申请日2017.12.04
公开(公告)日2018.05.04
IPC分类号G05B19/048
摘要
本发明公开了一种工业废水偷排监控预警系统，包括流量计、雨滴感应器、降雨量分析模块、水样自动采集器、报警装置;安装于企业雨水管网出水口处;所述降雨量分析模块可由厂区范围的总汇水面积、径流系数及厂区平均降雨强度、平均降雨历时、初期雨水收集量等参数分析计算降雨过程中厂区雨水径流总量，还可对比分析其与所设流量计过水流量的大小，从而判定企业是否存在偷排行为。当监控到企业偷排时，将自动启动报警装置，并开启水样自动采集器对偷排废水进行留样保存，以备后续监测分析。通过对企业厂区雨水管网水量监控有效防范企业偷排行为，具有制造成本低、性能稳定、自动化水平高等优点，能有效提高环境监管部门对企业偷排行为的监管力度。
权利要求书
1.一种工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：包括流量计、雨滴感应器、降雨量分析模块、水样自动采集器、报警装置;所述工业废水偷排监控预警系统安装于企业雨水管网出水口处;所述流量计用于监测厂区雨水管网出水口过水流量;
所述的降雨量分析模块根据厂区总汇水面积、径流系数及平均降雨强度、平均降雨历时、初期雨水收集量参数分析计算降雨过程中厂区雨水径流总量;计算公式如下：
Qt=q·F·α·t/1000-Qx
其中：Qt—厂区雨水径流总量;
q—平均降雨强度;
F—总汇水面积;
t—平均降雨历时;
α—径流系数，无量纲;
Qx—初期雨水收集量，;
所述的降雨量分析模块通过对比分析所设的流量计过水流量Qr与厂区雨水径流总量Qt的大小，从而判定企业是否存在雨水管道偷排工业废水的行为;
当降雨时，若流量计过水流量Qr超过厂区雨水径流总量Qt，则判定为企业偷排;当未降雨时，若流量计监测到有显著流量通过，则判定为企业偷排。
2.根据权利要求1所述的工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：所述雨滴感应器根据企业厂区形状、厂区面积均匀布置，用于探测是否有降雨，同时监测降雨时的降雨强度及降雨历时，并将数据反馈至降雨量分析模块。
3.根据权利要求1所述的工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：所述的厂区平均降雨强度q及平均降雨历时t是厂区范围内均匀分布的多个雨滴感应器所监测的降雨强度及降雨历时的算术平均值。
4.根据权利要求1所述的工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：当监控到企业偷排时，系统将会立即启动报警装置，并同时开启水样自动采集器，对偷排废水留样保存，以备后续监测分析。
5.根据权利要求1所述的工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：所述水样自动采集器可进行多组采样并记录对应的样品采集时间。
6.根据权利要求1所述的工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：还包括4G信号发射模块，所述4G信号发射模块可在监控到企业偷排时，同步将偷排信息反馈至环境监管部门。
7.根据权利要求1所述的工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：还包括光伏板、蓄电池，光伏板与蓄电池连接，外设的光伏板将太阳能转化为电能储存于内设的蓄电池内，再供电给整套工业废水偷排监控预警系统。
8.根据权利要求7所述的工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：所述光伏板采用功率为255W、电压30V的光伏板四块，所设的蓄电池工作电压为24V。
说明书
一种工业废水偷排监控预警系统
技术领域
本发明涉及一种观测地基沉降的沉降板装置，特别涉及针对企业雨水管网偷排工业废水的监控预警，属于水环境监管技术领域。
背景技术
随着我国工业产业的快速发展，工业废水产生量与排放量逐年增加。由于工业废水具有污染物浓度高、成分复杂、处理难度大、处理费用高等特点，很多企业受于利益驱使，通过私接暗管、雨污混排等方式，将未处理的工业废水偷排入雨水管道进入河湖水体，在造成严重水环境污染的同时，还会带来极大的环境风险。
目前，针对企业将未处理的工业废水通过雨水管道偷排行为的监管，主要还是依靠环保督查人员到企业现场进行突击检查为主。但由于各行政区辖区内工业企业数量较多，且大多分布相对分散，给环保督查部门带来了较大的工作压力，且监管效果不理想，偷排现象依然存在。针对以上存在的问题，叶伟武等通过集成现场信息采集装置、物联网监控中心和应急处理装置等功能发明了一种基于物联网的企业雨水排放口监控系统(ZL201410220674.2);陈卫兵等发明了一种基于物联网技术的只能雨水排放监控系统(ZL201410220674.2)。通过文献及市场调研发现，现有的监管企业是否存在偷排行为的专利及产品，主要以通过在线仪表实时监测雨水管网的水质为主，而完全基于水量指标来监督企业是否存在偷排行为的相关专利较少。
但现有的监管企业雨水管偷排工业废水的相关专利主要存在以下不足：
(1)由于工业污废水监测指标较多，不同行业水质差异性较大，且水质在线监测仪表大多价格较高，因此生产一台基于在线水质监测的防企业偷排监控装置往往价格不菲，不利于设备在中小型企业的推广使用。然而，中小型企业疏于监管往往却是废水偷排的主体。
(2)现有的相关专利主要依据企业雨水管出水口内是否有流量，来判断企业是否存在偷拍行为。但对降雨过程中，企业将废水混杂在雨水中偷拍的现象难以监控。
因此，为进一步加强对企业污水排放的监管，杜绝企业雨污混排、工业废水偷排现象的再发生，本专利旨在通过研发一种低成本、普适性的工业废水偷排监控预警系统及装置，服务于政府或第三方等环境监管部门。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于雨水管网过水流量的工业废水偷排监控预警系统，可以全天候准确地监控企业是否存在雨水管道偷排工业废水的行为。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种工业废水偷排监控预警系统，其特征在于：包括流量计、雨滴感应器、降雨量分析模块、水样自动采集器、报警装置;所述工业废水偷排监控预警系统安装于企业雨水管网出水口处;所述流量计用于监测厂区雨水管网出水口过水流量;
所述的降雨量分析模块根据厂区总汇水面积、径流系数及平均降雨强度、平均降雨历时、初期雨水收集量参数分析计算降雨过程中厂区雨水径流总量;计算公式如下：
Qt=q·F·α·t/1000-Qx
其中：Qt—厂区雨水径流总量(m3);
q—平均降雨强度(L/s·m2);
F—总汇水面积(m2);
t—平均降雨历时(s);
α—径流系数，无量纲;
Qx—初期雨水收集量，(m3);
所述的降雨量分析模块通过对比分析所设的流量计过水流量(Qr)与厂区雨水径流总量(Qt)的大小，从而判定企业是否存在雨水管道偷排工业废水的行为;
当降雨时，若流量计过水流量(Qr)超过厂区雨水径流总量(Qt)，则判定为企业偷排;当未降雨时，若流量计监测到有显著流量通过，则判定为企业偷排。
所述雨滴感应器根据企业厂区形状、厂区面积均匀布置，用于探测是否有降雨，同时监测降雨时的降雨强度及降雨历时，并将数据反馈至降雨量分析模块。为避免受厂区范围内降雨不均匀性的干扰，上述的厂区平均降雨强度(q)及平均降雨历时(t)是厂区范围内均匀分布的多个雨滴感应器探测的降雨强度及降雨历时的算术平均值。所述厂区总汇水面积是由厂区的实际占地总面积决定;所述厂区径流系数是由厂区范围内地面可渗水性决定，若硬化路面、厂房较多，拟定径流系数可取值相对较大(一般不低于0.9)，若以绿化为主，可取值相对较小(一般不低于0.5)。所述初期雨水收集量是企业排水方案或规划中已定的厂区初期雨水收集量。对初期雨水收集量较少的企业，Qx可忽略。
当监控到企业偷排时，将自动启动报警装置，并开启水样自动采集器对偷排废水进行样品采集并保存，以备后续监测分析。
为避免监测人员频繁取样分析，所述样品采集器可采集多组偷排废水水样，并记录样品采集时间。
此外，所述4G信号发射模块可同步将企业偷排信息反馈至环境监管部门，环境监管部门根据预警结果，对自动采集水样进行取样检测，并追究企业废水偷排的法律责任。
为提高整套装置供电系统的稳定性，其供电系统单独设置。所述的工业废水偷排监控预警系统，还包括光伏板、蓄电池，光伏板与蓄电池连接，外设的光伏板将太阳能转化为电能储存于内设的蓄电池内，再供电给整套工业废水偷排监控预警系统。
进一步的，所述光伏板采用功率255W、电压30V的光伏板四块，所设的蓄电池工作电压为24V，为整套废水监控预警装置的流量计、降雨量分析模块、水样自动采集器、报警装置、4G信号发射模块等元件供电。本发明所设的光伏蓄电池供电系统能有效提高整套监控预警系统供电的稳定性。
有益效果：本发明提供的一种工业废水偷排监控预警系统，通过对企业厂区雨水管网水量监控有效防范企业偷排行为，具有制造成本低、性能稳定、自动化水平高等优点，能有效提高环境监管部门对企业偷排行为的监管力度;具有以下优点：
(1)本发明是完全基于水量监测而开发一种废水偷排监控预警装置，来监督企业是否存在偷排行为。相比基于在线仪表监测水质指标来监控偷排的装置，具有设备制造成本低、可操作性强等优点;
(2)本发明通过对比分析厂区范围内的最大降雨量与雨水管网出水口的过水流量，能高效准确、全天候地监控企业是否存在雨水管网偷排工业废水的行为;且对已设初期雨水收集系统的企业，本发明还能判定企业初期雨水收集系统是否工作正常;
(3)本发明采用集成自动化模块，设备自动化水平高，能有效提高环境监管部门对企业偷排行为的监管力度，并减轻环保督查人员的工作压力。