随着人们对环境质量要求日益提高, 国家对环保监管日益严格, 恶臭处理设施的需求也日益增长。恶臭处理设施服务对象广泛, 包括各类污废水处理厂、垃圾站、无害化处理厂、泵站、排放恶臭废气的各类工业企业等。

作为起步较晚的污染物治理设施, 相较污水、固废和除尘脱硫等治污设备, 恶臭处理设施的运行管理通常不受到重视, 且监管上也存在一定的难度。业主方对这类设施投入的精力少, 没有专门的运管人员, 除臭设备通常运行管理不规范, 维保不及时, 一定程度上也造成了恶臭设施运行效果参差不齐。除臭厂家大都以工程设备交付为目的, 极少厂家介入业主除臭设备的运管, 也尚未采用托管运营的模式。一方面, 除臭厂家的专业性不能在后续的运营服务上得到持续发挥;另一方面, 项目分散, 运行条件不一致, 系统跟进难度大, 除臭厂家通过项目运转积累经验的效率低下, 技术进化慢。

与此形成鲜明对比的是, 物联网技术的蓬勃发展, 并迅速驱动各行业的演变进化。物联网就是物物相连的互联网, 是互联网的百富策略白菜网拓展, 被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

在市政环保领域, 物联网技术百富策略白菜网较多的在于分散污染源的在线检测, 能够实现污染监控工作的减员增效[1];其次, 对于分散式的污水处理设施, 如高速公路服务区污水处理设备, 农村污水处理设施, 或大量中小型泵站等, 也已逐步展开百富策略白菜网, 并取得不错效益[2, 3];更进一步的是, 基于物联网技术的城市智慧水务系统的试行改造, 洛阳北控采用智慧水务二次供水远程监控平台, 大幅度提升了洛阳二次供水的经营管理水平[4], 宁波市镇海区借助智慧水务系统, 实现水环境、水安全和水资源管理智能化百富策略白菜网。这些领域正在大力推进物联网技术的百富策略白菜网与改造, 但是作为环保行业细分的恶臭污染物治理领域, 尚未见到物联网技术的实践与报道。而如前所述, 除臭设施恰需要物联网技术的介入来实现提速增效, 改善其当前运行效率低下的普遍状态。

生物除臭是各种恶臭处理技术中, 百富策略白菜网最为广泛的一种技术。具有处理效果好, 运行成本低, 无二次污染等优势, 也是当前污水厂使用最多的除臭方法。

生物除臭一般采用生物滤池工艺, 装置通常包括引风机、循环喷淋装置、预洗池、生物滤池、排气烟囱、现场控制系统等。

业主在运行管护过程中, 常见以下问题:1) 由于恶臭气体的主要成分之一为硫化氢, 循环喷淋液经过一段时间运行后PH会降低, 需定时更换, 否则影响滤床微生物生长, 并增大腐蚀风险, 但是实际运行过程中, 由于缺少足够的管护, 低PH的循环液经常不能得到及时更换, 影响生物滤池的运行效率;2) 生物滤床滤料经过一段时间稳定运行期, 微生物菌逐渐长满滤料甚至有较多老化生物膜脱落, 导致滤料空隙率降低, 风阻变大。滤料层搭配不合理, 选材不当时, 也可能造成运行一段时间后产生滤层堵塞风量变小, 这类问题通常不易发现, 待发现时经常因引风机风量降到很低, 滤层已经板结;3) 由于温度对气体溶解度的影响, 通常夏季污水厂产生的臭气量大, 冬季臭气量较小。管护人员不能及时跟进出气效果的变化适时调整引风机风量大小, 经常凭对臭味的主观感受启停除臭装置, 要么全开, 要么全关系统, 滤床微生物的生长状态不连续不稳定, 效果不佳。

对于除臭厂家, 由于实施的除臭项目分散独立, 数据收集困难, 还存在运行条件不一致, 数据总结分析困难的问题。因此, 虽然项目经验丰富, 但是技术效益转化率不高。

故本项目在生物除臭工程中实践物联网技术, 目的在于探索解决上述运行中的常见问题, 解决用户对除臭系统的运行管护盲点, 提供相应服务, 也从中积累数据, 总结规律, 进一步优化除臭系统设计。

物联网的分层机构一般分为三层, 从下到上分为传感层、传输层和百富策略白菜网层[5]。传感层依托各类传感器, 完成现场的数据感知与采集;传输层利用有线或者无线网络, 将采集到的数据传输到百富策略白菜网层, 百富策略白菜网层将收集到的数据进行分类汇总、展示, 并根据需要定义不同参数边界, 进行反馈控制或报警, 实现远控。

依照该架构, 搭建了由数据采集系统 (传感层) 、通讯网络系统 (传输层) 和数据监控中心 (百富策略白菜网层) 组成的远程智能监控平台, 本阶段实践首先在两个污水厂共5套生物除臭装置上, 实现恶臭气体处理控制系统运行状态监控、监测数据、故障报警以及数据处理等工作, 设计系统架构如图1。

该架构严格按照物联网分层架构进行构建, 各层功相对独立, 各层的增、删、改不影响其他层功能的实现, 但定义相邻两层间接口通用、统一, 以便相互协调, 共同来完成整个系统的功能。

为了有效监控除臭装置的运行工况, 采集有价值的数据, 共设置了以下的数据监控采集点。

各个装置在现场的PLC通过标准工业传输信号 (4-20m A或0-10V) 、总线通讯协议 (Modbus RTU, Profibus DP) 实时采集、计算、分析、监控现场仪表数据, 组成数据采集系统

通讯网络系统主要包括两部分, 一部分是5台除臭装置PLC通过光纤交换机、光纤、以太网交换机、网线等, 按照国家行业标准, 经济、合理的综合布线, 组成局域网。另外一部分, 全网通路由器 (全面兼容中国电信、中国移动、中国联通三大运营商的网络) , 通过4G/3G无线网络, 与数据监控中心的ADSL网络互联, 实现数据的可靠传输。本项目现场不方便接入ADSL网络, 因此选用4G无线网络。

数据监控中心, 主要由ADSL通信网络、服务器及相关监控软件组成。

远程监控系统基本功能包括数据采集和数据管理。完成过程监视 (工艺状况显示) 。监视控制、报警、报表、数据存储归档。画面主要包括工艺图及参数显示、报警画面, 趋势图, 报表等。

工艺流程画面显示:动态显示整体工艺流程图、工艺参数、仪表数据等主要工艺设备的工况进行监视。

动态数据显示:各种模拟信号如:p H、温度、H2S、NH3等;开关信号如:风机、水泵、电磁阀的运行状态、故障显示。

数据报表:可根据需要制作日报表、月报表、年报表。

报警功能:发生超限和故障报警时现场控制柜发出声响报警, 控制软件自动弹出相应故障点详图, 显示故障现象, 并提示参考解决方案。

安全功能:按不同级别分级加密并记录操作人员工号和所有操作信息。

本项目物联网技术的实践百富策略白菜网, 实现了异地2个污水厂、5套分散生物除臭装置在远程的统一实时监控, 对容易产生运行问题的环节予以了重点关注, 系统上线至今, 数据返回顺畅、准确, 并通过数据的跟进, 发现了部分除臭装置在运行方面的一些问题, 在及时予以业主提醒后, 保障了除臭设施的高效、节能运行。开始系统积累生物除臭装置运行数据, 如风量 (风机转速) 、p H、阻力损失、进出气污染物浓度的变化等, 这些数据更加直观且具有参考意义, 有助于后续分析其中的关联关系, 优化系统设计。

本次实践展现了物联网技术在除臭系统中百富策略白菜网的可行性与价值, 并且为除臭系统大量启用物联网技术提供了很好的经验。此后将在该远程监控平台的基础上, 进一步开发移动端服务, 推动移动互联-物联网技术在臭气污染物治理领域发挥更大效益。