气排污单位监测参数的选择原则是从气态污染物产生、收集、治理、回用（如有）、排放过程中获取关键特征信号或数据，以实现还原废气在排污单位边界内全生命周期的运行轨迹为目标导向。
由于涉废气排污单位情况相对比较复杂，具体监控参数需要根据产生气态污染物的特征来进行分类选择。
根据常见的情形，以挥发性有机物（VOCs）废气、涉酸碱废气、涉锅炉燃烧废气为例进行举例说明如何选择监控参数。
实际案例中，可能同一家排污单位同时涉多种废气或涉废气类型不在本列举范围内，则应按照监控参数的总体原则来合理调整搭配具体监控参数，以达到能快捷简便监控气态污染物主要运行轨迹的目的。
调整搭配具体参数的核心要点是要采集气态污染物的产生节点对应的生产设施（装置）、收集设施、治理设施、回用设施（如有）、排放设施的特征信号，从而形成一条完整的逻辑链条实现全过程监控。
2.3.1.1挥发性有机物（VOCs）废气
根据挥发性有机物（VOCs）治理工艺的常见类型，分别对采用活性炭吸附、UV光解、低温等离子体、水帘吸附（颗粒物配套治理工艺）、药物喷淋、催化燃烧等治理工艺的挥发性有机物（VOCs）监控参数选择技术要点进行列举说明。
具体监控参数选择参照表2挥发性有机物（VOCs）废气全过程监控常规监控参数一览表。
表3挥发性有机物（VOCs）废气全过程监控常规监控参数一览表
序号
监控节点
监控参数
监控要点
监控设备
安装位置
1
废气产生节点
产生挥发性有机物（VOCs）废气的生产线（设施或装置）的运行状态信号
根据现场条件和生产设施的具体情况，采集代表产生挥发性有机物（VOCs）废气的生产线（设施或装置）核心设备开关信号，不同生产线、常用备用生产线均需分别采集。
电流互感开关
产污或生产设备配电箱内
产生挥发性有机物（VOCs）废气的车间内VOC浓度
在产生挥发性有机物（VOCs）废气的车间环境内安装简易的VOC传感器，以采集产污车间内的VOC浓度。
VOC传感器
如有喷漆房的，安装在喷漆房门外一侧。
对于空间比较大的密闭车间，可安装在产污设备附近空气比较流通的地方。
2
废气收集节点
收集挥发性有机物（VOCs）废气的风机运行状态信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气的收集系统中风机的运行信号，系统中若存在多级风机，则以最前一级风机为监控对象。
电流互感开关
风机控制箱内
4
废气治理节点
挥发性有机物（VOCs）废气喷淋循环水泵运行状态信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气喷淋循环水泵的运行信号，常用备用设备均需监控。
电流互感开关/继电器
喷淋循环水泵控制箱内
5
挥发性有机物（VOCs）废气活性炭/过滤棉装置中箱体的前后压力
采集挥发性有机物（VOCs）废气进入活性炭箱体前管道压力和活性炭箱体出口管道压力。
压力传感器
活性炭/过滤棉装置前后管道上
6
挥发性有机物（VOCs）废气UV光解设备运行状态信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气UV光解设备的运行信号，常用备用设备均需监控。
电流互感开关
UV光解设备控制箱内
7
挥发性有机物（VOCs）废气UV光解设备运行电流信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气UV光解设备的运行电流信号，常用备用设备均需监控。
电流变送器
UV光解设备控制箱内
8
挥发性有机物（VOCs）废气低温等离子体治理设备运行状态信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气低温等离子体治理设备的运行信号，常用备用设备均需监控。
电流互感开关
低温等离子体设备控制箱内
9
挥发性有机物（VOCs）废气低温等离子体治理设备运行电流信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气低温等离子体治理设备的运行电流信号，常用备用设备均需监控。
电流变送器
低温等离子体设备控制箱内
10
挥发性有机物（VOCs）废气催化燃烧机运行状态信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气催化燃烧机的运行信号，常用备用设备均需监控。
电流互感开关
催化燃烧机控制箱内
11
挥发性有机物（VOCs）废气催化燃烧温度信号
采集挥发性有机物（VOCs）废气催化燃烧室的温度信号。
温度传感器
催化燃烧炉内
12
核心治理区域视频信号
含挥发性有机物原辅材料年使用量超过1吨的排污单位，在挥发性有机物治理关键设备所在区域，安装视频监控设备
视频监控设备
在合适的位置选择布点，关键治理设施治理状态要求全面可视
13
废气排放节点
排放风机电流信号
采集废气排放风机的运行信号。
电流互感开关
排放风机控制箱内
14
挥发性有机物（VOCs）废气的排放浓度
重点排污单位需采集治理设施后末端排放口的VOCs浓度，辖区生态环境主管部门综合考虑实际监管需求及安装成本后确定需采集治理设施后末端排放口的VOCs浓度的其他排污单位。
VOCs传感器
排放口
注：
存在有多个废气收集治理系统的，每个收集系统均需分别采集；多套处理设施串联或并联处理，每套或每级治理设施均需分别采集。
2.3.1.2酸碱废气
酸碱废气的具体监控参数选择参照表3酸碱废气全过程监控常规监控参数一览表。
表4酸碱废气全过程监控常规监控参数一览表
序号
监控节点
监控参数
监控要点
监控设备
安装位置
1
废气产生节点
产生酸碱废气的生产线（设施或装置）的运行状态信号
根据现场条件和生产设施的具体情况，采集代表产生酸碱废气的生产线（设施或装置）的核心设备开关信号，不同生产线、常用备用生产线均需分别采集。
电流互感开关
产污或生产设备配电箱内
2
废气收集节点
收集酸碱废气的风机运行状态信号
采集收集酸碱废气的风机的运行信号，系统中若存在多级风机，则以最前一级风机为监控对象。
电流互感开关
风机控制箱内
3
废气治理节点
酸碱废气喷淋循环水泵运行状态信号
采集酸碱废气喷淋循环水泵的运行信号，常用备用设备均需监控。
电流互感开关/继电器
喷淋循环水泵控制箱内
酸碱废气喷淋循环水加药（液）泵运行状态信号
在酸碱废气治理工艺中有投加中和药剂或液体的，需采集投加泵运行状态，存在多个加药点，多个加药泵的均需分别采集。
电流互感开关/继电器
加药泵控制电箱内
酸碱废气喷淋循环水pH值
采集酸碱废气喷淋循环水的酸碱度。
pH分析仪
喷淋循环水池中
4
废气排放节点
排放风机电流信号
采集废气排放风机的运行信号。
电流互感开关
排放风机控制箱内
注：
存在有多个废气收集治理系统的，每个收集系统均需分别采集；多套处理设施串联或并联处理，每套或每级治理设施均需分别采集。
2.3.1.3锅炉燃烧废气
锅炉燃烧废气的具体监控参数选择参照表4锅炉燃烧全过程监控常规监控参数一览表。
表5锅炉燃烧全过程监控常规监控参数一览表
序号
监控节点
监控参数
监控要点
监控设备
安装位置
1
废气产生节点
锅炉运行状态信号
根据现场条件和生产设施的具体情况，采集锅炉开关信号，不同锅炉、常用备用锅炉均需分别采集。
电流互感开关
锅炉设备配电箱内
2
废气收集节点
锅炉燃烧废气收集风机运行状态信号
锅炉燃烧废气收集风机的运行信号，系统中若存在多级风机，则以最前一级风机为监控对象。
电流互感开关
收集风机控制箱内
3
废气治理节点
锅炉燃烧废气喷淋循环水泵运行状态信号
采集锅炉燃烧废气喷淋循环水泵的运行信号，常用备用设备均需监控。
电流互感开关/继电器
喷淋循环水泵控制箱内
4
锅炉燃烧废气喷淋循环水pH值
采集锅炉燃烧废气脱硫喷淋循环吸附水的pH值。
pH分析仪
脱硫喷淋循环水池中
5
锅炉燃烧废气除尘状态信号
采集锅炉燃烧废气除尘设备的运行信号，如反吹设备、脉冲装置等。
常用备用设备均需监控。
电流互感开关
除尘装置控制箱内
锅炉燃烧废气布袋除尘前端压力
采集锅炉燃烧废气进入布袋除尘前端的压力，如有多套布袋除尘，则在每套布袋除尘前端均采集前端压力。
压力传感器
布袋除尘入口管道
6
核心治理区域视频信号
燃生物质、燃煤锅炉的排污单位，在燃烧废气治理关键设备所在区域，安装视频监控设备
视频监控设备
在合适的位置选择布点，关键治理设施的治理状态要求全面可视
6
废气排放节点
排放风机电流信号
采集废气排放风机的运行信号。
电流互感开关
排放风机控制箱内
注：
存在有多个废气收集治理系统的，每个收集系统均需分别采集；多套处理设施串联或并联处理，每套或每级治理设施均需分别采集。
2.3.2相关行业案例
以下行业案例仅代表典型情况，仅供排污单位选择监控参数时参考，排污单位实际情况与案例存在明显差异的，应根据前述监控参数设置的主要原则和涉废气排污单位通用规则来进行调整，以达到真实、准确、全面反映排污单位废气产生、收集、治理、回用、排放的实际状况为标准。
2.3.2.1木质家具制造排污单位
木质家具制造排污单位是典型的挥发性有机物（VOCs）废气排放排污单位。
以“活性炭+UV光解+等离子体”治理工艺组合为例，木质家具制造排污单位挥发性有机物（VOCs）废气产生、收集、治理、排放过程示意图如下：
木质家具制造排污单位挥发性有机物（VOCs）废气（“活性炭+UV光解+等离子体”）全过程监控节点设置示意图如下：
以“催化燃烧”治理工艺为例，木质家具制造排污单位挥发性有机物（VOCs）废气产生、收集、治理、排放过程示意图如下：
木质家具制造排污单位挥发性有机物（VOCs）废气（“催化燃烧”）全过程监控节点设置示意图如下：
2.3.2.2化学试剂和助剂制造排污单位
化学试剂和助剂制造排污单位是典型的酸碱废气排放排污单位。
以“中和法”治理工艺为例，化学试剂和助剂制造废气产生、收集、治理、排放过程示意图如下：
化学试剂和助剂制造废气全过程监控节点设置示意图如下：
2.3.2.3燃生物质锅炉排污单位
燃生物质锅炉排污单位是典型锅炉燃烧废气排放排污单位。
以“喷淋+布袋除尘”治理工艺组合为例，其燃烧废气产生、收集、治理、排放过程示意图如下：
燃生物质锅炉排污单位锅炉燃烧废气全过程监控节点设置示意图如下：
3、数据采集上传联网技术规范
3.1数据采集技术规范
数据采集传输仪通过数字通道、模拟通道、开关量通道采集监测仪表的监测数据、状态等信息，然后通过传输网络将数据、状态传输至上位机；上位机通过传输网络发送控制命令，数据采集传输仪根据命令控制监测仪表工作。
现场数据的获取可以采用通过硬接线方式从监控生产设施和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，或通过与排污单位的分布式控制系统（DCS）连接获取监控生产设施和治理设施的运行参数和电气参数的数据并上传。
3.1.1信号采集规范
①数字信号采集
数据采集仪与分析仪器或DCS中控系统进行通信，通过RS485或RS232串口的通讯方式，通讯协议采用ModbusRTU标准，获取到的数据按照HJ212-2017协议进行封装打包后再上传数据到中心平台。
②模拟量采集
数据采集传输仪的模拟输入通道对现场分析仪器检测的数据以4-20mA输出的信号进行采集，由采集仪将数据按照HJ212-2017协议协议进行封装打包，上传数据到中心平台。
③开关量采集
指数据采集传输仪的开关量输入通道，用于采集污染治理设施等的运行状态，由采集仪将数据按照HJ212-2017协议协议进行封装打包。
3.1.2数据采集设备的规范与要求
监控现场数据采集上传仪器实现采集、展示及发送现场分析仪器数据外，更重要的是要能通过采集软件能对数据进行标识、存储、查询以及为上一级系统提供数据补足等功能，从而提高服务中心获取数据的准确性、真实性和可靠性。
表6数据采集上传仪器性能指标表
项目
性能要求
备注
通讯协议
符合HJ212-2017要求
数据采集误差
≤1‰
系统时钟计时误差
±0.5‰
存储容量
至少存储14400条记录
控制功能
能通过上位机控制监测仪表进行即时采样和设置采样时间
平均无故障连续运行时间（MTBF）
1440h以上
绝缘阻抗
20MΩ以上
3.1.2.1数据采集传输仪硬件性能要求
数据采集传输仪的相关硬件配置性能要求需达到或高于表2列出的要求。
表7数据采集上传仪器硬件性能指标表
项目
性能要求
备注
处理器
266MHzRISC处理器
Cache
32KB指令Cache，32KB数据Cache
系统内存
64MBSDRAM（32位总线接口）
电子硬盘
256MBNANDFlash，可以保存三年的历史数据，掉电不丢失
隔离DI接口
16路隔离DI接口，输入电压范围0~36V
隔离DO接口
8路隔离DO接口，每一路提供500mA的驱动能力
隔离AI接口
8路16位隔离差分AI，每路均可软件配置为0~5V或4~20mA输入
以太网接口
1路10/100M以太网
CF卡接口
1个CF卡，最大支持32GCF卡，支持热插拔
RS-232/RS485接口
7路RS-232，通讯速率可达115200bps；其中一路可软件配置为RS-485（支持Modbus协议）
GPRS模块接口
1个GPRS通讯模块
USBOTG
１路USBOTG，支持USB2.0全速模式、支持Ｕ盘，鼠标等操作
触摸屏
7”工业级LCD，四线电阻式触摸屏
电源接口
宽压供电：
DC9~24V
3.1.2.2数据采集传输仪采集系统功能要求
数据采集传输仪软件功能包括：
实时数据查询、历史数据查询、报表查询、历史曲线查询、设备管理、报警提醒、系统信息、网络信息、系统设置。
3.1.2.3其他技术要求
数据采集传输仪除上述要求外，其他相关技术要可参照“HJ477-2009污染源在线自动监控（监测）数据采集传输仪技术要求”提到的要求。
3.2数据上传的规范与要求
3.2.1全过程监控参数编码规则
目前，排污单位污染物全过程监控参数尚无国家或地方技术标准。
为确保不同安装单位采集的监控参数标准一致，参照《污染物在线监控（监测）系统数据传输标准HJ212-2017》协议规定的参数编码及编制方式，结合佛山市排污单位的行业特征、工艺特征，制定了通讯协议数据结构中的系统编码、监控参数编码、现场数据标记编码、设备唯一标识编码（MN）、现场端信息编码等规则，并统称为《排污单位污染物全过程监控参数编码规则》。
排污单位污染物全过程监控现场端采集、封装、传输数据时均按此规则执行，并确保每个监控参数具备唯一标识码，同类参数多个数量，需采用序号进行区分。
3.2.1.1通讯协议数据结构中的系统编码
系统编码分为四类，每个类别表示一种系统类型。
30～49表示环境污染源类别；50～69表示工况类别；91~99表示系统交互类别；A0～Z9用于未知系统编码扩展。
其中，全过程监控系统的编码为大气环境污染源31、地表水体环境污染源32。
表8系统编码表（引用GB/T16706-1996，节选）
系统名称
系统编码
描述
备注
大气环境污染源
31
地表水体环境污染源
32
烟气排放过程监控
51
污水排放过程监控
52
系统交互
91
用于现场机和上位机的交互
3.2.1.2监控参数编码
①废水产污环节监控
表9废水产污环节监控因子编码表
编码
名称
单位
应用类型
开关量
累积量
CW100XX
生产设备状态x#
√
升级会员 