工業(yè)園區(qū)水污染精細化管控系統(tǒng)構建,科技論文

工業(yè)園區(qū)水污染精細化管控系統(tǒng)構建,科技論文摘要：針對工業(yè)園區(qū)污水排放監(jiān)管問題，以北京某園區(qū)為例，提出了水污染源精細化管控方案。根據(jù)多級防控的思路，在企業(yè)級、管網級、園區(qū)級建成在線監(jiān)測系統(tǒng)和精細化管控平臺，實現(xiàn)園區(qū)水環(huán)境監(jiān)管的全覆蓋，有效監(jiān)控企業(yè)排污動態(tài)，實時把握園區(qū)污水排放狀況，為企業(yè)、園區(qū)管理部門和環(huán)保管理部門提供決策支持。本文關鍵詞語：水污染源;在線監(jiān)測;多級防控;工業(yè)園區(qū);Abstract：TakinganindustrialparkinBeijingasanexample,afinemanagementsystemforwaterpollutionsourceswasdevelopedforthesupervisionofwastewaterdischarge.Accordingtomulti-levelpreventionandcontrolthoughts,anon-linemonitoringsystemandafinemanagementplatformwereestablishedforenterprise,pipenetworkandindustrialparklevels.Itachievedfullcoverageinwaterenvironmentsupervision,dynamicwastewaterdischargecontrolandreal-timewastewaterdischarge.Itsupporteddecisionmakersofenterprises,themanagementdepartmentsofindustrialparksandgovernmentenvironmentalprotection.Keyword：Waterpollutionsource;On-linemonitoring;Multi-levelpreventionandcontrol;Industrialpark;工業(yè)園區(qū)是國家工業(yè)發(fā)展的載體，我們國家現(xiàn)有各級工業(yè)園區(qū)超過7000家，在承接產業(yè)集聚、推動經濟發(fā)展方面奉獻重大。2021年國家級園區(qū)經濟總量到達17萬億元，占當年我們國家經濟總量的23%，各級各類工業(yè)園區(qū)經濟總量占全國工業(yè)總量的60%以上，在國家經濟發(fā)展中發(fā)揮了很大作用。截至2021年3月底，全國有工業(yè)污水排放的省級以上工業(yè)聚集區(qū)2356家，盲目擴張造成的園區(qū)圍城現(xiàn)象，以及運營中違規(guī)生產、超標排放、監(jiān)管缺失等問題，導致園區(qū)環(huán)境隱患不斷。工業(yè)園區(qū)固然基本建有污水集中處理設施，但是其管網建設滯后或管網沉積堵塞嚴重，園內工業(yè)和生活污水排放規(guī)律不穩(wěn)定[1]。除此之外，還存在集中污水處理設施的處理工藝與工業(yè)污水類型不匹配，未知污染物進入污水處理廠導致處理工藝中毒，造成處理效率低等問題。怎樣確保集中式污水處理廠穩(wěn)定運行，怎樣在處理廠進口水質超標時及時發(fā)現(xiàn)并實現(xiàn)污染溯源，怎樣有效地將污染源自動堵截，怎樣摸清企業(yè)排放規(guī)律并通過管網節(jié)點聯(lián)動監(jiān)測實現(xiàn)溯源。今鑒于上述困擾環(huán)保監(jiān)管部門多年的難題,基于環(huán)境風險評價理論的區(qū)域水環(huán)境安全預警系統(tǒng)框架[2],提出工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控思路。1、工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控思路與實踐以北京某工業(yè)園區(qū)為例，該園區(qū)應用在線監(jiān)測技術對水污染源精細化管控。園區(qū)以機械加工、醫(yī)藥、電子、印刷行業(yè)生產為主，天天產生污水約8000t，由集中式污水處理廠處理，企業(yè)排放口執(zhí)行北京市(水污染物綜合排放標準〕〔DB11/3072020〕，華而不實，化學需氧量和氨氮的排放限值分別為500mg/L和45mg/L。園區(qū)內部分企業(yè)存在生產廢水預處理設施運行不穩(wěn)定甚至超標排放、工業(yè)污水混排至生活廢水等問題。通過一企一檔建設、多級防控布點、企業(yè)污水排放規(guī)律排查、網格化監(jiān)控、管網節(jié)點與企業(yè)排口聯(lián)動溯源等方式，實現(xiàn)工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控。1.1、一企一檔建設將園區(qū)內企業(yè)分類統(tǒng)計造冊，查明企業(yè)數(shù)量和類型、廢水種類、主要污染物、排放特點、排放量等基本信息[3]，并錄入精細化管控平臺系統(tǒng)。建立一企一檔，使園區(qū)環(huán)境容量、管理底數(shù)有據(jù)可依。除此之外，要科學布點，分層次監(jiān)測。對于確定的重點排水戶，應安裝水質水量在線監(jiān)測儀表，并加裝能截留污水的自動閥門和排放口視頻監(jiān)控系統(tǒng)；對于一般排水戶，可安裝自動留樣器，樣品定期送檢測機構分析。園區(qū)內實行分區(qū)塊管理，在排水管網關鍵節(jié)點安裝在線監(jiān)測儀表，以把握綜合水質狀況。相關信息與企業(yè)一企一檔相關聯(lián)，實現(xiàn)信息電子化，可直接從手機、平板電腦〔PAD〕、電腦等多種終端直接調用數(shù)據(jù)，并關聯(lián)企業(yè)的監(jiān)測信息和生產信息。1.2、多級防控布點該園區(qū)共有約200家污染企業(yè)，經過統(tǒng)計、排查和實地調查，確定第一級為17家重點排水企業(yè)〔排水量約占總量的80%〕，第二級為11個排污管網關鍵節(jié)點〔管理園區(qū)8個區(qū)塊〕，第三級為集中式污水處理廠進水口。根據(jù)多級防控的思路布點監(jiān)測〔見圖1〕，并著力構建突發(fā)水環(huán)境污染事件防備與應急處置體系[4]。圖1工業(yè)園區(qū)多級防控布點方案Fig.1Multi-levelpreventionandcontrollayoutplanforindustrialpark1.3、企業(yè)污水排放規(guī)律排查通過實時監(jiān)控，把握企業(yè)污水排放規(guī)律。經過3個月的實時連續(xù)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)17家重點排水企業(yè)的排放規(guī)律分為連續(xù)性排水和間歇性排水兩種類型。華而不實，4家企業(yè)為24h連續(xù)性排水；4家企業(yè)為間歇性排水，白天排放，晚上不排放；2家企業(yè)為間歇性排水，6:0016:00每隔1h排放20min；1家企業(yè)為間歇性排水，3d排放1次，每次2h；6家企業(yè)由于管網水頂托排水不暢。根據(jù)企業(yè)生產和員工生活規(guī)律，排水間歇固然有幾小時到幾天的區(qū)別，但其規(guī)律可循，能為日常監(jiān)管提供參考，若有偏離則可用于預警。把握企業(yè)污水排放規(guī)律，能夠為集中式污水處理廠調整工藝和生產計劃提供根據(jù)，可以以為環(huán)保管理部門巡查監(jiān)管提供時間賬本，做到有的放矢，沉著應對。1.4、網格化監(jiān)控對管網節(jié)點進行網格化監(jiān)控，能有效降低排查難度和成本。以15～25家企業(yè)地域面積為區(qū)塊單位，結合管網布局，將整個園區(qū)劃分為若干個網格，在關鍵管網節(jié)點布設監(jiān)控點，能有效管理上游片區(qū)污染整體狀況〔見圖2〕。如此圖中5號節(jié)點〔區(qū)塊⑤管網關鍵節(jié)點〕和8號節(jié)點〔區(qū)塊⑧管網關鍵節(jié)點〕以居民生活廢水為主，經長期監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，水質指標監(jiān)測值在11:00左右為低谷，21:00左右為高峰，與居民生活規(guī)律相關。在這里基礎上建立單個管網節(jié)點的綜合水質變化趨勢模型，結合實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，通過網格化監(jiān)控，能夠迅速鎖定超標污染來源，縮小排查溯源的范圍，降低管理的成本和難度。圖2工業(yè)園區(qū)區(qū)塊管理示例Fig.2Thesampleforindustrialparkblockmanagement1.5、管網節(jié)點與企業(yè)排口聯(lián)動溯源管網節(jié)點的上下游水質之間有著必然聯(lián)絡，將管網節(jié)點與企業(yè)排放口關聯(lián)分析，能夠鎖定未知污染源。例如，在正常情況下，8號節(jié)點和3號節(jié)點的污水經過混合后排向1號節(jié)點，三者之間的氨氮水質關系為8號節(jié)點＞1號節(jié)點＞3號節(jié)點。當3號節(jié)點水質氨氮濃度驟增，三者之間的水質關系變化為3號節(jié)點＞1號節(jié)點＞8號節(jié)點時，能夠斷定3號節(jié)點上游有未知污染團進入管網，進而觸發(fā)水環(huán)境監(jiān)測預警。此時在3號節(jié)點的管理區(qū)塊范圍內，調取安裝了在線監(jiān)測儀器的4家重點排水企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并未發(fā)現(xiàn)同一時間段有超標情況。排除上游企業(yè)嫌疑后，再調取視頻資料，并通過實地調查，鎖定超標事件為某小企業(yè)通過罐車偷排高濃度氨氮廢水導致。2、精細化管控系統(tǒng)信息平臺構建通過采集現(xiàn)場監(jiān)控點位的流量、水質、水位、流向、視頻、閥門等信號，根據(jù)相關國家規(guī)范要求分類整理、統(tǒng)計，豐富數(shù)據(jù)庫，構成單個監(jiān)測點位和多個監(jiān)測點位的規(guī)律范本，最終構成工業(yè)園區(qū)排放監(jiān)測模型。在重點排污企業(yè)安裝排水自控閥門，逐步實現(xiàn)自動留樣、自動截污和刷卡排污等功能。監(jiān)管部門和污水處理廠可根據(jù)合同約定，對污水流量、污染物濃度、主要污染物排放總量超過約定限值的企業(yè)，通過遠程控制手段，限制或關閉其排水閥門。通過設定單個點位超標預警閾值和建立模型，篩查超標或嫌疑點位，及時預警，提高監(jiān)控和監(jiān)管效率。通過構建以數(shù)據(jù)為核心的牽涉環(huán)保管理部門、工業(yè)園區(qū)、污水處理廠、企業(yè)和第三方監(jiān)測設備運維單位的精細化管控系統(tǒng)信息平臺〔見圖3〕，將預警、超標、警告和處理懲罰等信息進行流轉，并將第三方運維單位的日常管理信息進行數(shù)據(jù)關聯(lián)、全程留痕，構成一套用于監(jiān)管企業(yè)和運維工作的新型管理形式。逐步完善精細化管控系統(tǒng)，嘗試與消防、公安等部門建立聯(lián)合指揮中心，構成多位一體、多任務、多功能的聯(lián)合監(jiān)控平臺[5]。圖3精細化管控系統(tǒng)信息平臺主要功能Fig.3Themainfunctionsofdelicacycontrolandmanagementsysteminformationplatfor3、結束語該工業(yè)園區(qū)建成水污染源精細化管控系統(tǒng)并運行至今，各企業(yè)通過平臺查詢排放口監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，少量企業(yè)已著手修建預處理設施，保障污水達標排放。園區(qū)管理部門根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)施行調度，確保管網暢通，并加快雨污分流治理，污水處理廠也一直處于平穩(wěn)運行狀態(tài)。環(huán)保管理部門通過系統(tǒng)排查超標排放和突擊排放的企業(yè)，將其列為重點關注對象，通過加裝等比例采樣裝置、遠程修改監(jiān)測周期等技術手段加強監(jiān)管。加強工業(yè)園區(qū)污水管理的最終目的是改善水環(huán)境質量[3]，防備工業(yè)聚集區(qū)的水環(huán)境風險。建立工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控系統(tǒng)，有利于提高環(huán)境管理效率，精準鎖定污染源，細化點位管理，并對園區(qū)的環(huán)境友好指數(shù)進行評估，進而促使園區(qū)管委會加強雨污分流、管網疏通等工作，構成工業(yè)園區(qū)治理的良性循環(huán)。以下為參考文獻[1]姜敏.淺談工業(yè)園區(qū)水環(huán)境管理面臨的問題及措施[J].綠色環(huán)保建材，2021〔9〕：30.[2]俞露，陳吉寧，曾思育，等.區(qū)域水環(huán)境安全預警系統(tǒng)框架的建立及應用[J].環(huán)境監(jiān)