排污線上監測系統設計方案
哈希中國應用實績>中國中海石油化學股份有限公司技術裝備部，海南省 - 伊向良
摘要：本文是中國中海石油化學公司排污線上監測系統設計方案。本文重點說明排污線上監測系統的設計的依據、目的和要求，並根據現場實際情況對系統的主要設備選型、設備安裝位置及安裝方式等方面進行了詳細的說明，並採用了大量的設計圖，方便理解與借鑒。
關鍵字： 線上監測 COD(化學需氧量) 氨氮(NH4-N) 重鉻酸鉀消解 光度比色
前言
當前，環境問題是我國面臨的主要社會問題之一，而工業企業的排污是我國環境污染的主要源頭之一，為了更好地監控企業的排污情況，很多地區都採用線上監控的方式進行。中海石油化學公司是海南省的重點化工企業，也是海南省的污水治理先進單位。在以前，海南省環保部門對企業的排污監控主要是通過定期或不定期的抽查進行的，這樣即費時費力，又難以做到準確。2006年初，海南省環保局下發檔，要求水污染重點監管企業安裝線上監控系統，以實現海南省環保監測部門通過遠端方式即時地監控各重點單位的排污狀況。環保部門通過取得的線上監控儀器的資料，還有望成為執法證據。中海石油化學股份有限公司被納入海南省批線上監控系統實施範圍。
中海石油化學公司主要生產產品是尿素和甲醇，其納入監控範圍是氨氮、COD和排放量三個指標。因此中海化學公司的排污監控系統主要實現的就是將氨氮、COD和排放量三項線上檢測資料即時的傳輸到海南省環保監測站的主系統中，以滿足環保部門對公司的排污情況進行監控。
中海石油化學公司自成立之日起就非常重視環境保護和污水處理。並在二期尿素項目建設的同時建了污水處理廠，並實現了二期污水的集中處理排放。在三期甲醇專案建設期間，對污水處理廠進行了擴建，並將原一期裝置區的生產和生活污水也引入污水處理廠，實現了全部的生產和生活污水的處理和集中排放。為了進一步提升公司的社會形象及企業的持續快速發展，中海石油化學公司領導、安全環保部、技術裝備部、裝置保運部、化肥一二部及其他相關部門非常重視排污線上監測系統的立項、設計、實施和驗收。在公司領導和各部門的指導和支援下，我根據國家和海南省的相關法規及標準，對我公司的線上監控系統進行了設計。經過了幾個月的基礎建設、系統安裝和調試之後，於2007年5月系統通過了海南省環保監測部門的驗收，系統的各項運行指標都達到或超過省相關規定的要求。
1. 排污線上監測系統設計
1.1. 排污線上監測系統的建設目標、設計依據及功能要求
重視環保建設，自覺接受國家環保監測部門對公司排污情況進行線上監控，體現了中海石油化學股份有限公司（以下簡稱中海化學公司）對國家和社會負責的態度，同時也是公司持續健康發展的要求。這次實現的排污線上監測系統主要物件是中海化學公司海南生產裝置區的生產和生活排污。海南生產裝置區是中海化學公司的主要生產區，占化學公司生產能力的70%以上，也是主要生產污水產生地。
中海化學公司的排污監控系統設計依據如下：
化學需氧量（CODcr）線上監測儀器環境保護產品認定技術要求（HBC6―2001）
氨氮水質自動分析儀技術要求（HJ/T 101－2003）
《水質 化學需氧量 重鉻酸鉀法》（GB1194―89）
《水質 銨的測定 納氏試劑比色法》（GB7974―87）
《污水綜合排放標準》（GB8978―1996）
中海化學公司排污線上監測系統的主要功能應包括：
污水處理廠處理後排放水的NH4-N和COD指標的線上檢測；
污水處理廠處理後排放水流量線上測量；
污水處理廠處理後排放水的NH4-N和COD檢測資料和流量測量資料上傳；
各項監測指標的顯示功能、超標報警功能、停電保護功能等。
1.2. 系統集成設計概要
排污線上監測系統由採樣單元，預處理單元、分析監測單元、系統控制單元、通信單元、遠端監控中心等構成。採樣單元、預處理單元完成水質自動監測的水樣採集、水樣預處理等採樣控制過程；分析監測單元完成水質監測參數的分析過程；系統控制單元完成系統的監控操作、各類資料的採集等；通信單元實現資料及控制指令的上行及下行傳輸過程；遠端監控中心作為系統的中心站，即時接收資料並進行遠端監控操作及資料分析。系統依據合理、實用、經濟、可靠、運行維護簡單的原則，並參照國家有關技術標準、規範及有關部門技術標準嚴格設計。滿足用戶對水質即時監測和遠端監控的要求。
排污線上監測系統集成由水樣採集裝置、預處理、線上監測分儀錶設備、現地監控裝置設備、通信設備和監控中心站組成。監控中心站結合相應的監控及分析軟體可遠端對系統的運行進行監控，實現系統運行無人值守、有人管理的模式。
水樣採集：
化學公司污水處理廠排放池（清水池）位置較低，無法實現自流方式的取樣分析。因此需要通過採樣設備對排放的污水進行取樣。
水樣預處理：
水樣預處理主要控制水樣的過濾。HACH的COD和氨氮分析儀的採樣單元均有預處理功能，能根據儀器的測量要求，對所採集的水樣進行合理的處理，同時有自清洗功能。
監測分析：
根據該環保部門的具體要求，可監測氨氮、COD等參數。各種儀錶均能滿足當地水質監測及流量監控的要求。
資料獲取及傳輸：
所選的儀器均帶有4~20mA輸出及MODBUS,RS485通訊輸出功能，可以實現遠端資料通信及雙向控制。
1.3. 主要儀錶及設備選型
排污線上監測系統儀錶選型首先要符合國家相關的規定的要求，尤其是要滿足《污水綜合排放標準》（GB8978―1996）規定的要求，同時要滿足系統性能穩定性和可靠性等方面的要求。
排污線上監測系統應能運行在工況環境條件較惡劣情況下，同時需滿足現場操作簡單扼要，易於運行維護及錯誤判斷等要求，因此系統的設計始終要將系統的可靠性放在優先考慮的位置。充分考慮到各個監測點的具體情況，在系統設計及未來實施中，綜合考慮本地的水質，流量，運行環境等褚多方面的因素。因此在系統設計和儀錶選型方面盡可能要求高品質、高可靠性、成熟的監測設備。而在設備選型方面，最主要的是分析儀錶的選型。選用穩定性好、測量資料準確可靠、抗惡劣環境能力強、測量範圍滿足要求的分析儀錶，是整個監測系統穩定可靠的前提，否則監測到的資料品質就難以保證。而流量測量儀錶的技術方面比較成熟，很多廠家的品質都比較有保障，在選型方面比較容易。
經過多方比較，我們在COD和氨氮分析的最終選型上，決定選用目前業界運用最為廣泛、品質較為穩定，性能可靠的HACH公司的CODmax型COD分析儀和Amtax compact型氨氮分析儀。 監測信號傳輸器選用海南省環保局指定的KSJK系列環保無線監測系統。