一种入河雨水排放口的在线监测系统及监测方法与流程

1.本发明涉及一种入河雨水排放口的在线监测系统及监测方法，属于入河入河排污口水质治理技术领域。


背景技术：

2.随着我国经济发迅速发展，城市污染问题日益严重。城市黑臭水体对城市生态环境尤其是水环境造成了严重影响，如果不能及时进行治理，则会对原有水生态循环系统造成破坏，影响城市居民正常生活。
3.城市水体黑臭作为突出的水环境问题之一，问题在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网。目前，雨水管网雨污混接现象严重，而管网看不见、摸不着，存在问题突出，要真正做到污水处理提质增效是一个非常艰巨的任务，而关键突破就在于对入河排污口的监管治理。有效管理入河排污口是控制污染物入河总量的重要手段，也是保护水资源，改善水环境的一项重要保障措施。
4.在现有的入河排污口中，占比较大的排污口是存在雨污混接现象的雨水排放口。因此对入河雨水排放口的监管是一项重要的任务，及时发现混接排放口可以在水污染严重前尽早采取有效措施，以降低水环境污染的风险。
5.雨污混接问题可以通过水质检测、流量监测等技术方式判断，或通过在线监测设备进行监测监管。但排入河道的市政管网排放口数量较大，现有的在线监测设备检测指标多，体积大，造价高，并且需要专业技术人员进行维护操作，所以通过以上方式确定雨水排放口是否存在污水混入是较难的，若要利用人工排查的方法，人力资金投入较大，且效果较差。因此现如今缺少一种安装方便、造价较低、效率较高且监测监管效果较好的入河雨水排放口的监测系统及监测方法。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于提供一种入河雨水排放口的在线监测系统，能够及时发现存在雨污混排现象的雨水排放口，为排放口的溯源整治提供依据，降低水环境污染风险。
7.为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
8.一种入河雨水排放口的在线监测系统，包括数个安装在入河雨水排放口周围的数据采集单元、数据控制主机和远程数据服务器，
9.所述数据采集单元包括计量监测盒和传感器，所述计量监测盒内设有无线数据通讯模块和电池模块，所述无线数据通讯模块分别与电池模块及传感器电性连接，所述电池模块与传感器电性连接，
10.所述无线数据通讯模块与数据控制主机之间为无线通讯连接，所述数据控制主机通过移动通信网络与远程数据服务器连接，数据控制主机通过轮询方式采集无线数据通讯模块采集到的数据，然后将数据上传至远程数据服务器。
11.进一步，根据监测需要，所述传感器为开关式传感器雨水监测传感器或/和水位传感器或/和ph传感器。
12.进一步，所述计量监测盒的外壳为ip68防护箱，可防止监测现场的水汽腐蚀，保证设备稳定工作。
13.进一步，为了便于安装在入河雨水排放口管道周围，实现全程监控，所述计量监测盒的长度为180mm，宽度为60mm，高度为30mm。
14.进一步，所述数据采集单元与数据控制主机之间的传输距离为1公里。
15.本发明还提供了一种入河雨水排放口的在线监测方法，包括以下步骤：
16.s1、入河雨水排放口编码
17.对已经确定的入河雨水排放口进行编号；
18.s2、设备现场安装
19.安装权利要求1所述的入河雨水排放口的在线监测系统，将数据采集单元安装在入河雨水排放口周围，将入河雨水排放口编号与数据采集单元一一对应，实现全程监控；
20.s3、监测系统数据的采集及传输
21.由各传感器采集相应入河雨水排放口的数据，然后将信号传送给无线数据通讯模块，数据控制主机通过轮询方式采集无线数据通讯模块得到的数据，然后将数据通过移动通信网络上传至远程数据服务器；
22.s4、数据对比分析
23.远程数据服务器收集到的信号包括：
24.开关式传感器信号共有三类，分别为0、1、2，其中“0”代表入河雨水排放口的管道内无水流流动迹象，其中“1”代表入河雨水排放口的管道内有水流流向河道，其中“2”代表入河雨水排放口，河道水流倒灌至管道；雨水监测传感器的信号共有两类，分别为0、1，其中“0”代表当前排口位置未发生降雨情况，其中“1”代表当前排口位置发生降雨情况；
25.雨污混接数据判断方式：
26.当开关传感器信号为“0”时，若雨水监测传感器信号为“0”则表示，晴天未出现排水现象，排口暂时不存在污水排放风险；当开关传感器信号为“0”时，若雨水监测传感器信号为“1”则表示，雨天排口未出水，此时判断该排口可能存在封堵现象；当开关传感器信号为“1”时，若雨水监测传感器信号为“0”则表示，晴天出现出水现象，雨污混接等级较高，该情况需要报警提示并展开现场溯源调查工作；当开关传感器信号为“1”时，若雨水监测传感器信号为“1”则表示，雨天出水，此情况雨污混接风险较低，但不能排除雨污混接风险，可通过其他传感器辅助判定是否存在雨天偷排污水现象，如ph值传感器的ph值小于6或大于9，则表示雨水出水水质差，存在雨天偷排污水现象，需要现场溯源排查；当开关传感器信号为“2”时，若雨水监测传感器信号为“0”则表示，出水口位于河道水位以下，出现河水/海水倒灌现象，在信号为“2”一段时间后可能会出现信号为“1”的情况，这是由于河水/海水倒灌水流向反复导致的信号异常，该情况则应判定为特殊情况，暂不需要溯源排查，当开关传感器信号为“2”时，若雨水监测传感器信号为“1”则表示，雨天出现河水/海水倒灌现场，暂不需要溯源排查。
27.进一步，在步骤s2中，所述数据采集单元中的计量监测盒固定在入河雨水排放管道内的顶部，若排放管道为pvc管时用自攻螺丝固定，若排放管道为水泥管用膨胀螺丝固
定，若排放管道为铸铁管用强磁固定
28.进一步，在步骤s2中，所述数据采集单元中的计量监测盒固定在入河雨水排放管道外侧的防汛墙上，若排放管道为pvc管时用自攻螺丝固定，若排放管道为水泥管用膨胀螺丝固定，若排放管道为铸铁管用强磁固定。
29.进一步，在步骤s3中，所述数据控制主机定时采集无线数据通讯模块得到的数据，数据控制主机按设定的时间段将储存中的所有数据上传至远程数据服务器。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
31.1、本发明能够长期监测入河雨水排放口是否存在污水混接情况，通过对监测数据的分析，判断入河雨水排放口存在雨污混接现象的可能性，为对排水管网的监管治理提供可靠的基础依据。
32.2、本发明在线监测系统及监测方法能够实现同时对多个入河雨水排放口的在线监测，大大提高了监测效率，对水环境质量的提升有着重要作用。
33.3、本发明在线监测系统的数据采集单元采用无线数据通讯模块和电池模块，无线数据通讯模块采用间隔数据发送，降低耗电量，延长了数据采集单元的监测时间。
34.4、本发明在线监测系统的计量监测盒的体积较小，易安装在入河雨水排放口管道周围，实现对多个入河雨水排放口的同时全程监控。
35.5、本发明在线监测系统的造价低，通过无线组网功能，监测成本较低，便于安装和维护，适宜于在本行业推广运用。
附图说明
36.图1为本发明入河雨水排放口的在线监测系统的示意图；
37.图2为本发明所涉及的数据采集单元的结构示意图；
38.图3为本发明所涉及的数据采集单元的结构原理图；
39.图4为本发明所涉及的数据采集单元的安装示意图。
具体实施方式
40.以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。根据下面的说明，本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的优选实施例，而不是全部的实施例。
41.结合图1至图3所示，一种入河雨水排放口的在线监测系统，包括数个安装在入河雨水排放口周围的数据采集单元1、数据控制主机2和远程数据服务器3。
42.所述数据采集单元1包括计量监测盒10和传感器11，所述计量监测盒的外壳采用ip68防护箱设计，可防止监测现场的水汽腐蚀，保证设备稳定工作。所述计量监测盒的体积较小，其长度为180mm，宽度为60mm，高度为30mm，便于安装在入河雨水排放口管道周围，实现全程监控。
43.所述计量监测盒10内设有无线数据通讯模块101和电池模块102，所述无线数据通讯模块101与电池模块102电性连接，无线数据通讯模块101与传感器11投过数据线12连接，所述电池模块102与传感器11电性连接，可向传感器供电。根据监测需要，所述传感器11包括开关式传感器、雨水监测传感器、水位传感器、ph传感器中的一种或多种，用于采集排水
信号、水位信号、ph信号等。
44.所述无线数据通讯模块101与数据控制主机2之间为无线通讯连接，所述数据控制主机2通过移动通信网络与远程数据服务器3连接，数据控制主机2通过无线网络(传输距离为1公里)采用轮询方式采集无线数据通讯模块101采集到的数据，然后将数据上传至远程数据服务器3，避免现场来回奔波。数据控制主机2可对数据进行储存，可储存至少3个月的监测数据。
45.本发明还提供了一种入河雨水排放口的在线监测方法，包括以下步骤：
46.s1、入河雨水排放口编码
47.对已经确定的入河雨水排放口进行编号；
48.s2、设备现场安装
49.安装权利要求1所述的入河雨水排放口的在线监测系统，将数据采集单元安装在入河雨水排放口周围，将入河雨水排放口编号与数据采集单元一一对应，实现全程监控；
50.s3、监测系统数据的采集及传输
51.由各传感器采集相应入河雨水排放口的数据，然后将信号传送给无线数据通讯模块，数据控制主机通过轮询方式采集无线数据通讯模块得到的数据，然后将数据通过移动通信网络上传至远程数据服务器；
52.s4、数据对比分析
53.远程数据服务器收集到的信号包括：
54.开关式传感器信号共有三类，分别为0、1、2，其中“0”代表入河雨水排放口的管道内无水流流动迹象，其中“1”代表入河雨水排放口的管道内有水流流向河道，其中“2”代表入河雨水排放口，河道水流倒灌至管道；雨水监测传感器的信号共有两类，分别为0、1，其中“0”代表当前排口位置未发生降雨情况，其中“1”代表当前排口位置发生降雨情况。其他传感器数据获取相应的监测数值，如ph值，水位等。如果监测系统内未安装雨水监测传感器，也可用当地气象站监测数据连接至数据控制主机作为降雨参考数据进行分析，其他传感器数据获取相应的监测数值，如ph值，水位等。
55.雨污混接数据判断方式：
56.当开关传感器信号为“0”时，若雨水监测传感器信号为“0”则表示，晴天未出现排水现象，排口暂时不存在污水排放风险。当开关传感器信号为“0”时，若雨水监测传感器信号为“1”则表示，雨天排口未出水，此时判断该排口可能存在封堵现象。当开关传感器信号为“1”时，若雨水监测传感器信号为“0”则表示，晴天出现出水现象，雨污混接等级较高，该情况需要报警提示并展开现场溯源调查工作。当开关传感器信号为“1”时，若雨水监测传感器信号为“1”则表示，雨天出水，此情况雨污混接风险较低，但不能排除雨污混接风险，可通过其他传感器辅助判定是否存在雨天偷排污水现象。如ph值传感器，若传感器ph值小于6或大于9，则表示雨水出水水质差，存在雨天偷排污水现象，需要现场溯源排查。当开关传感器信号为“2”时，若雨水监测传感器信号为“0”则表示，出水口位于河道水位以下，出现河水/海水倒灌现象，在信号为“2”一段时间后可能会出现信号为“1”的情况，这是由于河水/海水倒灌水流向反复导致的信号异常，该情况则应判定为特殊情况，暂不需要溯源排查。当开关传感器信号为“2”时，若雨水监测传感器信号为“1”则表示，雨天出现河水/海水倒灌现场，暂不需要溯源排查。
57.在步骤s2中，所述数据采集单元中的计量监测盒可固定在入河雨水排放管道内的顶部，也可如图4所示，将计量监测盒10固定在入河雨水排放管道外侧的防汛墙14上。若排放管道13为pvc管时用自攻螺丝固定，若排放管道为水泥管用膨胀螺丝固定，若排放管道为铸铁管用强磁固定。
58.在步骤s3中，所述数据控制主机定时采集无线数据通讯模块得到的数据，数据控制主机按设定的时间段将储存中的所有数据上传至远程数据服务器。这样可降低耗电量，延长数据采集单元的监测时间。
59.本发明能够长期监测入河雨水排放口是否存在污水混接情况，通过对监测数据的分析，判断入河雨水排放口存在雨污混接现象的可能性，为对排水管网的监管治理提供可靠的基础依据。本发明在线监测系统及监测方法能够实现同时对多个入河雨水排放口的在线监测，大大提高了监测效率，对水环境质量的提升有着重要作用。
60.以上所述，仅是本发明优选实施例的描述说明，并非对本发明保护范围的限定，显然，任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例，可轻易想到替换或变化以获得其他实施例，这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。