一种排污总量控制及排污权交易管理系统

摘要

本发明提供一种排污总量控制机排污权交易管理系统，包括软件管理平台、数据传输仪、计量设备、浓度监控设备、总量控制装置、数据采集处理仪、用于检测所述计量设备、所述浓度监控设备、所述总量控制装置和/或所述数据采集处理仪运行状态的运行检测设备，以及用于接收所述运行检测设备的输出数据的运行数据处理仪，所述总量控制装置、所述数据采集仪和所述运行数据处理仪分别向所述数据传输仪传送数据。通过在企业排污口上安装计量设备和浓度监控设备实时检测企业排污量，同时运行检测设备可以实时检测各个设备的运行状态，修正检测数据，实现由传统的“点末端监控”向“全程监控”转变。

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保领域的管理系统，尤其是一种排污总量控制及排 污权交易管理系统。

背景技术

现有技术中，环保部门对排污监控仍局限于对污染物相关参数的监测， 对污染物总量确定仍处于模糊状态。中国实用新型专利ZL201020666106.2 公开了一种无线远程舵机独立式污水处理过程监控管理系统，包括无线传 输网络、污水厂远程监控中心、环保部门远程监控中心、无线数据采集传 输装置、污水厂专用数据调理器和现场工业控制计算机，现场工业控制计 算机控制无线数据采集传输装置和污水厂专用数据调理器，无线数据采集 传输装置采集数据信号，数据信号通过无线传输网络传输给污水厂远程监 控中心和环保部门远程监控中心，污水厂专用数据调理器调理的数据包括 提升入口实时数据、深度处理实时数据和废水与污泥排放实时数据。该系 统在一定程度上提高了污染物总量确定的准确性，但仍然属于“点末端监 控”，且无法对污染物总量的数据进行审计,不利于排污权的交易。

此外，目前也有不少IC卡排污总量控制产品出现，如中国发明专利申 请ZL201410423238.5公开的一种智能IC卡排污总量监测控制系统，通过 监控子站将排污总量指标以IC卡的形式输入刷卡控制器，真实反映污染物 排放总量与处理设施运行工况之间的逻辑关系，通过IC卡实时扣减排污总 量指标，实现了污染物的总量控制、总量削减和排污权交易功能。但该系 统仅仅是对污染物排放口进行监控，不能对污染物总量进行审计，不能实 现真正意义上的总量控制，且排污量数据没有加密，容易被篡改。

针对以上问题，申请人进行了深入的研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现由传统的“点末端监控”向“全 程监控”转变、且污染物总量确定较为准确的排污总量控制机排污权交易 管理系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种排污总量控制及排污权交易管理系统，包括软件管理平台，与所 述软件管理平台连接的数据传输仪，用于计量污染物排放流量的计量设备， 用于检测污染物浓度的浓度监控设备，用于接收所述计量设备的输出数据 的总量控制装置，用于接收所述浓度监控设备的输出数据的数据采集处理 仪，用于检测所述计量设备、所述浓度监控设备、所述总量控制装置和/或 所述数据采集处理仪运行状态的运行检测设备，以及用于接收所述运行检 测设备的输出数据的运行数据处理仪，所述总量控制装置、所述数据采集 仪和所述运行数据处理仪分别向所述数据传输仪传送数据。

采用上述技术方案，通过在企业排污口上安装计量设备和浓度监控设 备实时检测企业排污量，同时运行检测设备可以实时检测各个设备的运行 状态，修正检测数据，实现由传统的“点末端监控”向“全程监控”转变， 使得污染物总量的核准更为准确。

作为本发明的一种改进，所述软件管理平台包括总量审计模块，所述 总量审计模块包括现场污染物总量计算单元和物料平衡计算单元，所述现 场污染物总量计算单元通过所述数据传输仪接收所述总量控制装置、所述 数据采集处理仪和所述运行数据处理仪输出的数据，并计算获得污染物总 量现场数据，所述物料平衡计算单元借助根据排污状况所建立的管理模型、 神经网络法和/或多元回归法计算获得污染物总量分析数据，然后将所述污 染物总量现场数据和所述污染物总量分析数据进行比较，借助专家数据库 判定是否符合特定逻辑。

通过上述改进，使得系统具有总量审计功能，可利用物料平衡及处理 工艺，审核污染物排放数据是否符合特定逻辑，校验采集数据的合理性， 得到有效的污染源排放数据，进而进行排污权交易，同时由污染物总量“模 糊状态”的监测向“总量审计”转变，使得污染物总量的核准更为准确。。

作为本发明的进一步改进，所述总量控制装置包括IC卡安全认证终端 和与所述IC卡安全认证终端配合的刷卡控制器，所述刷卡控制器具有本地 数据存储、对污染物总量数据进行核算和将数据传输到所述数据传输仪的 功能，所述IC卡安全认证终端通过标准串行接口与所述刷卡控制器进行通 讯，且支持使用SM1国密算法进行加密。通过上述改进，防止数据被篡改， 提高数据的准确性，也便于排污权交易的进行。

作为本发明的更进一步改进，所述总量控制装置、所述数据采集仪和 所述数据传输仪集成为一个现场控制终端，并采用模块化结构进行组合。 通过上述改进，便于生产和使用，提高通用性。

作为本发明的一种优选，所述计量设备包括安装在排污口的流量计、 电动阀门和电动执行机构，所述浓度监控设备包括安装在排污口的COD仪、 氨氮仪和/或PH仪。

附图说明

图1为本发明排位总量控制机排污权交易管理系统的结构示意图；

图2为本发明总量审计模块的结构示意图。

图中对应标示如下：

1-软件管理平台；              2-数据传输仪；

3-计量设备；                  4-浓度监控设备；

5-总量控制装置；              6-数据采集处理仪；

7-运行检测设备；              8-运行数据处理仪；

9-传输网络；                  10-总量审计模块；

11-现场污染物总量计算单元；   12-物料平衡计算单元；

13-用户掌上平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本实施例提供的排污总量控制及排污权交易管理系统， 包括软件管理平台1，与软件管理平台1连接的数据传输仪2，用于计量污 染物排放流量的计量设备3，用于检测污染物浓度的浓度监控设备4，用于 接收计量设备3的输出数据的总量控制装置5，用于接收浓度监控设备4的 输出数据的数据采集处理仪6，用于检测计量设备3、浓度监控设备4、总 量控制装置5和/或数据采集处理仪6运行状态的运行检测设备7，以及用 于接收运行检测设备7的输出数据的运行数据处理仪8。

计量设备3包括安装在排污口的流量计、电动阀门和电动执行机构等 设备，这些设备都是本领域常用的设备，其连接和安装方式为常规的方式， 此处不再详述，通过这些设备可以对污染源的排放流量进行计量，计算出 瞬时流量、时段流量、总流量等数据，并可通过软件管理平台1或总量控 制装置5控制相关电动阀门的自动开闭。

浓度监控设备4包括安装在排污口的COD仪、氨氮仪和/或PH仪等在 线仪，这些仪器也是本领域常用的检测仪器，通过这些仪器可以对污染物 的浓度进行监测，特别是对污染物中含有的关键污染物质进行监测，如COD、 氨氮、总磷、SO₂、NO_x等物质的含量。

总量控制装置5包括IC卡安全认证终端和与IC卡安全认证终端配合 的刷卡控制器，刷卡控制器具有本地数据存储、对污染物总量数据进行核 算和将数据传输到所述数据传输仪的功能。IC卡安全认证终端通过标准串 行接口与刷卡控制器进行通讯，且支持使用SM1国密算法进行加密。这样 可以防止数据被篡改，提高数据的准确性，也便于排污权交易的进行。

总量控制装置5可接收计量设备1的输出数据，并将数据传送到数据 传输仪2，还可通过IC卡安全认证终端对数据进行加密。总量控制装置5 同时可以控制计量设备3中的相关电动阀门，以达到对排污总量的控制与 排污收费的目的。

数据采集处理仪6可接收浓度监控设备4的输出数据，并将数据传送 到数据传输仪2，这些数据可以为排污总量积算及总量审计功能提供数据。

运行检测设备7包括安装在各个相应设备上的检测装置，可检测计量 设备3、浓度监控设备4、总量控制装置5和/或数据采集处理仪6的运转 状态，同时也可检测系统中其他关键设备如提升泵或曝气风机的运转状态， 为总量审计功能提供数据支持。这些检测装置及其安装方式都是常规的， 此处不再详述。

运行数据处理仪8可接收运行检测设备7的输出数据，并将数据传送 到数据传输仪2。

在本实施例中，总量控制装置5、数据采集仪6和数据传输仪8集成为 一个现场控制终端，并采用模块化结构进行组合。这样便于生产和使用， 提高通用性。

数据传输仪2与软件管理平台1之间通过传输网络9连接，传输网络9 可以是常规的有线网络或无线网络。数据传输仪2所接收到的各项数据会 通过传输网络9传输到软件管理平台1，需要说明的是，软件管理平台1可 以有多个，分别放置在多个环境管理部分，数据传输仪2能以“一点对多 点”的方式将数据同时发送给多个软件管理平台1，这样可以，满足了多个 管理部门的独立式远程监控管理，实现数据的独立共享。具体的数据传输 方式可以使常规的方式，此处不再详述。

软件管理平台1包括总量审计模块10，如图2所示，审计模块10包括 现场污染物总量计算单元11和物料平衡计算单元12。现场污染物总量计算 单元11可通过数据传输仪2接收总量控制装置5、数据采集处理仪6和运 行数据处理仪8输出的数据，并计算获得污染物总量现场数据；物料平衡 计算单元12可借助根据排污状况所建立的管理模型、神经网络法和/或多 元回归法计算获得污染物总量分析数据，然后将污染物总量现场数据和污 染物总量分析数据进行比较，借助专家数据库判定是否符合特定逻辑。

需要说明的是，根据排污状况所建立的管理模型和专家数据库可以根 据实际情况采用现有技术中存在的方法建立，神经网络法以及多元回归法 也是现有技术中存在的计算方法，物料平衡计算单元12计算获得污染物总 量分析数据主要是根据物料平衡及处理工艺进行的，即在进行污染物处理 时，所使用的药剂量与污染物的总量存在特定的逻辑关系，物料平衡计算 单元12可以分解所使用的药剂量推算出污染物的总量，进而与污染物总量 现场数据进行比较，如果数据相关不大，则以污染物总量现场数据作为污 染物总量数据，否则进行报警。

由于随着污染物的不同，污染物处理工艺也不相同，因此本实施例中 的总量审计模块10借助专家数据库来判定污染物总量现场数据和污染物总 量分析数据是否具有相关性，以废水量与药剂量的逻辑关系为例，由于废 水流量、废水污染物的浓度、废水的PH值与污水处理过程中的添加的药剂 量存在着特定的逻辑关系，可先根据废水污染物的浓度、废水的PH值等参 数，在实验室做好废水处理，确定该情况下所用药剂量情况，然后将此实 验数据添加到专家数据库，利用专家数据库进行废水量与药剂量的逻辑关 系判别。

同样的，以废气与石灰石的逻辑关系为例，根据时段燃烧的煤量和煤 质，可计算出产生了的二氧化硫数量，以及为脱除该二氧化硫所需消耗的 石灰石数量，产生的石膏数量，然后将此数据添加到专家数据库，根据计 算值与实际值进行对比得出结论。

在石灰石—石膏湿法脱硫工艺中，其化学反应方程式：

2CaCO₃+2SO₂+O₂+4H₂O<＝＝>2CaSO₄·2H₂O+2CO₂

根据该方程式，1mol的SO₂脱除需1mol的CaCO₃，同时产生1mol的CaSO₄·2H₂O(石膏)。其中SO₂的分子量为64，CaCO₃的分子量为100，CaSO₄·2H₂O (石膏)的分子量为172，CaSO₄·2H₂O(石膏)的含水量一般小于10％，当 已知燃煤耗量、煤质中的硫含量、脱硫率，则可对通过石灰石耗量、石灰 石中CaCO₃的含量、CaSO₄·2H₂O(石膏)产量来判断脱硫系统是否正常运行。

此外，如图1所示，软件管理平台1还具有与用户掌上操作平台13相 互通讯的功能，这样使用者通过用户掌上平台13就可以试试掌握污染物总 量控制的状况，用户掌上操作平台13可以通过环保管理人员的智能手机加 装专用监控软件来实现，该专用监控软件可以通过常规的方式编写获得， 并非本发明的重点，此处不再详述。

上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不 仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各 种变形，如将上述实施例中的现场控制终端拆分成多个控制终端等，这些 都属于本发明的保护范围。