范文一:毕业论文环境监测
毕 业 设 计(论文)
题 目: 造纸行业废水处理
教 学 院: 环境科学与工程学院
专业名称: 环境监测与评价
学 号:
学生姓名:
指导教师:
年 月 日
摘 要
造纸行业的污水在整个工业废水中占较大比例且污染严重。因此造纸厂的污水
问题也越来越受到人们的关注。本文分析了造纸生产中废水产生的环节,污染物及
主要污染来源,并介绍了造纸行业废水的特点,以及造纸废水的气浮或沉淀法 、
物化与生化处理方法。并提出对造纸废水处理技术中的展望及看法。
【关键词】造纸废水; 气浮; 沉淀、生物处理、物化处理
ABSTRACT
Wastewater in papermaking industry in a larger proportion of the industrial waste
water and serious pollution. So the problem of paper mill wastewater is becoming more
and more attention. This paper analyzes the waste water in papermaking production link,
pollutant and the main pollution source, and introduces the characteristics of the pulp
and paper industry wastewater, and papermaking waste water of air flotation or
precipitation, physicochemical and biochemical treatment method. And put forward the
outlook and attitude in the papermaking wastewater treatment technology.
【 key words 】 the papermaking wastewater; Gas floating; Precipitation,
biological treatment, physic-chemical method
目录
前言.....................................................................................................................................................2
第一章 绪论...............................................................................................................................
错误!未定义书签。
1.1课题的背景...................................................................................................................错
误!未定义书签。
1.2 课题研究的意义.......................................................................................................错
误!未定义书签。
第二章 造纸工艺及其废水.............................................................................................4
2.1造纸的原辅料.............................................................................................................4
2.2造纸的生产工艺........................................................................................................4
2.3造纸废水主要种类及其特点.............................................................................6
第三章造纸厂废水处理方法..............................................................................................7
3.1一级物化处理.............................................................................................................8
3.1.1 “ 一体化” 处理技术...............................................................................8
3.1.2 气浮法处理.......................................................................................................8
3.1.3 气浮法和一体化技术的对比.............................................................9
3.2 物化+生化处理.........................................................................................................9
第四章 造纸废水处理技术工程实例........................................................................10
4.1 MBFB工艺处理造纸废水.....................................................................................错
误!未定义书签。
4.2 Fenton流化床..........................................................................................................11
第五章 对造纸废水处理技术中的展望及看法......................................................错
误!未定义书签。
5.1对造纸废水处理技术的看法.............................................................................12
5.2对造纸废水治理技术的展望.............................................................................错
误!未定义书签。
第六章 总结...............................................................................................................................13
参考文献........................................................................................................................................15
致谢....................................................................................................................................................16
前 言
造纸术是我国古代科学技术的四大发明之一,也是中国人对世界科学文化发
展作出的卓越的贡献。造纸工业是一个与生产和生活密切相关的行业,造纸业作为
我国重要的基础原材料工业,在国民经济中占据着非常重要的地位。同时,造纸业
也是造成水污染的重要污染源之一。随着经济的发展,企业日益面临水资源短缺、
原料匮乏的问题,而另一方面,水污染也越来越严重。目前我国造纸工业废水排放
量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位,造纸工业对水环境的污染最为严
重,它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题,也是全国工业废水进行达标处理
的首要问题。据统计,我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总
排放量的18.6%,其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3%,排放废
水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%。因此,我国造纸行业加快结构调整
优化产业布局势在必行,落后产能淘汰将进一步加速。未来中国造纸行业将走上节
能减排、林浆纸一体化、淘汰落后产能发展道路。加快新产品开发、努力培育新的
增长点是新阶段极其重要的任务。新阶段必须大力推进技术进步和科技创新。产业
升级的本质是用更新技术来改造传统产业。力争在新一代清洁制浆技术、创新与集
成制浆造纸节能减排技术、高效利用纤维原料的复合型生物精炼技术等方面取得突
破。本文主要研究对造纸行业的废水处理。近年经多方不懈努力,造纸工业水污染
防治已经取得了一定的成绩,虽然纸及纸板产量逐年增加,但排放废水中的COD却
逐年降低。由此看出,造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。但目前造纸行业
约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理,废水污染防治任务还相当繁重。
第一章绪论
1.1课题研究背景
2008 年中国造纸工业纸浆消耗总量为7360 万吨,其中废纸浆4439 万吨, 占
总量的60. 3 % , 比 2007 年增长了10. 5 % 。由于废纸再生造纸能有效地实现
植物纤维资源的重复利用和对环境的污染负荷较小,随着技术的不断进步,废纸再
生造纸利用的比重不断提高,同时其生产过程产生的废水也已备受重视。据国家环
保部门统计,造纸工业2007 年废水排放量为42. 5 亿吨,达标排放量38. 3 亿吨,
占总排放量的90. 1 % ,制浆造纸及纸制品企业重复用水量51. 6 亿吨, 水重复利
用率为51. 4 % 。目前国内造纸(废纸类) 废水的处理多着眼于部分循环利用和
使处理水水质达标排放上, 结果是减少的废水排放量和处理水水质效果不尽人意。
近年来,造纸废水的封闭循环和“零排放” 技术成为造纸废水处理技术研究的重要
方向。
1.2课题研究意义
造纸行业是对环境污染较重的行业之一,其主要污染来自制浆造纸过程中产生
的各种废水。造纸工业废水若不经有效处理而直接排入江河之中,废水中的有机物
质经发酵、氧化、分解,消耗水体中的氧气,使鱼类、贝类等水生生物缺氧致死。
一些细小的纤维悬浮在水中,容易阻塞鱼鳃,也会造成鱼类死亡;废水中的树皮屑、
木屑、草屑等沉入水底,淤塞河床,在缓慢发酵中,不断产生毒气、臭气;废水中
还有一些不易发酵、分解的物质,悬浮于水体中,吸收光线,减少阳光透入水体,
妨碍水生植物的光合作用;另外,废水中可能带有一些致癌、致畸、致突变的有毒
物质,其中已报道的有机氯代物有300余种之多。总之,造纸废水不仅使人类赖以
生存的环境和生态平衡遭到破坏,同时也直接或间接威胁造纸行业自身的发展问
题。
基于以上原因,使得造纸废水处理刻不容缓。因此使得本课题具有很大的意义:
(1)使水质指标达到回用标准;
(2)保护了水资源和水产环境;
(3)保护了生态环境和人体健康;
(4)降低了投资和运行费用,增加了企业的利润;
(5)走可持续发展道路,促进了社会主义和谐社会的构建。
第二章 造纸工艺及其废水
2.1造纸的原辅料
2.1.1.造纸所用的原材料主要有:木浆、草浆、进口浆板及进口废纸等。
2.1.2.制浆原料:麦草、芦苇、速生杨、竹子、龙须草,(就是含纤维量高且
纤维长的植物)(棉:是做卫生纸的主材料。棉、麻也是做特殊用纸的主材料。)
2.1.3.主要化工原料:烧碱、硫化碱、蒽醌、(化石粉、硫酸铝为填料)等。 2.2造纸的生产工艺
2.2.1古代造纸方法
以我国古书「天工开物」卷中所记载之竹纸制造方法为例,作为介绍。古时
以竹子造纸之步骤如下:
① 斩竹漂塘 斩竹嫩竹, 放入池塘,裁泡一百日以上,利用天然微生物
分解并洗去竹子之青皮。
② 煮徨足火 将以上所得之竹子,放入"徨″桶内与石灰一道蒸煮八日
八夜。
③ 舂 臼 取出上述处理之竹子, 放入石臼,以石碓叩打直至竹子被
打烂,形同泥面。
④ 荡料入帘 将被打烂之竹料倒入水槽内,并以竹帘在水中荡料,竹料
成为薄层附于竹帘上面,其余之水则由竹帘之四边流下槽内。
⑤ 覆帘压纸 然后将帘反复过去,使湿纸落于板上,即成张纸。如此,重
复荡料与覆帘步骤,使一张张的湿纸叠积上千张,然后上头加木板重压挤去大部
分的水。
图1 造纸流程及废水产生环节
2.3造纸废水主要种类及其特点
纸工业是世界6大工业污染源之一,占我国工业总废水量的10%左右。 纸
生产过程中用水很多,生产1t纸约需水300~500m3,在造纸废水中,不仅含有大
量造纸原料(约有20%原料 随废水流失),而且含有大量化学药品及其他杂质,
所以如果造纸废水不经处理任意排放,会对水体造成极大的危害造纸废水主要为高
浓度有机废水,并含木素、残碱、硫化物、氯化物等污染物。其特点是废水量大,
COD质量浓度高,废水中的纤维悬浮物多,而且含二价硫元素,色度高,有硫醇类
恶臭气味。造纸废水主要有三个来源:制浆废液(黑液)、中段水、纸机白水。造纸
废水会给周围水体带来严重污染和生态环境的破坏。据近年统计资料介绍,全国制
浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量的10%~12%,居第三位;排放污
水中化学耗氧量(COD)约占全国排放总量的40%-45%,居第一位。造纸工业废水
的严重污染和危害已经引起了人们的广泛关注。随着人们环保意识的不断增强,彻
底解决造纸工业废水对环境的污染已迫在眉睫。
在制浆(化学法)和造纸生产过程中主要产生三类废水:黑(红)液、中段废
水和纸机白水。黑(红)液主要是蒸煮制浆废水,中段水包括纸浆洗涤、筛选、漂白
废水,纸机白水为抄纸车间废水。其中蒸煮废水的环境污染最严重,占整个造纸工
业污染的90%。黑液的主要成分是木质素、纤维素、半纤维素、单糖、有机酸及
氢氧化钠等,可以综合回收其中的有用物质;中段废水污染物复杂,含有较高浓度
的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的物质成分,而且富含漂白阶段产生
的对环境危害大的有机氯化物,具有很深的颜色和很大的毒性,pH为9~11,悬浮
物1000mg/l左右,COD600-2500mg/1;抄纸废水,又称“白水”,主要来自打浆、
浆料的净化筛选和造纸机湿部。废水中的污染物主要包括悬浮固形物,如纤维、填
料、涂料,以及溶解的木材成分、添加的湿强剂、防腐剂等。
2.3.1造纸污水的特点:
①蒸煮木浆(或草浆)所生成的废液,又称黑液。黑液中所含的污染物占到了
造纸工业污染排放总量的90%以上,且具有高浓度和难降解的特性。黑液中的主要
成分有3种,即木质素、聚戊糖和总碱。木质素是一类无毒的天然高分子物质,作
为化工原料具有广泛的用途,聚戊糖可用作牲畜饲料。
②打浆机和精浆机排出的污水,称打浆污水。颜色呈深黄色,占造纸工业污染
排放总量的8%~9%,吨浆COD负荷310 kg左右。中段水浓度高于生活污水,BOD和
COD的比值在0.20到0.35之间,可生化性较差,有机物难以生物降解且处理难度
大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等,以可溶性COD为主。其
中,对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水,例如氯化漂白废水、次氯
酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷,还含有40多种其他有机氯
化物,其中以各种氯代酚为最多,如二氯代酚、三氯代酚等。此外,漂白废液中含
有毒性极强的致癌物质二恶英,对生态环境和人体健康造成了严重威胁。
③造纸机污水,其中可以直接使用的称为白水。白水主要含有细小纤维、填料、
涂料和溶解了的木材成分,以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等,以不溶性COD为
主,可生化性较低,其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大,但其所含的有
机污染负荷远远低于黑液和打浆废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部
分或全封闭系统以降低造纸耗水量,节约动力消耗,提高白水回用率,减少多余白
水排放。
2.3.2污染物种类:
①悬浮物 包括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物,主要是纤维和纤维细料(即破
碎的纤维碎片和杂细胞)
②易生物降解有机物 包括低分子量的半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖类等。
③难生物降解有机物 主要来源于纤维原料中所含的木质素和大分子碳水化合
物。
④毒性物质 黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸等。
⑤酸碱毒物 碱法制浆污水ph值为9~10;酸法制浆污水ph值为1.2~2.0.
⑥色度 制浆污水中所含残余木质素是高度带色的。
第三章 造纸厂废水处理方法
目前制浆造纸废水治理技术已比较成熟,基本工艺流程是源头治理与末端治理相结合。如碱法化学浆企业基本都采用碱回收技术处理造纸黑液、好氧生化技术处理综合废水的工艺路线,其中的好氧生化处理大多采用完全混合活性污泥处理工艺,根据原水水质情况部分企业在好氧生化前采用水解预处理降低进入好样单元的污染负荷;生产化机浆的企业各工序废水经源头治理(纤维回收)和充分回用后,剩余部分排入末端治理系统,末端治理采用厌氧-好氧处理工艺,其中的厌氧单元多采用IC反应器、UASB反应器等形式,好氧单元采用完全混合活性污泥技术;废纸浆企业根据综合废水水质情况多采用混凝沉淀(气浮)-好氧生化、厌氧(水解)-好氧生化处理技术;商品浆造纸企业废水经源头治理(纤维回收)和充分回用后,剩余部分多采用好氧生化处理技术。随着新修订《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544)的加严,国内制浆造纸企业大多在生化处理后新增了深度处理措施,行业内采用较多、运行稳定的技术主要有混凝沉淀和Fenton氧化技术,这两种技术均取得了较好的效果。 制浆造纸废水主要工艺流程包括源头治理和末端治理两部分,其中的末端治理系统包括一级、二级和深度处理单元,各级处理工艺的选择应根据实际水质情况和处理要求,经分析论证后具体确定。
根据目前我国废纸造纸厂的情况,废纸造纸废水的处理基本上分为沉淀或气浮的物化法和物化加生化的联合处理法。
3.1一级物化处理
一级物化处理也称为初级处理,是以物理方法为主,辅以化学方法,主要是去除废水中轻质与重质的杂物,以及部分悬浮物质,减轻后续处理工艺的负荷。同时调节p H值,为后续处理的进行提供条件经过一级处理的废水通常达不到排放标准,还必须经过二级处理。废水一级处理的基本流程如下:废水流经格栅,轻质杂物被截留除去,然后经过沉砂池去除砂石、沉淀池去除重质杂物之后,进人二级处理系统。从目前国内废纸制浆造纸废水的处理技术的实际应用情况来看,一级处理以华南理工大学研制的“ 一体化” 处理技术、气浮处理技术为主。 3.1.1“ 一体化” 处理技术
华南理工大学长期从事废纸造纸废水处理新技术的研究,在该领域取得多项国家
专利技术,主要是采用混凝沉淀与吸附过滤相结合的方法在特效废水处理器中对废水进行处理,处理效率高,大大提高了出水水质。 3.1.2 气浮/沉淀法处理
沉淀法和气浮法都是用来去除废水中悬浮物的方法。沉淀法是指利用重力沉淀的作用将悬浮物除去;而气浮法处理废水的基本原理是将一定量的空气吸人密闭容器内,施加一定压力使空气溶解于废水中,使容器内的废水成为容器废水,然后在减压的情况下将溶解在废水中的空气重新释放出来,形成微小气泡,大量的微小气泡吸附在废水的悬浮物周围,降低了悬浮物的比重,当比重小于1时,悬浮物则上浮于水面,经过浓集达到水和悬浮物分离的目的。其典型的处理工艺流程如下: 废水→筛网→集水池→气浮或沉淀→排放。气浮和沉淀均为物化处理方法,处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关,其COD去除率一般高于制浆中段水的COD去除率,通常能达到70%~85%。对吨纸废水排放量>150m3、浓度较低的中小型废纸造纸企业,通过气浮或沉淀处理,出水水质指标可达到或接近国家排放标准。制浆造纸废水中的悬浮物质主要是树皮、纤维、纤维束以及涂料组成。据报道,在英国纸厂首选沉降法,平均可以去除80%以上的悬浮物质,初级净化器的设计平均为70%-80%(悬浮物去除率);采用溶气气浮法处理废水,TSS去除率可以达到65%-95%。
目前,我国使用的最多、效果最好的气浮法是浅层气浮法。广东造纸有限公司采用CQJ型嘲笑浅层气浮净水器处理新闻纸机白水,结果表明,在混凝剂PAC和絮凝剂PAM用量分别为400ppm和10-15ppm,气浮器入口SS为3234.0mg/L,COD为3716.9mg/L,其去除率分别为85%和81.5%,每台日处理量5760立方米每天,回收白水4930立方米每天,从这些数据可看出,浅层气浮处理造纸白水有效率高、投资少、运行可靠的特点,是一种高效的废水处理设施。
3.1.3 气浮法和一体化技术的对比 a. 处理的废水种类不同
气浮主要用来处理从造纸机上下来的白水,而一体化废水处理器则主要用来处理废纸制浆造纸废水。白水和废纸制浆造纸废水的性质是不一样的,废纸制浆造纸废水中污染物不适合用气浮法去除。
b. 所需设备投资、效果不同
对于同样的废水处理量,气浮处理法所需设备投资大,且气浮处理方法难以去除废水中可溶性COD ,有研究表明:一体化技术对可溶性COD 的去除率可达到近20%,而絮凝沉淀法或气浮法只有4%和5%。
c. 设备的占地面积、运行成本不同
气浮处理法的占地面积较大。而一体化废水处理器将沉淀、吸附、过滤、生化处理集为一体化的直径8-10m、高9m的设备,因而大大节省了废水处理工程的占地面积。同时,一体化废水处理器无需搅拌,只依靠水泵动力,不仅操作更加方便,同时也降低了运行成本。 3.2 物化+生化处理
对于吨纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型废纸造纸企业,期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度,因为可溶性COD、BOD5主要需通过生化方法才能有效去除。一般,当执行COD≤100mg/L的排放标准时,原水COD浓度不宜超过600~800mg/L;当执行COD≤150mg/L的排放标准时,原COD浓度不宜超过800~1000mg/L。因此,在原水SS和COD浓度较高时,应在一级物化处理之后接生化方法处理,使处理出水最终达到国家排放标准的要求。
物化加生化处理方法的典型工艺流程如下:
废水→筛网→调节→沉淀或气浮→A/O或接触氧化→二沉池→排放 对COD的要求严格,工艺的替代性,要求就越发的高。
第四章 造纸废水处理技术工程实例
4.1 MBFB工艺
在美国、欧洲等国家采用了MBFB工艺,MBFB能有效除去微污染水体中氨氮、
COD和其它难降解小分子有毒有机物等。。 膜生物流化床工艺(MBFB)以生物流化床为基础,以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon,简称PAC)为载体,结合膜生物反应器工艺(Membrane bioreactor,简称MBR)的固液分离技术,使反应器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分离作用为一体。使水体中难以降解的小分子有机物与在曝气条件下处于流化状态的活性炭粉末进行充分地传质、混合,被吸附、富集在活性炭表面,使活性炭表面形成局部污染物浓缩区域;粉末活性炭同时也为微生物繁殖提供了特殊的表面,其多孔的表面吸附了大量微生物菌群,特别是以目标污染物为代谢底物的微生物菌群;同时,粉末活性碳对水体中溶解氧有很强的吸附能力,在高溶解氧条件下,微生物对富集在活性炭表面小分子有机物进行氧化分解,然后利用陶瓷膜分离系统将水和吸附了有机物的粉末活性炭等悬浮颗粒分开,通过错流过滤,进一步净化污水,使其达到中水回用标准。
4.2 Fenton流化床工艺
Fenton氧化法是利用过氧化氢(H2O2)和亚铁离子(Fe2+)反应,产生强氧化剂?OH,将废水中的有机物氧化并去除的一种化学处理法。Fenton流化床是利用流化床的方式使Fenton法所产生的三价铁大部分结晶或沉淀,是一项结合了同相化学氧化(Fenton法)、异相化学氧化(H2O2/FeOOH)、流化结晶及FeOOH的还原溶解等功能的新技术。铁氧化物具有异相催化的作用,而流化床的方式也提高了化学氧化反应及质传效率,使COD及色度的去除率提升。
Fenton流化床已在广东造纸厂应用,结果表明:该技术能够很好地对造纸废水进行深度处理,处理后的出水大大优于《广东省水污染排放限值》(DB 44/26-2001)对造纸废水CODCr 低于250mg/L的要求,CODCr浓度可降低到70mg/L以下
表
2 广东造纸厂废水深度处理效果
第五章 对造纸废水处理技术中的展望及看法
5.1对造纸废水处理技术的展望
造纸工业是一个耗水大户,排放的废水量大,对环境的污染也十分严重,因而,
造纸废水的处理已经受到各国政府和企业的高度关注。对造纸工业所产生的废水进行处理不仅能为造纸厂(企业)带来利益,也会减少废水对环境造成的压力,因此,处理造纸废水具有十分重要的意义。
造纸废水的处理,国内外的专家以及科研人员一直都在积极探索,已经开发出各种理想的处理工艺,并广泛和成功的用于造纸废水的处理。除了传统的物理法、化学法、生化法以及这些方法的组合工艺外,各国科研人员也在积极研究开发新型
工艺用于处理造纸废水。目前,如膜技术、人工湿地、实施清洁生产等一系列型概念出现在人们的视野当中,这些行的反复发今后将会广泛的运用在处理造纸废水的工程中,并为企业和社会带来新的革命。
造纸废水的处理研究具有非常现实的意义,积极探索开发新的处理工艺是每一个环境保护工作者的责任,作为一位环境专业得到大学生,我希望自己在今后的发展中能够加入研究废水处理工艺和方法的对伍中,并通过不断学习和努力工作为造纸废水的处理做出贡献。
5.2对造纸废水处理技术的看法
①坚持“综合防治、化害为利”的方针。
由于造纸废水产生在制浆造纸的每一个环节,因此每道工序都有污水排出。一般生产生产1t纸约需水300~500m3,在造纸废水中,不仅含有大量造纸原料(约有20%原料随废水流失),而且含有大量化学药品及其他杂质,所以如果造纸废水不经处理任意排放,会对水体造成极大的危害造纸废水主要为高浓度有机废水,并含木素、残碱、硫化物、氯化物等污染物。其特点是废水量大,COD质量浓度高,废水中的纤维悬浮物多,而且含二价硫元素,色度高,有硫醇类恶臭气味。 ②废水处理量统计要准确。
目前一些造纸生产厂无水平衡资料,采用“一网打净”把各工序废水混合排放至废水池集中处理,这样做往往造成啤酒废水处理工程投资大,占地多,且运费高。因此,废水处理设计应严格掌握各生产工序的排水量,不能把生产用水量粗略地估算为废水处理的设计依据。最好的办法是造纸废水实行清污分流和循环使用制。 ③要依靠技术进步使废水资源化。
利用自然生态良性循环的方法净化和利用造纸工业废水,是造纸废水综合治理的一个方向,依靠技术进步从污染物再资源化和处理水重新回用方面来降低处理费用,增加了企业的经济效益。有利于实现废物的资源化。目前,造纸废水的利用技术已经在土地利用、植物净化等方面取得了不错的成果。
第六章 总结
目前,很多废纸造纸废水处理技术已成功研发并投入使用,取得了不错的处理效果,同时在处理技术的应用范围、能源消耗、技
术可操作性、投资运行费用等方面还存在着一定的局限性。因此,对废纸造纸废水处理技术的研究不能停滞,建议在以下方面加大研发力度:
(1)针对废纸造纸废水处理的不同阶段,从物理、化学、物化和生物等方面,优化现有的技术,并不断开发新技术。
(2)研究适合于各种情况的废水零排放清洁生产工艺,以普及行业废水零排放。 (3)加强废水处理设备、处理使用药剂的研发,增强处理效果。相信废纸造纸行业定会在处理技术日趋完善的形势下,符合环保要求,实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。 造纸行业废水处理方法
1、预处理 废纸造纸生产污水的预处理是保证系统达标的 前提,预处理的主要目的:回收污水中的纤维、降低生 化系统负荷。一般厂家均在车间内部对白水进行纸 浆回收,在此不做赘述,本文所述的预处理主要是混合污水的厂外处理,主要包括纸浆回收、物化处理。
2、纸浆回收 常用的纸浆回收设备有斜筛、重力自流式筛网 过滤机、普通旋转过滤机、反切单向流旋转过滤机 等,常用的为斜筛。建议根据试验确定水力负荷及 筛网目数,在没有数据的前提下,推荐水力负荷为 10~15 m3 / (m2 ·h) ,筛网80~100 目。近年来出 现多圆盘回收混合废水纤维。多圆盘原先多用于厂 内白水处理,现在已有箱板纸厂家采用它回收厂外 混合废水的纤维。多圆盘运行费用低、基本不需加药、回收纤维质量高、出水悬浮物含量低 ,后续可以省去初沉池,具有广阔的应用前景,值得设计人员关注。
3、物化处理 造纸污水处理常用的有气浮法和沉淀法。 气浮法主要为机械法和溶气法。机械法以涡凹 气浮为代表,溶气气浮以普通溶气气浮和浅层气浮 为代表。机械法优点为无回流,设备简单,动力消耗 低;缺点是气泡大,数量有限,效率相对低,且设备维 护相对复杂。传统溶气气浮因其占地面积大,投资 高,新工程很少用;浅层气浮因其效率高、占地小,在 溶气气浮中处于主导地位。沉淀法污水处理常用处理设施有 斜管沉淀池、辐流沉淀池和平流沉淀池等。斜管沉 淀池易堵塞,平流沉淀池排泥困难。造纸废水多采 用结构简单、管理方便的辐流沉池。
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[11]. 杨学富. 制浆造纸工业废水处理.化学工业出版社, 2001. [12]. 许文昌. 江苏五成造纸企业年底“零排放”.中华纸业, 2007. [13]. 马邕文,万金泉,造纸工业废水处理及工程案例.化学工业出版社,2008-04
致 谢
毕业设计,是我大学生涯交上的最后一个作业了。大学三年学习时光也随着毕业论文的撰写工作进展接近了尾声,我的大学生涯也即将画上一个句号。在此,我想感谢我的老师和同学们给予了我很多无私的帮助。
这次毕业论文工作的顺利进行与圆满结束,我要特别感谢我的指导老师XXX老师,从选题到查阅资料,论文提纲的确定,中期论文的修改,后期论文格式调整等各个环节中他都给了我悉心的指导。王老师对待工作严谨认真态度给我留下了深刻的印象,这将是我一辈子的财富,我也将朝着这个方向不断努力。在此,我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢!
毕业实习论文成绩评定表
湖北理工学院 毕业设计(论文) 批阅教师:
年 月 日
18
范文二:环境监测毕业论文
目 录
第一部分 郧县环境监测站介绍 ......................................................................- 2 -
1.1 监测站概况 .................................................................................................................... - 2 - 1.1.1 监测站人员概况 .................................................................................................. - 2 - 1.1.2 主要监测仪器和设备概况 .................................................................................. - 2 - 1.2 郧县环境监测站业务介绍 .......................................................................................... - 2 - 1.2.1 监测项目与监测频次 .......................................................................................... - 3 - 1.2.2 监测点位布设 ...................................................................................................... - 4 -
第二部分 大气环境质量监测状况 ................................................................- 5 -
2.1 城区大气质量状况 ........................................................................................................ - 5 - 2.1.1 大气监测结果 ...................................................................................................... - 5 - 2.1.2 大气环境质量现状评价 ...................................................................................... - 7 - 2.2 酸 雨 状 况 ................................................................................................................ - 8 - 2.2.1 监测结果分析 ...................................................................................................... - 8 - 2.2.2 酸雨污染评价 ...................................................................................................... - 8 -
第三部分 水环境监测质量状况分析 ..........................................................- 9 -
3.1 水环境监测基本概况 .................................................................................................. - 9 - 3.1.1 监测网点设置 ...................................................................................................... - 9 - 3.1.2 监测频率与监测结果 .......................................................................................... - 9 - 3.2 水环境质量评价 ........................................................................................................ - 10 - 3.2.1 评价标准 ............................................................................................................ - 10 - 3.2.2 评价参数的选择 ................................................................................................. - 11 - 3.2.3 评价方法 ............................................................................................................. - 11 -
第四部分 城区环境噪声状况分析 ..............................................................- 14 -
4.1 噪声监测结果与评价 .................................................................................................. - 14 -
4.1.1 功能区定点噪声 ................................................................................................ - 14 - 4.1.2 道路交通噪声 .................................................................................................... - 15 -
第五部分 环境质量分析与对策 ....................................................................- 16 -
5.1 环境质量现状总结 ...................................................................................................... - 16 - 5.1.1 大气质量状况 .................................................................................................... - 16 - 5.1.2 水环境质量现状 ................................................................................................ - 16 - 5.1.3 城区声环境状况 ................................................................................................ - 16 - 5.2 原因分析 ...................................................................................................................... - 17 - 5.2.1 地理环境原因 .................................................................................................... - 17 - 5.2.2 企业环境监督防治不到位 ................................................................................ - 17 - 5.2.3 郧县当局对生活污染源防治不力 .................................................................... - 17 - 5.3 措施对策 ...................................................................................................................... - 17 - 5.3.1 加强依法监管,进一步做好重点污染源治理 ................................................ - 17 - 5.3.2 全面推行清洁生产,促进资源合理利用 ........................................................ - 18 - 5.3.3 加大环境宣教力度,提高全民的环境意识 .................................................... - 18 - 5.3.4加强区域空气环境污染防治 ............................................................................. - 18 - 5.3.5 加强区域水环境污染综合整治 ........................................................................ - 18 - 5.3.6 加强区域声环境综合整治 ................................................................................ - 19 -
毕业实习总结 ....................................................................................................................- 19 - 参考文献资料 ....................................................................................................................- 20 -
郧县环境质量现状浅析
The present condition analysis of the Yunxian City
environment quality
摘要:大学生在大学毕业之前按照相关规定必须完成学校规定的大学生实习计划,
毕业实践过程是大学教学过程中的一项非常重要的教学环节。这也是大学生理论与实践相结合、理论指导实践、实践验证理论的一个绝佳机会,并且是一个能够很好地检验学习质量提升专业素质的学习平台。因此本人认真对待这次实践机会,在此基础上完成相应的毕业实习论文。
本文共有五个部分,以湖北郧县环境监测站的业务内容为主线,以收集的相关资料为基础,结合本人对课本知识的理解力和应用能力,对郧县环境质量现状尝试作了浅要分析,对湖北郧县的主要环境因子的数据资料进行了初步分析和处理,然后尝试找出了相应原因和对应问题,并提出了相应的解释和处理措施。 关键词:郧县 环境监测站 毕业论文
The present condition analysis of the Yunxian City
environment quality
Summary:The university students before graduation according to related provision have to complete school provision of university student practice plans, this procession is a most important university teaching practices. This is also a best extremely opportunity that university student's theories and practice combine together、theories instructs practice 、practice identify theories , and is a good study place that can nicely examine study quality, promote profession character of study terrace.Therefore I treated this practice opportunity so earnest, and completed correspond of graduation field work thesis on this foundation.
This text totally has five parts, with the lord line of Yunxian City environment in the Hubei monitor station of business contents , with collections of related data for the foundation, combineing my lesson
origin knowledge of apprehension and application ability, I tried to make present condition shallow of the Yunxian City environment quality want analysis, firstly and steply analyse and process the data of the main environment factor of Yunxian City Hubei province, then tried to find out the correspond reasons and rightness problems, and put forward correspond of explanations and processing measures.
Keyword: Yunxian City Environment monitor station Graduation thesis 实习地点:湖北省郧县环境监测站 实习时间:3月1日——4 月10日 实习方式:业务学习与实地监测相结合
第一部分 郧县环境监测站介绍
1.1 监测站概况
1.1.1 监测站人员概况
湖北郧县环境监测站是四级(县级)站,截止2009年4月,站中共有11人,均为科技人员,其中中级职称的有3人,约占30%,初级职称的有8人,约占70%。 1.1.2 主要监测仪器和设备概况
截止2009年4月,湖北郧县环境监测站共有监测仪器设备88台,其中大型仪器5台,一般仪器71台,采样器12台。大部分设备执行国家最新标准(GB****—2008),性能满足监测要求。
1.2 郧县环境监测站业务介绍
郧县环境监测站作为四级站,根据国家相关规定,主要业务分为大气环境、水环境、城区声环境等监测项目
1.2.1 监测项目与监测频次
湖北郧县环境常规监测的项目与频次参照国家颁发的《环境监测技术规范》执行。
一、 大气 (一) 监测项目
二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、总悬浮微粒(TSP)和降尘、大气降水pH值。 (二) 监测频次 (1)大气
一季度一次,连续五天,一天四次,一次一个小时。降尘,每月采样监测一次,每次持续采样一个月。
(2)降水
逢雨(雪)必测pH。 (三)主要监测仪器及方法
武汉天虹TH-8801V烟尘采样器、DW10型测烟望远镜,执行GB13271—2001《锅炉大气污染物排放标准》 二类区标准;TH—150粉尘采样仪、TG328A电子天平,执行GB16297—2008《新污染源大气污染物综合排放标准》;GB3095-1996《环境空气质量标准》;执行最新GB/T16157监测方法
二、 地表水 (一)监测项目
必测项目:水温、pH值、悬浮物、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、总磷、硝酸盐氮、浊度、总氮、总硬度、挥发性酚、总氰化物、总砷、六价铬、总铅、总镉和石油类;饮用水源地另加测氟化物、硝酸盐氮两项目。 (二)监测频次
所有地表水监测点位,六次∕年,监测时间为1、3、5、7、9、11月各一次。 (三)主要监测仪器及方法 表1-1 郧县环境监测站常用分析试验
三、 噪声
(一)监测项目
必测项目:功能区噪声定点监测,道路交通噪声监测,区域环境噪声(昼间)。 (二)监测频次
功能区定点噪声:每半年监测一次,测定时间为6月和12月,每类标准区的每个测点测量一天,作24小时连续测量。
道路交通噪声:每年监测一次,在11月进行,在每条平均车流量≥100辆/小时的路段上选择一个测点,每次测量20分钟,并且在白天正常工作时间进行。
区域环境噪声:为配合城市环境综合整治定量考核,每年监测一次。 (三)主要监测仪器及方法
杭州爱华AWA6218B(GB/T17181-1997-2)型,执行GB12348—2008《工业厂界环境噪声排放标准》Ⅱ类区厂界噪声标准; GB3096-2008《声环境质量标准》。 1.2.2 监测点位布设
一、 大气监测站位布设
湖北郧县大气监测点3个,设在湖北郧县环保局楼顶,湖北郧县烈士陵园,湖北郧县二水厂。监测项目为二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和总悬浮微粒(TSP),湖北郧县还设降尘测点1个、降水测点1个,均设在环保局楼顶。
二、 地表水监测站位布设
湖北郧县共设地表水监测点位2个,为汉江湖北郧县段杨溪断面,汉江支流堵河方滩断面。
三、 噪声监测点位布设
湖北郧县共设各类噪声测点121个,其中功能区定点噪声6个,交通噪声测点13个,区域环境噪声测点102个。
第二部分 大气环境质量监测状况
2.1 城区大气质量状况
郧县城区大气环境监测结果见表2-1。
表2-1 郧县“2003—2007”大气监测数据统计表 单位:mg/L;
2.1.1 大气监测结果
一、二氧化硫(SO2)
城区设SO2测点3个,日均值范围为0.002~0.016mg/L,无超标现象,年日均值为0.007mg/L,达到国家一级标准(国家年平均一级标准为0.02mg/L)。详见图2-1。
0.0100.0080.0060.0040.0020.000
2006年2007年
图2-1 郧县二氧化硫年日均值比较图
二、二氧化氮(NO2)
城区设NO2测点3个,日均值范围为0.016~0.055mg/L,无超标现象。年日均值为0.033mg/L,达到国家二级标准(国家年平均二级标准为0.04mg/L)。详见图2-2。
0.0400.0300.0200.0100.000
图2-2 郧县二氧化氮年日均值比较图
三、总悬浮颗粒(TSP)
城区设TSP测点3个,日均值范围为0.024~0.229mg/L,有4个日均值超标,超标率为4.2%,年均值为0.119mg/L,达到国家二级标准(国家年平均二级标准0.20mg/L)。详见图2-3。
0.150.120.090.060.03
四、降尘
6.005.004.003.002.001.000.00
2006年2007年
图2-4 郧县降尘年日均值比较图
城区设降尘测点1个,月均值范围为3.66~6.61吨/平方公里·月,月平均值为4.84吨/平方公里·月,未超过省内暂定标准(湖北省内标准8.00吨/平方公里·月)。详见图2-4。 2.1.2 大气环境质量现状评价
通常用大气综合污染指数法评价大气环境质量,它是多种污染物对大气质量产生影响的一个综合指标。大气综合污染指数计算公式如下:
P=∑Pi 其中:Pi=Ci/Si
式中:Ci——各监测指标全年平均值;
Si——监测指标评价标准; Pi ——监测指标的单项质量指数; P ——空气综合污染指标。
根据GB3095-1996环境空气质量标准》中年均值二级标准的规定,各监测指标的评价标准为SO2 0.06 mg/L,NO2 0.04mg/L,TSP 0.20mg/L。具体划分方法见表2-2。
表2—2 城市空气综合污染指数分级表
i=1n
表2-3列出了郧县大气综合污染指数及质量等级单项指数,评价结果如下:
表2-3 2006—2007年大气综合污染指数及质量等级表
2.2 酸 雨 状 况
2.2.1 监测结果分析
2006—2007年郧县城区共采集降水样品62个,降水pH值分布范围为5.3~7.9,10个样品pH值小于5.60,酸雨率为
16%,全县降水pH年平均值为7.2。 与2006年相比,从酸雨率和酸雨强度上都可以看出,郧县的酸雨污染状况有所好转。详见表2-4。
表2-4 郧县城区2006—2007年降水监测统计表
2.2.2 酸雨污染评价
衡量一个地区酸雨污染的指标有两个,即酸雨率和降水酸度。酸雨污染评价分级如表2-5。根据表2-5可知,郧县酸雨污染等级为Ⅰ级,属非酸雨区。
表2-5 酸 雨 污 染 分 级 表
第三部分 水环境监测质量状况分析
3.1 水环境监测基本概况
3.1.1 监测网点设置
湖北郧县地表水共设有两个监测点位:汉江支流堵河方滩和湖北郧县杨溪断面,每个点位和断面均设置了左、中、右三个监测点位。 3.1.2 监测频率与监测结果
一、 监测频率
湖北郧县环境监测站所辖区域的2个监测采样断面,每年监测采样3期,每期间断监测2次。一年共计6次。
二、 监测结果
(一)饮用水源监测情况及结果见表3-1。
表3-1郧县水厂水源地水质监测结果年度统计表 单位:mg/L(pH除外)
(二)江河水系监测结果(由于没有收集到具体的数据表,在此为略)
3.2 水环境质量评价
3.2.1 评价标准
根据湖北省对湖北郧县的环境规划目标和十堰市对湖北郧县的环境容量分配指标,堵河方滩定为II类水域,汉江湖北郧县段定为Ⅱ类水域,故采用GB3838-2008《地表水环境质量标准》II类标准评价。标准中未列入的项目采用《环境质量报告书编写技术规定》推荐值。其中,氨氮≤0.5mg/L,总硬度(以CaO计)≤250 mg/L,悬浮物≤150 mg/L执行,总氮按GB3838-2008《地表水环境质量标准》Ⅱ类标准0.5mg/L执行,执行标准见表3-2。
表3-2 地面水环境评价标准 单位:mg/L(pH除外)
3.2.2 评价参数的选择
水质综合评价参数的选择,是根据各监测项目的年平均值的具体情况而定,对于长期未检出项目如挥发酚、氰化物、砷、总汞、铅、镉、油类等,优先删除,经计算,剔除各水体分指数较小的项目,保留总硬度、溶解氯、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、总磷(库区)等,使其综合指数大于总综合指数的80%以上作为该水体的水质综合评价参数。 3.2.3 评价方法
根据湖北郧县地面水环境质量状况,汉江湖北郧县段水质执行国标II类标准,评价数学模式采用水质综合污染指数、污染分担率和污染负荷比进行综合评价。
一、地表水单项污染指数: Pi=Ciji0 二、地表水综合污染指数: Pj=∑Pij 式中:Pj—j断面水污染综合指数; Pij—j断面i项污染物的污染指数; Cij—j断面i项污染物的年平均值; Ci0—i项污染物评价标准值; n—参与评价污染物项数。 溶解氧评价指数计算公式:
Pi=(Cimax-Ci)(Cimax-Ci0)
式中:Cimax—饱和溶解氧浓度(20℃,9.17mg/L)。 pH评价指数计算公式:
i=1n
IpH,j= IpH,j=
7.0-pHj7.0-pHsdpHj-7.0pHsu-7.0
, pH≤7.0 , pH>7.0;
式中:IpH,j——j点的pH标准指数单元; pHj——j点的pH监测值;
pHsd——评价标准中规定的pH值下限; pHsu——评价标准中规定的pH值上限。
水质参数的标准型指数单元大于“1”,表明该水质超过了规定的水质标准,已经不能满足使用功能的要求。
三、污染分担率:
Ki=PijPj?100%
式中:Ki—污染物在系统断面诸污染物中的污染分担率;
Pij、Pj、n同上。
四、污染负荷比:
Kj=Pj
∑P?100%
jj=1
m
式中:m Kj—j断面的污染负荷比。 五、环境质量分级
水质等级分类评价的依据是GB3838-2008《地表水环境质量标准》中五类标准,相对应于水质Ⅰ~Ⅴ类,根据水体污染因子状况定义河流监测断面水质类型,其污染指数共分成五个等级,见表3-3。
表3-3 水质等级分类表
3.2.4 水环境质量评价
一、汉江郧县堵河方滩断面环境质量评价
堵河方滩断面水质综合污染指数见表3-4、表3-5。
表3-4堵河方滩断面水质污染指数
表3-5堵河方滩断面综合污染指数及污染负担率 从表3-4和表3-5可看出,汉江郧县段水质较好,大部分监测项目的浓度值低于环境质量标准(I类),主要污染物为总氮,平均分担率为33.8%,其次是总磷和高锰酸盐指数,平均分担率分别为20.1%和13.6%。
二、汉江郧县杨溪段面环境质量评价
汉江郧县杨溪段断面污染指数等见表3-6、表3-7
表3-6 汉江郧县杨溪段断面污染指数
表3-7 汉江郧县杨溪段断面综合污染指数及污染分担率
从表3-6和表3-7可看出,汉江郧县段断面作为我市的控制断面,大部分监测项目的浓度值低于环境质量标准(Ⅱ类),水质较好。其主要污染物为氨氮,平均分担率为19.3%,其次是高锰酸盐指数和总硬度,平均分担率分别为17.3%和16.9%。
第四部分 城区环境噪声状况分析
4.1 噪声监测结果与评价
4.1.1 功能区定点噪声
湖北郧县城区共设功能区定点噪声测点5个。其中1类标准适用区(文教区)1个,2类标准适用区(混合区)1个,3类标准适用区(工业区)1个,四类标准
适用区(交通干线两侧)2个。共获得100个昼间和夜间的定点噪声平均等效声级。功能区定点噪声监测结果见表4-1。
表4-1湖北郧县2003-2007城区功能区噪声年均值及超标率统计
对照GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》,在100个定点噪声平均等效声级中,有10个超标,超标率为50.0%,其中昼间超标率为20%,夜间超标率为60%,夜间噪声超标情况很严重。
各功能区按噪声超标率大小顺序排列依次为:三、四类标准区(100%)>一、二类标准区(0%)。 4.1.2 道路交通噪声
五年期间对湖北郧县城区进行了道路交通噪声监测,监测道路总长为9.29公里,测点数为13个。监测结果统计见表4-2。
表4-2 湖北郧县2006-2007道路交通噪声监测结果统计表
湖北郧县城区的道路交通噪声平均等效声级超过70.0dB(A)的控制标准的超标路段长度为8.31公里,占监测道路总长的89.5%。与2006年比较,平均等效声级下降了3.4dB(A),超标路段长度下降了0.98公里,路长超标率下降了10.5%。
第五部分 环境质量分析与对策
5.1 环境质量现状总结
5.1.1 大气质量状况
湖北郧县大气环境中二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒年日均值均符合国家一~二级标准,降尘符合省内暂定标准。与2006年相比,二氧化硫、二氧化氮和总悬浮颗粒物略有上升,降尘有小幅下降。大气中三项主要污染物污染负荷大小排列次序为:TSP>NO2>SO2,其中TSP负荷系数达52.7%,表明影响湖北郧县大气环境质量的主要污染物为TSP。
二氧化硫:年日均值为0.007mg/L ,达到国家一级标准(国家年平均一级标准为0.02mg/L),日均值无超标现象。
二氧化氮:年日均值为0.033mg/L,达到国家一级标准(国家年平均一级标准为0.04mg/L),日均值无超标现象。
总悬浮颗粒:年日均值为0.119mg/L,达到国家二级标准(国家年平均二级标准为0.20 mg/L),超标率为4.2%。
降尘:年月均值为4.84吨/平方公里?月,未超过省内暂定标准(省内暂定标准8.00吨/平方公里?月),无有月均值超标。
湖北郧县城区大气质量综合指数1.15,属良好水平。 5.1.2 水环境质量现状
根据地表水监测分析湖北郧县水体污染特征为有机型,主要污染因子有总磷、氨氮、高锰酸盐指数、生化需氧量等。 5.1.3 城区声环境状况
湖北郧县城区噪声污染仍较严重,各功能区存在不同程度超标现象,但平均超标率有所下降,区域环境噪声污染与2006年基本持平,道路交通噪声有所减轻。
湖北郧县的主要噪声污染是生活噪声源和交通噪声源。在城区各功能中,混合区超标率最高为50%,其次是文教区和交通干线两侧,工业区相对较低。区域环境噪声平均等效声级为60.5dB(A)。湖北郧县城区道路交通噪声等效声级72.0dB(A),
超过70.0dB(A)控制值,路长超标率为89.5%,与2006年相比交通噪声污染有所减轻,但交通噪声声级污染仍在较高水平上波动,且影响较广。
5.2 原因分析
5.2.1 地理环境原因
湖北郧县气候相对干旱,河流常年径流量相对偏小,水体自净能力下降。环境纳污容量减少,以致造成部分站位水质下降。 5.2.2 企业环境监督防治不到位
部分企业虽然上了治理设施,但由于废水收集系统不规范,不完善,存在设施出口达标而总排放口水质不达标现象。随生产规模的扩大,工业废水排放量的增加,以及部分企业“三同时”做不到位是造成湖北郧县地表水污染加剧的直接原因,特别是湖北郧县化工企业的迅猛发展。 5.2.3 郧县当局对生活污染源防治不力
随湖北郧县人口数量的增加生活污水和生活垃圾排放急增,到目前为止,全县没有提出一条与生活污水治理适应的防治措施,对生活污水和生活垃圾的管理也跟不上,更加剧了对河水的污染。
5.3 措施对策
5.3.1 加强依法监管,进一步做好重点污染源治理
湖北郧县工业污染大户排放废水及污染物量占全郧县绝大部分,应进一步做好对重点工业污染源的监督管理,以使湖北郧县工业水污染排放总量急增趋势得到有效控制。调查表明,化工行业是湖北郧县水环境主要污染行业,该类行业还严重存在偷排、漏排,“三同时”执行不到位现象,须通过依法监管,严禁、杜绝偷漏排现象,并要求未执行“三同时”企业严格执行“三同时”制度。同时,应以达标排放为前提,实现所有污染源稳定达标和全面达标,在重点污染企业全面开展污染源在线监测工作,建立工业污染源动态监控系统,加大对重点污染源和重点行业管理。
5.3.2 全面推行清洁生产,促进资源合理利用
清洁生产把污染防治从末端治理转向全过程控制,根本改变了大量消耗资源和粗放经营为特征的传统发展模式。然而湖北郧县很多企业工艺落后,设备陈旧,资源消耗量大, 造成大量资源和能源浪费,既污染了环境,又造成了企业经济损失。因此,湖北郧县应积极实施清洁生产新战略,促进湖北郧县经济社会可持续发展。一方面,建立完善有利于清洁生产的政策和制度,湖北郧县应制定相关政策和措施,优先发展清洁生产项目。制定在贷款、税收、贴息等方面优惠经济政策,为企业开展清洁生产提供良好的外部环境同时开展工业污染防治政策的调研和回顾分析,强化和完善清洁生产的政策和制度,使清洁生产制度化、规范化。 另一方面,在技改中落实控制污染目标,推进清洁生产实施。 5.3.3 加大环境宣教力度,提高全民的环境意识
宣传教育是提高全民环境意识的重要手段。湖北郧县应采用多种形式加大环境宣传教育力度,提高全民环境意识和环境公德观念,因为人民大众是环境污染最终受害者,也是保护环境主力军,环保部门应尽可能让有关环境示警信息公开,让公众和舆论界协助监督。加强绿色消费观念的宣传和引导,积极提倡节约和有利于环境保护消费方式,自觉抵制不利于环境的商品,如含磷洗涤剂、低效高污染农药化肥等。通过扩展环境权益而提高环境意识,把人的环境意识的提高过程,与对人们切身利益的保护和改善联系起来,当公众一旦了解到自身利益受到影响或威胁的真相后,就会自觉行动起来,对污染企业形成压力,参与对环境的社会管理。 5.3.4加强区域空气环境污染防治
当前,湖北郧县城区的空气环境的常规指标质量良好,但局部地区如,城区第三产业油烟,原种场工业园区废气排放等空气污染问题不容忽视,必须加强区域空气环境的专项整治,同时提高废气污染防治的监督管理与监测能力,提高环境执法的装备和水平,切实实现城区及农村环境空气质量的有效改善。 5.3.5 加强区域水环境污染综合整治
随着城市化进程加快,郧县农村人口不断向城镇转移,城镇规模和人口数量不
断扩大,但由于城镇基础设施不足,生活污水得不到处理,城市生活污水已是影响水环境的一个重要原因,因此除了对工业污染进行防治污水已是影响水环境的一个重要原因,因此除了对工业污染进行防治外,唯有加强对生活污水综合整治才是根本出路。因此,须积极考虑城镇生活污水处理规划,加快城市污水处理建设步伐,减少城镇生活污水对汉江水质影响。
5.3.6 加强区域声环境综合整治
影响湖北郧县城区噪声环境质量的主要问题是交通噪声和生活噪声。交通噪声强度高、影响范围广,是影响声环境质量的主要噪声源。要改善城市的声环境质量,必须严格执行城市噪声管理条例,力争控制噪声污染程度。具体措施:首先要加强车辆管理,控制交通噪声,应对主要道路实施禁鸣,并逐步扩大禁鸣范围,禁止高噪声机动车辆进城;其次是加强对建筑施工噪声管理,应贯彻实施《噪声污染防治法》的有关条例,按法规规定对打桩等噪声、强振动施工进行时间、地区、使用情况及设备类型限制;另外,应加强生活噪声监督管理,生活噪声影响范围大,城区各有关部门应根据噪声的监督管理职责,建立定期检查制度,加强对生活噪声监督管理。
毕业实习总结
本文按黄石理工学院毕业生论文书写的基本要求,结合自己专业知识技能,历时两个多月,对实习地环境质量进行了分析和综合评价,最后写出这篇毕业论文。为了使毕业论文更好地表现对自己的知识掌握程度的检验功能和实习内容,同时也更好地供相关老师的指导、考核和评价,文中附了必要的统计表格、公式和评价图。由于自己在环境监测站实习,各种数据几乎都是从监测仪器中得到,而且感到自己的相关环境评价知识掌握程度明显不够,为了进行二次学习,我适当加入了环境影响评价内容,在此特别说明。
学生不才,水平有限,其中不足在所难免。不论是在实习过程中,还是在论文写作过程中,指导老师姚瑞珍在百忙之中抽出宝贵时间给予热情斧正,在此真挚感谢!毕业临近,借此机会也向我的所有恩师表示最热忱的感谢和祝福!
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参考文献资料
1. 《湖北郧县环境监测站2003-2007年的环境监测数据统计表》
2. 张明顺主编.《环境管理》.武汉理工大学出版社.2003
3. 梁红主编.《环境监测》.武汉理工大学出版社.2003
4. 郭怀成,尚金城,张天柱主编.《环境规划学》.高等教育出版社.2003
5. 周国强主编.《环境影响评价》.武汉理工大学出版社.2003
附表:《湖北郧县环境监测站2003-2007年的环境监测数据统计表》
1. 附表一 郧县段水质监测结果年度统计表
2. 附表二 堵河方滩水质监测结果年度统计表
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范文三:环境监测系统_毕业论文
国家职业资格全国统一鉴定 维修电工技师论文 (国家职业资格二级)
论文题目:环境监测系统
目 录
目 录 . .....................................................................................................................................................................I 摘 要 . .................................................................................................................................................................... 1前 言 . .................................................................................................................................................................... 2第 1章 系统概述 . ........................................................................................................................................................ 3
1.1系统设计主要原理 . ............................................................................................................................................ 3 1.2系统硬件设计方案 . ............................................................................................................................................ 5 1.2.1 微控制器的选择 . ........................................................................................................................................ 5 1.2.2 湿度传感器的选择 . .................................................................................................................................... 6 1.2.3 温度度传感器的选择 . ................................................................................................................................ 7 1.2.4 气体传感器 . .................................................................................................................................................. 7 1.2.5显示方案的确定 . ........................................................................................................................................... 8 1.3系统软件设计方案 . ............................................................................................................................................ 8 1.3.1微控器软件设计方案 . ................................................................................................................................... 9
第 2章 系统硬件设计实现 . ...................................................................................................................................... 12
2.1环境监测系统的组成结构 . .............................................................................................................................. 12 2.2主控制器系统设计 . .......................................................................................................................................... 13 2.2.1 ATmega16简介 ........................................................................................................................................ 13 2.2.2 引脚图及引脚介绍 . .................................................................................................................................... 14 2.2.3 单片机最小系统电路设计 . ........................................................................................................................ 16 2.2.4 复位电路设计 . ............................................................................................................................................ 16 2.2.5 晶振电路设计 . ............................................................................................................................................ 18 2.3湿度传感器检测模块设计 . ................................................................................................................................ 19 2.3.1湿度传感器 HS1101简介 ........................................................................................................................... 19 2.3.2湿度传感器电路设计 . ................................................................................................................................. 21 2.3.3相对湿度检测系统方框图 . ......................................................................................................................... 22 2. 4温度检测模块设计 . ......................................................................................................................................... 22 2.4.1 DS18B20的性能特点 ................................................................................................................................. 22 2.4.2 DS18B20的内部结构 ................................................................................................................................. 23 2.4.3 DS18B20工作时序 ..................................................................................................................................... 27 2.4.4 ROM操作命令 ............................................................................................................................................ 29 2.4.5 DS18B20的测温流程 ................................................................................................................................. 30 2.5气体检测模块设计 . ............................................................................................................................................ 30 2.5.1气体传感器 MQ-2简介 .............................................................................................................................. 30 2.5.2 MQ-2型传感器的特性及主要技术指标 ................................................................................................... 31 2.5.3 MQ-2检测电路设设计 ............................................................................................................................... 34 2.5.3 MQ-2检测系统方框图 ............................................................................................................................... 34 2.6LCD12864显示模块设计 . ............................................................................................................................... 35 2.6.1 LCD 12864 系列中文图形液晶显示模块的主要特性 .......................................................................... 35 2.6.3 原理图设计 . ................................................................................................................................................ 36
2.6.5 8位并行模式下时序 . ............................................................................................................................... 38 2.6.6 字符地址表 . ................................................................................................................................................ 38 2.6.7 驱动 LCD12864流程图 ............................................................................................................................. 39 2. 7串口通讯模块设计 ......................................................................................................................................... 40 2.7.1串口通讯简介 . ............................................................................................................................................. 40 2.7.2串口通讯硬件设计 . ..................................................................................................................................... 40 2.7.3 部分串口电平转换电路设计 . .................................................................................................................... 41
第 3章 系统软件设计实现 . ...................................................................................................................................... 42
3.1LCD12864驱动程序模块 . ............................................................................................................................... 42 3.2湿度传感器驱动程序模块 ................................................................................................................................ 49 3.3温度传感器驱动程序模块 ................................................................................................................................ 51 3.4气体传感器驱动程序模块 ................................................................................................................................ 55 3.5串口通讯程序模块 ............................................................................................................................................ 57 3.6主程序 ................................................................................................................................................................ 60
结束语 . .......................................................................................................................................................................... 62参考文献 . ...................................................................................................................................................................... 63
摘 要
在日常生活或者工业现场,要营造一个安全舒适的环境,就必须对其环 境的温度,湿度,以及当前环境中可燃气体含量的精密监测, 。本文论述了 基于室内环境测控技术的硬件和软件的设计与实现。系统以 AVR 单片机 ATmega16为硬件核心, 通过实时采集和数据处理能够准确地监测环境, 采用 12864液晶辅助显示模块,显示当前环境的温度、湿度、可燃气体含量。并 且用 PC 机作为上位机为系统,实现串口通信,文中重点讲述系统的软硬件 结构和功能特点,着重阐述了信号采集处理、单片机及扩展电路的设计思路 和实现方法。 在目前的试用中, 该系统能够可靠、 稳定、 具有推广应用价值。 目前的试用中,该系统能够可靠、稳定、具有推广应用价值。
关键词 :温度传感器;湿度传感器;气体传感器; AVR 单片机。
前 言
数据采集是工农业生产过程中进行监控所必需的环节,本课题是对嵌入 式技术与数据采集技术的应用, 即用流行的 AVR 单片机平台实现数据的采集 与显示。
近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深 入,同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机 应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是 不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合, 以作完善。目前 AVR 单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个 领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机 的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用 的各种智能 IC 卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自 动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更 不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。 AVR 单片机广泛应 用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及 过程控制等领域, AVR 单片机的应用如此广泛而又潜力,因而也不用质疑其 生命力。
本课题需要完成一个完整系统的设计,涉及到电子技术、传感器技术、 计算机应用与控制技术等多学科知识,是一个硬软件相结合的设计性题目。 本课题融知识性与趣味性于一体, 提供了一个有力的了解小家电设计技术的 平台, 能提高检索文献资料的能力、 电子系统设计的能力、 实际动手的能力。 而且可以通过这次设计,很好的掌握系统设计的工作流程、开发步骤;熟悉 单片机开发的通用编程语言。
第 1章 系统概述
本章分为三个部分,主要介绍本次设计的系统的主要设计原理,给出硬 件选择以及软件设计的最终方案。
1.1 系统设计主要原理
系统由湿度传感器, 温度传感器, 气体传感器, 显示单元, 单片机构成, 由于每种传感器应用的范围不一样,精度有高有底,价格有高有低。各种传 感器产生的得的信号是不一样的,有电压大小,有的是电流大小,有的是频 率的高低,有的传感器还是需要一定的通讯协议的,所以传感器的选型会导 致硬件电路的复杂,设计应使使用的电源最少,通过单片机对各种传感器获 得信号进行处理、计算,最终送去显示单元和串口,本地能够通过显示单元 获取到当时当地的环境中的:湿度,温度,有害气体含量的数值。远程监控 室能,也能通过串行通信获取到远处检测器所在的环境中是怎么样。能够让 监控人员对各种情况及时的去处理。如图 1-1-1是完成后的硬件图。
图 1-1-1 实际硬件图
上位机程序使用网络上共享的串口调试工具进行调试,如图上位机能在串 口调试工具中获取环境的各项数值,如图
1-1-2.
图 1-1-2 串行通信图
1.2 系统硬件设计方案
1.2.1 微控制器的选择
目前, 再电子系统研究与设计中,常用的微控器有 MC51单片机、 PIC 单 片机、 AVR 单片机和 ARM 芯片。
方案一:采用 ARM 作为微控器
ARM 微处理器已遍及工业控制、 消费类电子产品、 通信系统、 网络系统、 无线系统等各类产品市场, 基于 ARM 技术的微处理器应用约占据了 32位 RISC 微处理器 75%以上的市场份额。但是, ARM 技术往往需要第三方工具、软件 的支持, 且 ARM 系列处理器很少集成片上硬件资源, 实际产品成本方面, ARM 配置外设价格较高, PCB 版也好设计,往往还需要考虑信号的完整性等,因 此,对于初学者来说,使用起来不是很方便。
方案二:采用 PIC 单片机作为微控器
PIC 单片机速度快,片内资源丰富,抗干扰能力强,价格便宜。但没有 地址总线,不适宜做大系统,而且只能使用汇编指令,虽然筒单,但不适合 写大程序。 CPU 采用 RISC 结构,分别仅有 33, 35, 58条指令,采用 Harvard 双总线结构,运行速度快,低工作电压,低功耗,较大的输入输出直接驱动 能力,一次性编程,小体积,适用于用量大、档次低、价格敏感的产品。 方案三:采用 A VR 单片机作为微控器
AVR 单片机采用的 RISC 优先选取使用频率最高的简单指令, 避免复杂指 令:并固定指令宽度, 减少指令格式和寻址方式的种类, 从而缩短指令周期, 提高运行速度。 AVR 单片机的程序存储器和数据存储器是分离的,并且可对 具有相同地址的程序存储器和数据存储器进行独立的寻址。 在 AVR 单片机中, CPU 执行当前指令时取出将要执行的下一条指令放入寄存器中,从而可以避 免传统 MCS51系列单片机中多指令周期的出现。 传统的 MCS51系列单片机所 有的数据处理都是基于一个累加器的,因此累加器与程序存储器、数据存储 器之间的数据转换就成了单片机的瓶颈;在 AVR 单片机中,寄存器由 32个 通用工作寄存器组成,并且任何一个寄存器都可以充当累加器,从而有效地
避免了累加器的瓶颈效应,提高了系统的性能。
综上所述, AVR 单片机与 51单片机、 PIC 单片机相比运行效率高很多、 芯片内部的 Flsah 、 EEPROM 、 SRAM 容量较大、全部支持在线编程擦写、每个 I/O口都可以以推换驱动的方式输出高、低电平,驱动能力强、内部资源丰 富,一般都集成 AD 、 DA 模数转换器; PWM ; SPI 、 USART 、 TWI 、 I2C 通信口; 丰富的中断源等。现在比较流行的型号是 ATmega8/16。所以,本设计选用 ATmega16单片机作为主控芯片。
1.2.2 湿度传感器的选择
目前, 市场上有许多类型的湿度传感器, 其参数及适用场合等各不相同, 现就几种常用的湿度传感器进行比较。
方案一:采用 BQ8-CHR 系列湿度传感器
BQ8-CHR 系列湿度传感器采用功能高分子膜涂敷在带有导电电极陶瓷衬 底上,形成阻抗随相对湿度变化成对数变化的敏感部件,导电机理为水分子 的存在影响高分子膜内部导电离子的迁移率。 其具有稳定、 低漂移、 高精度、 快速响应特性、高可靠,耐水性好等特点,具有很好的适应性。特征阻抗范 围为,但是由于其工作电压为 1V AC (50~2KHz ) ,而本次设计使用的均为直 流电源,所以排除使用 BQ8-CHR 系列湿度传感器。
方案二:采用 HS1101湿度传感器
用湿度传感器 HS1101做成的电压输出湿度模块,高可靠性与长时间稳 定性,在 5VDC 供电时, 0~100%RH对应输出 1~4VDC线性电压,温度依赖性 非常低;宽量程:0~100%RH,工作温度范围宽; 5VDC 恒压供电, 1-4VDC 放 大线形电压输出;抗静电,防灰尘,有效抵抗各种腐蚀性气体物质常温使用 无需温度补偿; 无需校准; 电容与湿度变化 0.34pf/%RH;典型值 180pf@55%RH;
长期稳定性及可靠性,年漂移量 0.5%RH/年。这款湿度传感器的参数比较能 适合本次设计,通常用于工业生产过程,本次设计选用 HS1101为本次设计 的温度传感器。
1.2.3 温度度传感器的选择
目前,市场上有许多类型的温度,其参数及适用场合等各不相同,现就 几种常用的湿度传感器进行比较。
方案一:PT100热电阻
PT100铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的 温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被 广泛用于中温 (-200℃~650℃ ) 范围的温度测量中,但由于外围电路复杂, 价很较贵,本次设计没有选用。
方案二:数字温度传感器 DS18B20
DS18B20温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智 能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温。 这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作,由 DS18B20数字温度传感 器及其与单片机的接口部分组成。 数字温度传感器 DS18B20把采集到的温度 通过数据引脚传到单片机的 P1.0口,单片机接受温度并存储。此次设计使 用到 DS18B20。
1.2.4 气体传感器
方案:气体传感器 MQ-2
MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧 化锡 (SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时,传感器的电导率随空气 中可燃气体浓度的增加而增大。 使用简单的电路即可将电导率的变化转换为 与该气体浓度相对应的输出信号。
MQ-2气体传感器对液化气、 丙烷、氢气的灵敏度高,对天然气和其它可 燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体,是一款适合多 种应用的低成本传感器。
1.2.5显示方案的确定
LCD 和 LED 是目前普遍采用的两种显示技术。
方案一:采用 LCD 显示技术
LCD 是液晶显示屏的全称,主要有 TFT 、 UFB 、 TFD 、 STN 等几种类型的液 晶显示屏。其主要特点是:低压应用,低驱动电压,固体化使用安全性和可 靠性提高;平板化,又轻薄,节省了大量原材料和使用空间;低功耗,节省 了大量的能源;品种多样,使用方便灵活、维修、更新、升级容易等许多特 点。显示范围覆盖了从 1英寸至 40英寸范围内的所有显示器的应用范围以 及投影大平面,是全尺寸显示终端;显示质量从最简单的单色字符图形到高 分辨率,高彩色保真度,高亮度,高对比度,高响应速度的各种规格型号的 视频显示器;显示方式有直视型,投影型,透视式,也有反射式。环保特性 好,无辐射、无闪烁,对使用者的健康无损害。
方案二:采用 LED 显示技术
LED 是发光二极管(Light Emitting Diode )的英文缩写,是一种固 态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。 LED 应用可分为两大类:一是 LED 单管应用,包括背光源 LED ,红外线 LED 等;另外就是 LED 显示屏。目 前,中国在 LED 基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距,但就 LED 显 示屏而言,中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。 LED 显示屏是由发 光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动,具有耗电少、使 用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。 由于本次设计需要显示中文所以选择了带字库的 12864点阵液晶。
1.3 系统软件设计方案
系统软件包括单片机应用软件和 PC 机应用软件。单片机应用软件主要 实现定时数据采集、数字信号处理、存储、显示、通信处理等功能; PC 机 应用软件主要是对进一步处理总站多路数据转发器传输过来的数据,提供友
好的监测界面,实现串口通信,数据库保存、查询等功能。
系统的主程序流程图如下图图 1-1所示:
图 1-3-1 系统主程序流程图
1.3.1微控器软件设计方案
常用的单片机编程语言是汇编和 C 语言。
方案一:使用汇编语言
汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言。在汇编 语言中, 用助记符 (Memoni ) 代替操作码, 用地址符号 (Symbol ) 或标号 (Label ) 代替地址码。这样用符号代替机器语言的二进制码,就把机器语言变成了汇
编语言。汇编语言是面向具体机型的,它离不开具体计算机的指令系统,因 此,对于不同型号的计算机,有着不同的结构的汇编语言,而且,对于同一 问题所编制的汇编语言程序在不同种类的计算机间是互不相通的。汇编语言 像机器指令一样,是硬件操作的控制信息,因而仍然是面向机器的语言,使 用起来还是比较繁琐费时,通用性也差。
汇编语言能够直接访问与硬件相关的存储器或 I/O端口; 能够不受编 译器的限制,对生成的二进制代码进行完全的控制;能够根据特定的应用对 代码做最佳的优化,提高运行速度; 能够最大限度地发挥硬件的功能。但 是还应该认识到,汇编语言是一种层次非常低的语言,它仅仅高于直接手工 编写二进制的机器指令码,因此不可避免地存在一些缺点:编写的代码非常 难懂,不好维护; 很容易产生 Bug ,难于调试;只能针对特定的体系结构和 处理器进行优化;开发效率很低,时间长且单调;兼容性不好,与硬件关系 非常紧密。因而不是很适合初学者的应用。
方案二:使用 C 语言
C 语言的语法限制不太严格,对变量的类型约束不严格,影响程序的安 全性,对数组下标越界不作检查等。指针是 C 语言的一大特色,可以说 C 语 言优于其它高级语言的一个重要原因就是因为它有指针操作可以直接进行 靠近硬件的操作,但是 C 的指针操作也给它带来了很多不安全的因素。 但是对于本次设计来还说, C 语言具有以下优点:
(1)简洁紧凑、灵活方便
C 语言一共只有 32个关键字, 9种控制语句,程序书写自由,主要用小 写字母表示。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起 来。 C 语言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计 算机最基本的工作单元。
(2)运算符丰富
C 的运算符包含的范围很广泛, 共有 34个运算符。 C 语言把括号、 赋值、 强制类型转换等都作为运算符处理。 从而使 C 的运算类型极其丰富表达式类
型多样化。
(3)数据结构丰富
C 的数据类型有:整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体 类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据类型的运算。
(4) C 是结构式语言
结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了 必要的信息交流外彼此独立。 这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、 维护以及调试。 C 语言是以函数形式提供给用户的, 这些函数可方便的调用, 并具有多种循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。
(5) C 语法限制不太严格,程序设计自由度大
虽然 C 语言也是强类型语言,但它的语法比较灵活,允许程序编写者有 较大的自由度。
(6) C 语言允许直接访问物理地址,可以直接对硬件进行操作
因为既具有高级语言的功能,又具有低级语言的许多功能,能够象汇编 语言一样对位、字节和地址进行操作,可以用来写系统软件。
(7) C 语言程序生成代码质量高,程序执行效率高
一般只比汇编程序生成的目标代码效率低 10へ 20%。
综合比较之后,本次设计采用方案二,即使用 C 语言作为微控制器的编 程语言。
第 2章 系统硬件设计实现
硬件是系统的载体与执行结构,硬件设计是本次设计的重点,主要设计 传感器信号放大、采集、处理,显示处理,执行电路设计,系统供电等多个 部分。本章分为 6节介绍系统的硬件设计实现。
2.1 环境监测系统的组成结构
系统用时下流行且功能强大的 AVR 单片机来控制数据采集与显示模块, 利用单片机采集环境温度、湿度、可燃气体气体含量值,进行存储和显示, 并且可以使用 PC 机为上位机提供一个可视的操作界面,并实现串口通信, 数据保存、查询、备份以及控制功能。
系统整体结构方框图如下图图 3-1所示:
图 2-1 系统方框图
本电子湿度计系统模块由以下几个模块组成:湿度传感器模块,温度传 感器模块,气体传感器模块, AVR 单片机主控制器, LCD 显示模块串, TTL 转 RS232电平模块。
2.2 主控制器系统设计
2.2.1 ATmega16简介
ATmega16单片机是 1997年由 ATMEL 公司研发出的增强型内置 Flash 的 RISC 精简指令集高速 8位单片机。该单片机具有 AVR 高性能、低功耗 RISC 结构, 工作在 8MHz 时具有 8MIPS 的性能, 同时片内 16KB 的在线可编程 FLASH 存储器,可擦除 1000次以上,并且集成了 512B 的 SRAM 和 512 B在线可编 程 EEPROM 。另一个显著的特点是自带 8通道 10位高精度的逐次逼近式 A/D转换器, A/D引脚与 PA 口的引脚两者复用, 可以通过程序指定来加以区别应 用。另外,它还拥有很宽的工作电压范围,可以在 2.7~6V 之间正常运行, 具备很强的适应性。
AVR 单片机具有良好的集成性能, 采用低功率、 非挥发的 CMOS 工艺制造, 除具有低功耗、高密度的特点外,还支持低电压的联机 Flash , EEPROM 写入 功能。 AVR 单片机还支持 Basic、 C 等高级语言编程。采用高级语言对单片
机系统进行开发是单片机应用的发展趋势。 对单片机用高级语言编程可很容 易地实现系统移植,并加快软件的开发过程。
ATmega16的主要性能参数及特性如下:
● 16K 字节可重擦写 Flash 闪存存储器,擦写寿命为 10000次; ● 在 16MHZ 频率下速度为 16MIPS 的 8位 RISC 结构单片机,内含硬件 乘法器;
● 32个可编程的 I/O口, 40引脚 PDIP 封装, 32个通用寄存器; ● 全静态工作;
● 8通道 10位 AD 转换器,支持单端和双端差分信号输入,内带增益可 编程运算放大器;
● 2个 8位定时 /计数器, 1个 16位定时 /计数器,带捕捉、比较功能; ● 通过 JTAG 接口实现对 Flash 、 EEPROM 、熔丝位和锁定位的编程; ● 两个可编程的串行 USART ,可工作于主机 / 从机模式的 SPI 串行接 口。
ATmega16可降至 0Hz 的静态逻辑操作, 并支持两种软件可选的节电工作 模式:空闲方式停止 CPU 的工作,但允许 RAM 、定时 /计数器、串行通信口及 中断系统继续工作;掉电方式保存 RAM 中的内容,但是振荡器停止工作并禁 止其他所有部件工作到下一个硬件复位。
2.2.2引脚图及引脚介绍
ATmega16的 PDIP 封装的引 脚图见图 2-2。
图 2-2-1 引脚图
VCC 电源正 GND 电源地
端口 A(PA7~PA0) 端口 A 作为 A/D 转换器的模拟输入端。端口 A 为 8位双向 I/O口,具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动 特性,可以输出和吸收大电流。作为输入使用时,若内部上拉电阻使能,端 口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中,即使系统时钟还未起振, 端口 A 处于高阻状态。
端口 B(PB7~PB0) 端口 B 为 8位双向 I/O口,具有可编程的内部上拉 电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输 入使用时,若内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。在复 位过程中,即使系统时钟还未起振,端口 B 处于高阻状态。
端口 C(PC7~PC0) 端口 C 为 8位双向 I/O口,具有可编程的内部上拉 电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输 入使用时,若内部上拉电阻使能,端口被外部电路拉低时将输出电流。在复 位过程中,即使系统时钟还未起振,端口 C 处于高阻状态。如果 JTAG 接口 使能,即使复位出现引脚 PC5(TDI)、 PC3(TMS)与 PC2(TCK)的上拉电阻被激 活。
端口 D(PD7~PD0) 端口 D 为 8位双向 I/O 口, 具有可编程的内部上拉 电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性,可以输出和吸收大电流。作为输 入使用时,若内部上拉电阻使能,则端口被外部电路拉低时将输出电流。在 复位过程中,即使系统时钟还未起振,端口 D 处于高阻状态。
RESET 复位输入引脚。持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系 统复位。持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。
XTAL1反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。
XTAL2 反向振荡放大器的输出端。
AVCC AVCC是端口 A 与 A/D转换器的电源。不使用 ADC 时,该引脚应 直接与 VCC 连接。使用 ADC 时应通过一个低通滤波器与 VCC 连接。
AREF A/D的模拟基准输入引脚。
2.2.3单片机最小系统电路设计
在单片机硬件最小系统中,没有任何信号线的连接,只有电源到主板的 电源连接, 在判断的过程中通过电源指示灯及工作状态指示灯来判断这一核 心组成部分是否可正常工作。 ATmega16单片机的最小系统如下图图 2-2-2所 示。
图 2-2-2 单片机最小系统
2.2.4 复位电路设计
ATmega16有 5个复位源:
(1)上电复位
电源电压低于上电复位门限 VPOT 时, MCU 复位。上电复位(POR )脉冲 由片内检测电路产生, POR 电路保证器件在上电时复位。 VCC 达到上电门限 电压后触发延迟计数器。 在计数器溢出之前器件一直保持为复位状态。 当 VCC 下降时,只要低于检测门限, RESET 信号立即生效。
(2)外部复位
引脚 RESET 上的低电平持续时间大于最小脉冲宽度时 MCU 复位。外部复 位由外加于 RESET 引脚的低电平产生。当复位低电平持续时间大于最小脉冲 宽度时即触发复位过程,即使此时并没有时钟信号在运行。当外加信号达到 复位门限电压 VRST (上升沿)时, tTOUT 延时周期开始。延时结束后 MCU 即 启动。
(3)看门狗复位
看门狗使能并且看门狗定时器溢出时复位发生。看门狗定时器溢出时将 产生持续时间为 1个 CK 周期的复位脉冲。在脉冲的下降沿,延时定时器开 始对 tTOUT 记数。
(4)掉电检测复位
掉电检测复位功能使能, 且电源电压低于掉电检测复位门限 VBOT 时 MCU 即复位。 BOD 电路的开关由熔丝位 BODEN 控制。 当 BOD 使能后 (BODEN被编程 ) , 一旦 VCC 下降到触发电平以下 (VBOT-, Figure 19), BOD 复位立即被激发。 当 VCC 上升到触发电平以上时 (VBOT+, Figure19) ,延时计数器开始计数, 一旦超过溢出时间 tTOUT , MCU 即恢复工作。
(5) JTAG AVR复位
复位寄存器为 1时 MCU 复位。 JTAG 通过复位寄存器 mcur ,复位寄存器 为 1时 MCU 复位。通过 JTAG 指令 AVR_RESET可以使 JTAG 复位寄存器置位, 并引发 MCU 复位, 并使 JTRF 置位。 上电复位将使其清零, 也可以通过写“0” 来清除。
本设计选用了最直接的复位形式, 由于 AVR 单片机本身内部带有复位电 路的优势,只需要接一个 10K 上拉电阻就可以完成复位电路的设计。为了可
范文四:环境监测毕业论文1
目 录
第一部分 长沙市环境监测站介绍 ................................................................- 2 -
1.1 监测站概况 . ................................................................................................................... - 2 -
1.1.1 监测站人员概况 .................................................................................................. - 2 -
1.1.2 主要监测仪器和设备概况 .................................................................................. - 2 -
1.2 长沙市环境监测站业务介绍 ........................................................................................ - 3 -
1.2.1 监测项目与监测频次 .......................................................................................... - 3 -
1.2.2 监测点位布设 ...................................................................................................... - 8 - 第二部分 大气环境质量监测状况 ................................................................- 9 -
2.1 城区大气质量状况 ........................................................................................................ - 9 -
2.1.1 大气监测结果 .................................................................................................... - 10 -
2.1.2 大气环境质量现状评价 ..................................................................................... - 11 -
2.2 酸 雨 状 况 . ............................................................................................................. - 12 -
2.2.1 监测结果分析 .................................................................................................... - 12 -
2.2.2 酸雨污染评价 .................................................................................................... - 12 - 第三部分 水环境监测质量状况分析 . .......................................................- 13 -
3.1 水环境监测基本概况 ................................................................................................ - 13 -
3.1.1 监测网点设置 .................................................................................................... - 13 -
3.1.2 监测频率与监测结果 ........................................................................................ - 13 -
3.2 水环境质量评价 ........................................................................................................ - 14 -
3.2.1 评价标准 ............................................................................................................ - 14 -
3.2.2 评价参数的选择 ................................................................................................ - 15 -
3.2.3 评价方法 ............................................................................................................ - 15 - 第四部分 城区环境噪声状况分析 ..............................................................- 19 -
4.1 噪声监测结果与评价 .................................................................................................. - 19 -
4.1.1 功能区定点噪声 ................................................................................................ - 19 -
4.1.2 道路交通噪声 .................................................................................................... - 19 - 第五部分 环境质量分析与对策 ....................................................................- 20 -
5.1 环境质量现状总结 ...................................................................................................... - 20 -
5.1.1 大气质量状况 .................................................................................................... - 20 -
5.1.2 水环境质量现状 ................................................................................................ - 20 -
5.1.3 城区声环境状况 ................................................................................................ - 20 -
5.2 原因分析 . ..................................................................................................................... - 21 -
5.2.1 地理环境原因 .................................................................................................... - 21 -
5.2.2 企业环境监督防治不到位 ................................................................................ - 21 -
5.2.3长沙市当局对生活污染源防治不力 ................................................................. - 21 -
5.3 措施对策 . ..................................................................................................................... - 21 -
5.3.1 加强依法监管,进一步做好重点污染源治理 ................................................ - 21 -
5.3.2 全面推行清洁生产,促进资源合理利用 ........................................................ - 22 -
5.3.3 加大环境宣教力度,提高全民的环境意识 .................................................... - 22 -
5.3.4加强区域空气环境污染防治 ............................................................................. - 22 -
5.3.5 加强区域水环境污染综合整治 ........................................................................ - 23 -
5.3.6 加强区域声环境综合整治 ................................................................................ - 23 - 毕业实习总结 ....................................................................................................................- 23 - 参考文献资料 ....................................................................................................................- 24 -
长沙市环境质量现状浅析
The present condition analysis of the Changsha City
environment quality
摘要:大学生在大学毕业之前按照相关规定必须完成学校规定的大学生实习计划,毕业实践过程是大学教学过程中的一项非常重要的教学环节。这也是大学生理论与实践相结合、理论指导实践、实践验证理论的一个绝佳机会,并且是一个能够很好地检验学习质量提升专业素质的学习平台。因此本人认真对待这次实践机会,在此基础上完成相应的毕业实习论文。
本文共有五个部分,以 长沙市环境监测站的业务内容为主线,以收集的相关资料为基础,结合本人对课本知识的理解力和应用能力,对长沙市环境质量现状尝试作了浅要分析, 对长沙市的主要环境因子的数据资料进行了初步分析和处理,然后尝试找出了相应原因和对应问题,并提出了相应的解释和处理措施。
关键词: 长沙市 环境监测站 毕业论文
The present condition analysis of the Changsha City
environment quality
Summary :The university students before graduation according to related provision have to complete school provision of university student practice plans, this procession is a most important university teaching practices. This is also a best extremely opportunity that university student's theories and practice combine together、theories instructs practice 、practice identify theories , and is a good study place that can nicely examine study quality, promote profession character of study terrace.Therefore I treated this practice opportunity so earnest, and completed correspond of graduation field work thesis on this foundation.
This text totally has five parts, with the lord line of Changsha City environment in the Hubei monitor station of business contents , with collections of related data for the foundation, combineing my lesson
origin knowledge of apprehension and application ability, I tried to make present condition shallow of the Changsha City environment quality want analysis, firstly and steply analyse and process the data of the main environment factor of Changsha City Hubei province, then tried to find out the correspond reasons and rightness problems, and put forward correspond of explanations and processing measures.
Keyword : Changsha City Environment monitor station Graduation thesis
实习地点:湖南长沙市环境监测站
实习时间:9月20日——12月25日
实习方式:业务学习与实地监测相结合
第一部分 长沙市环境监测站介绍
1.2 1.1 监测站概况
长沙市环境监测中心站组建于1974年,承担全市环境监测及其相关科研任务。长沙市环境监测中心站为全国环境监测网络重点站之一,是全市环境监测系统的技术、信息、网络、培训中心。
1.1.1 监测站人员概况
监测站具有良好的业务工作条件和雄厚的技术力量,内设8 个科室,集多种环境要素监测、综合分析工作能力为一体。本站现有职工95人(编制97人),各种类型的专业技术人员60人,占全体总人数64%,其中高级职称18人,中级职称28人,包括12名高级工程师、20名工程师在内的环境监测骨干队伍,技术力量雄厚。此外,从事监测工作的还有签约合同人员12人。
1.1.2 主要监测仪器和设备概况
长沙市监测站 拥有检测大楼1栋,工作用房建筑面积4291多平方米,装备了相当数量的现代化环境监测仪器设备,拥有原值2362万元的固定资产,包括有环境空气、水质自动监测系统、原子吸收、液相色谱、气相色谱、离子色谱、 原子荧光光度计、ICP 、气质联用、总有机碳分析仪等150多台(套)万元以上监测仪器。
1.3 1.2 长沙市环境监测站业务介绍和职责
一、监测站的业务介绍:
长沙市环境监测站作为全国环境监测网络重点站之一,根据国家相关规定,其主要业务分有向社会现已开展了水、气、噪声、振动、固体废物、煤质、土壤、底质、粮食、蔬菜等各类监测业务,每年向上级环境监测部门、市环保局和各级人民政府上报以及面向社会提供的各类监测数据逾四十万个。
二、监测站总体职责
1)按照国家和全省统一要求,对本市各环境要素开展例行监测,收集汇总、分析整理和存储环境监测数据,评价环境质量状况,掌握环境质量变化趋势。
2)组织开展本市的污染源调查,建立健全污染源档案;对全市各类污染物排放源进行定期年检和不定期监督监测,掌握污染源排污达标情况和污染物排放总量,为污染源管理和排污收费提供监测数据。
3)组织编写本市环境质量概要,环境质量报告书和环境监测简报、月报、季报、快报。定期向同级环境保护主管部门和上级监测部门呈报本市环境质量状况和污染动态的技术报告,为各级人民政府制定环境保护计划、规划和决策提供技术支持。
4)负责全市环境统计工作和“城考”相关指标的统计上报。
5)制订本市环境监测发展规划和计划,并负责具体实施。
6)承担污染源限期治理工程验收监测、建设项目竣工环境保护验收监测以及排污申报、排污 许可证和总量控制监测。
7)受各级环境保护行政主管部门和其他监督管理部门委托,参与本市环境污染事件的调查,负责突发性环境污染事故应急监测和污染纠纷仲裁监测。
8)为城市建设、经济建设和科学研究进行服务性监测,包括环境影响评价现状监测、建设项目环境影响后评估、环境标志产品认可、ISOI4000认证环境监测、科研监测以及各类委托性监测。
9)对煤中全硫量、灰份进行监测。
10)组织协调本市环境监测网开展区域内的环境监测,督促指导三级站标准化建设和计量认证工作,负责全市环境监测系统的技术交流、人员培训和业务考核。
11)参加制订和修订地方环境标准和技术规定,承担国家测试技术和分析方法的验证工作,开展环境监测科研,促进监测技术的发展。
三、监测站各科室的职责
●人事教育科
(1)负责全站党务、人事、劳资、社保、医保、失业保险工作;
(2)负责党员、干部、人事、工资统计报表工作;
(3)负责全站干部、职工技术职称评聘、年度考核及专业技术人员业务档案和职工人事档案的管理工作;
(4)编制和组织实施人员培训计划,负责人员培训管理工作;
(5)负责离、退休人员和关心下一代协会的工作;
(6)负责全站的纪检监察、职能督察、劳动纪律检查及与之相关的奖惩事项建设,并向站党总支、行政报告,经批准后负责实施。
●办公室
(1)负责行政文件、法律法规等外来文件的接收管理,协助站领导组织传达和贯彻执行上级指示精神,检查落实情况;
(2) 管理本站印鉴、介绍信、文书、文件,起草、发放本站文件,收集和编报政务信息,负责文印工作;负责本站年度工作计划,及年度总结报告的编写工作;
(3)承担站办公会、职工大会的组织工作,担任会议记录,整理会议纪要,并负责会议决定事项的催办和检查;
(4)建立完善本站各项行政管理制度,并对制度执行情况进行监督、检查;
(5)收集客户反馈意见,并向客户答复处理情况;
(6)根据需要制订本站设施与环境条件建设计划,负责相应外部服务的采购以及“三废”排放的处置;
(7)负责本站车辆的管理、调度和维护,劳保、职工福利、办公用品(包括计算机、打印机等办公设备)的采购、管理和发放,以及办公楼和办公设施的维护与修缮,做好后勤保障工作;
(8)负责本站安全保卫、消防、绿化、环境卫生等工作的综合管理;
(9)负责对外接待工作;
(10)负责涉及本站的新闻采访、对外新闻发布等事宜;
(11)负责化学试剂、药品、器皿等监测用品的采购、登记、管理和发放;
(12)负责仪器设备故障检查和维修,对不能维修的提出意见。
(13)负责本站财务管理,税务的办理工作;
(14)编制本站监测科研的年、月经费计划,并按月检查计划完成情况,编制财务月报表;
(15)负责本站各项资金的管理工作,制定各项资金开支预算及使用计划,做好记帐、算帐、查帐、报帐工作,及时编制全站监测和其它的会计决算报告;
(16)负责审查各项费用开支,加强现金管理,汇审发放工资,做好往来决算工作;
(17)参加财务清理,督促物资管理人员正确地进行物资检验、收发与核算,会同有关部门做好固定资产的台帐管理工作;
(18)负责会计凭证、帐卡、报表的整理、装订、保管、归档工作;
(19)完成站领导交办的其他工作。
●质量管理科
(1)负责实施本站监测工作的质量保证,协助质量负责人保持质量体系有效运行;
(2)负责质量体系文件的管理、登记、编号、发放和收回;
(3)受理客户对监测工作的抱怨,组织调查和质量鉴定,记录调查情况和纠正措施,并对纠正措施的实施效果进行监控,确保所采取的纠正活动有效;
(4)协助质量负责人制定并组织实施年度质控计划和质量体系审核计划;
(5)对监测工作质量进行日常监督,检查年度质控计划的执行情况,汇总分析质量记录,对年度质控结果进行评审,负责质量记录的收集归档;
(6)负责仪器设备的量值溯源工作,编制仪器设备年度检定计划和标准物质购置计划,并负责标准物质的登记、管理和发放;
(7)负责计量认证以及人员上岗考核的组织和管理;
(8)负责样品的接收、登记、标识、编码、解码、保存和发放,同时承担纯水制备及其质量监控;
(9)参加仪器设备开箱验收,负责新购仪器设备的登记、编号和建档;
(10)负责仪器设备档案管理,填报各类仪器设备报表;
(11)按照计量器具年度检定计划,编制设备检定(外检和内检)周期表;负责站内强检计量器具的定期外检和计量检定合格证书、测试证书的归档保存;负责监督站内非强检计量器具的自检。
(12)定期组织进行仪器设备运行检查,做好仪器故障、损坏、维修记录;
(13)负责仪器设备的报废、封存、处理,配合财务室进行固定资产登记、注销;
(14)负责本站技术文件变更及监测技术工作大事记的记录。
(15)负责能力验证/实验室比对和上级质控考核的组织和管理工作。
(16)负责调查分包方能力,签订分包协议
●综合技术科
(1)根据本站环境质量和重点污染源监测工作年度计划编制和下达监测计划任务单;
(2)负责全市环境监测信息的管理,建立数据库,运用现代化的技术手段收集、汇总、统计、分
析和传输监测数据;
(3)编写各类环境质量报告(书)、监测数据报表、重点污染源排污状况报告和各类专题技术报告,并按规定要求上报和归档;
(4)负责全市环境统计工作,“城考”相关指标的统计上报;
(5)负责本站计算机软件和计算机网络的管理,开发计算机技术在环境监测工作中的应用;
(6)订购有关的科技图书、资料、国家标准,并负责登记、分类、编号、建档、借阅;
(7)对文件、记录、报表、报告、软盘等各类资料分别收集、整理、立卷、存档管理;并严格执行保密制度,不得随意外借档案和向他人泄露档案内容,确保档案资料安全;
(8)及时进行标准查新,将最新发布的技术标准送交技术负责人批准、质量管理科备案和发放;
(9)制定报纸、期刊、杂志的年度征订计划,并负责征订;
(10)做好存档资料的日常管理和开发利用工作,做到准确、快捷地调阅资料;
●污染源监测管理科
(1)负责对环境管理监测、环评监测、环保设施竣工验收监测、污染事故应急监测、纠纷仲裁监测、排污收费监测及其它社会委托监测等各类委托监测业务的综合管理;
(2)负责委托监测项目的洽谈,签订检测合同;
(3)识别分包需求;
(4)编制委托检测实施方案,下达检测任务;
(5)编制检测报告,并负责检测报告的发送记录和报告的归档;组织监测评审。
(6)编写建设项目竣工环保验收监测报告;
(7)核算承接项目的监测费用,并负责催付。
●现场监测室
(1)承担本站所有现场监测和采样任务;
(2)负责本室仪器设备的维护、使用和保管,配合质量管理科做好仪器设备的计量检定工作,正确使用检定标志;
(3)严格执行环境监测技术规范和标准,保证监测数据的准确性、精密性、完整性、可比性和代表性;
(4)做好样品的现场固定和标识,完整填写现场采样和测试记录;
(5)负责样品采集后的安全运输管理,根据规范要求采取妥善措施,避免造成样品混淆、丢失、损坏和特性的改变;
(6)样品送回本站及时交质量管理科保管并填写交接记录;
(7)及时、准确上报现场测试数据;
(8)提出现场监测仪器设备购置申请,参与本室使用的仪器设备选型、开箱验收和安装调试;
(9)负责本室所用监测方法的选择及确认;
(10)提出本室监测工作对设施与环境条件的要求,并负责本室内务管理。
●中心分析室
(1)承担水、气、生物、土壤、底质等环境样品和废水、废气、固废等污染源样品以及粮食、蔬菜、植物样品、煤炭样品和其它委托样品的分析检测工作;
(2)开发新项目,参加实验室间比对和能力验证活动;组织实验室内方法比照验证活动。
(3)负责本室在测样品的管理及样品交接与记录;
(4)负责本室所用监测方法的选择及确认;
(5)负责本室仪器设备、药品、试剂、器皿的使用与保管;
(6)做好仪器设备的日常维护,配合质量管理科做好仪器设备的计量检定工作,正确使用检定标志;
(7)提出仪器购置申请,参与本室仪器设备选型、开箱验收和安装调试;
(8)及时、准确上报监测结果;
(9)提出本室监测工作对设施与环境条件的要求,负责本室内务管理。
●自动监测室
(1)负责大气、水质自动监测仪器设备的运行和日常维护、管理;
(2)及时收集、统计、汇总监测数据,准确报出空气质量日报、水质周报,按时发布空气质量预
报;
(3)定期巡检,检查和记录各子站系统监测仪器及辅助设施的运行状况,仪器出现异常情况,要尽快维修,排除故障,无法维修时应及时与供货厂商取得联系;
(4)定期标定和校准监测仪器,保证数据准确性;
(5)负责保管自动监测仪器备件、配件,做好易损件、消耗品的使用登记;
(6)保持仪器设备清洁和站房及周围环境卫生,保证工作环境满足仪器设备运行条件要求;
(7)核算子站运行费用,提出自动监测系统年度运行经费申请;
(8)提出本室监测工作对设施与环境条件的要求,负责本室内务管理。
(9)负责新子站建设方案的编制、参与或协助报批相关工作及组织现场实施。
1. 1.2.1 常规环境监测项目与监测频次
长沙市环境常规监测的项目与频次参照国家颁发的《环境监测技术规范》执行。
一、 大气环境质量监测
(一) 监测项目
人工采样分析监测项目:二氧化硫、二氧化氮、H 2S 、HF 、降尘和大气降水pH 值。 自动在线监测项目:二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO-NO2-NOX )、臭氧(O3)、PM10/2.5和一氧化碳(CO )。
(二) 监测频次
(1)大气人工采样二氧化硫、二氧化氮、H 2S 和HF 一季度一次,连续五天,一天四次,一次一个小时。H 2S 、HF 和降尘,每月采样监测一次,每次持续采样一个月。
自动在线监测项目可发布小时平均、日平均、周平均和月平均监测项目数据。
(2)降水
逢雨(雪)必测pH 。
(三)主要监测仪器及方法
山东崂应2020型大气采样器,TG328A 电子天平,二氧化硫(SO2)分析仪、氮氧化物(NO-NO2-NOX )分析仪、一氧化碳(CO )分析仪、臭氧(O3)分析仪、PM10/2.5监测仪(含采样系统)、气象三参数(含安装支架)、动态校准系统和零气发生器。执行GB16297—2008《新污染源大气污染物综合排放标准》;GB3095-1996《环境空气质量标准》;执行最新GB/T16157监测方法
二、 地表水环境常规监测
(一)监测项目
必测项目:水温、pH 值、悬浮物(SS)、溶解氧(DO )、高锰酸盐指数COD Mn 、生化需氧量(BOD 5) 、氨氮、总磷、硝酸盐氮、浊度、总氮、总硬度、挥发性酚、总氰化物、总砷、六价铬、总铅、总镉、细菌总数和石油类;饮用水源地另加测氟化物、硝酸盐氮两项目。
自动在线监测点设置一个点
(二)监测频次
所有地表水监测点位,六次∕年,监测时间为1、3、5、7、9、11月各一次。
(三)主要监测仪器及方法
表1-1长沙市环境监测站常用分析试验 序号 监测项目 监测方法
1 水温(℃) 水银温度计 2 pH 值(无量纲) 玻璃电极法
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24 溶解氧 高锰酸盐指数 化学需氧量(COD Mn ) 五日生化需氧量(BOD5) 氨氮(NH3-N ) 总磷(以P 计) 总氮(湖、库,以N 计) 铜(Cu ) 锌(Zn ) 氟化物(以F-计) 硒(Sn) 砷(As) 汞(Hg) 镉(Cd) 铬(六价) 铅 氰化物 挥发酚 石油类 阴离子表面活性剂 硫化物 粪大肠菌群(个/L) 碘量法 高锰酸盐法 标准
三、 环境噪声监测
(一)监测项目
城市区域声环境质量监测、城市各类功能区声环境质量监测和城市道路交通噪声监测
必测项目:功能区噪声定点监测,道路交通噪声监测,区域环境噪声(昼间)。
(二)监测频次
功能区定点噪声:每半年监测一次,测定时间为6月和12月,每类标准区的每个测点测量一天,作24小时连续测量。
道路交通噪声:每年监测一次,在11月进行,在每条平均车流量≥100辆/小时的路段上选择一个测点,每次测量20分钟,并且在白天正常工作时间进行。
区域环境噪声:为配合城市环境综合整治定量考核,每年监测一次。
(三)主要监测仪器及方法
杭州爱华AWA6218B (GB/T17181-1997-2)型,执行GB12348—2008《工业厂界环境噪声排放标准》Ⅱ类区厂界噪声标准; GB3096-2008《声环境质量标准》。
2. 1.2.2 监测点位布设
一、 环境空气自动在线监测站点位布设
湖南长沙市大气监测点10个,①含浦镇监测点。②天心区湘府中路298号,天心区政府办公大楼南栋9楼楼顶。③雨花区香樟路22号,民政学院殡仪楼11楼楼顶。④芙蓉区解放东路106号,长沙市环保局环境监测站六楼楼顶。⑤岳麓区桃子湖路48号,师大附中惟一楼6楼楼顶。⑥芙蓉区马坡岭湖南农业大学水稻研究所楼楼顶。⑦星沙三一路2号,经开区管理委员会10楼楼顶。⑧长沙市开福区金霞大道,开福区政府环保局六楼楼顶。⑨长沙市岳麓区麓谷大道668号,高新区管理委员会大楼12楼楼顶。⑩开福区青竹湖生态科技(产业) 园管委会楼顶。监测项目为二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO-NO2-NOX )、臭氧(O3)、PM10/2.5和一氧化碳(CO ), 湖南长沙市还设降尘测点1个、降水测点1个,均设在环保局楼顶。
长沙的10个监测点,一个含浦镇监测点是清洁对照点,设在空气质量好,远离污染源的地方。其他9个监测点分布情况为芙蓉区2个,岳麓区2个,高开区、经开区、天心区、开福区和雨花区各1个。
二、 地表水监测站位布设
地表水水常规的十个监测点位:
湘江长沙段:昭山(对照断面) 猴子石、橘子洲、五一桥和三叉矶(监测断面)乔口(削减断面) 浏阳河长沙段:朱树桥(对照断面) 朗梨、黑石渡(监测断面)三角洲(削减断面)
三、 噪声监测点位布设
长沙市共设各类噪声测点121个,其中功能区定点噪声6个,交通噪声测点13个,区域环境噪声测点102个。
第二部分 大气环境质量监测状况
1.4 2.1 城区大气质量状况
长沙市城区大气环境监测结果见表2-1。
表2-1 长沙市“2003—2007”大气监测数据统计表 单位:mg/L;
2.1.1 大气监测结果
一、二氧化硫(SO 2)
城区设SO 2测点3个,日均值范围为0.002~0.016mg/L,无超标现象,年日均值为0.007mg/L,达到国家一级标准(国家年平均一级标准为0.02mg/L)。详见图2-1。
0.0100.0080.0060.0040.0020.000
图2-1 长沙市二氧化硫年日均值比较图
二、二氧化氮(NO 2)
城区设NO 2测点3个,日均值范围为0.016~0.055mg/L,无超标现象。年日均值为0.033mg/L,达到国家二级标准(国家年平均二级标准为0.04mg/L)。详见图2-2。
0.0400.0300.0200.0100.000
图2-2 长沙市二氧化氮年日均值比较图
三、总悬浮颗粒(TSP )
城区设TSP 测点3个,日均值范围为0.024~0.229mg/L,有4个日均值超标,超标率为4.2%,年均值为0.119mg/L,达到国家二级标准(国家年平均二级标准0.20mg/L)。详见图2-3。
四、降尘
城区设降尘测点1个,月均值范围为3.66~6.61吨/平方公里·月,月平均值为4.84吨/平方公里·月,未超过省内暂定标准( 湖南省内标准8.00吨/平方
6.005.004.003.002.001.000.00
图2-4长沙市降尘年日均值比较图
公里·月)。详见图2-4。 2.1.2 大气环境质量现状评价
通常用大气综合污染指数法评价大气环境质量,它是多种污染物对大气质量产生影响的一个综合指标。大气综合污染指数计算公式如下:
P=∑Pi 其中:Pi =Ci/Si
式中:Ci ——各监测指标全年平均值;
Si ——监测指标评价标准; Pi ——监测指标的单项质量指数; P ——空气综合污染指标。
根据GB3095-1996环境空气质量标准》中年均值二级标准的规定,各监测指标的评价标准为SO 2 0.06 mg/L,NO 2 0.04mg/L,TSP 0.20mg/L。具体划分方法见表2-2。
表2—2 城市空气综合污染指数分级表
i =1n
表2-3列出了 长沙市大气综合污染指数及质量等级单项指数,评价结果如下:
表2-3 2006—2007年大气综合污染指数及质量等级表
1.5 2.2 酸 雨 状 况
2.2.1 监测结果分析
2006—2007年 长沙市城区共采集降水样品62个,降水pH 值分布范围为5.3~7.9,10个样品pH 值小于5.60,酸雨率为16%,全县降水pH 年平均值为7.2。 与2006年相比,从酸雨率和酸雨强度上都可以看出, 长沙市的酸雨污染状况有所好转。详见表2-4。
表2-4 长沙市城区2006—2007年降水监测统计表
2.2.2 酸雨污染评价
衡量一个地区酸雨污染的指标有两个,即酸雨率和降水酸度。酸雨污染评价分级如表2-5。根据表2-5可知, 长沙市酸雨污染等级为Ⅰ级,属非酸雨区。
表2-5 酸 雨 污 染 分 级 表
第三部分 水环境监测质量状况分析
1.6 3.1 水环境监测基本概况
3.1.1 监测网点设置
地表水水常规的十个监测 点位:
湘江长沙段:昭山(对照断面) 猴子石、橘子洲、五一桥和三叉矶(监测断面)乔口(削减断面) 浏阳河长沙段:朱树桥(对照断面) 朗梨、黑石渡(监测断面) 三角洲(削减断面)
3.1.2 监测频率与监测结果
一、 监测频率
(一)湖南长沙市环境监测站所辖区域的10个监测采样断面,每年监测采样3期,每期间断监测2次。一年共计6次。
(二)设在望城县水厂水质自动在线监测站可实施水质常规的五参数(水温、pH 、电导率、溶解氧和浊度);COD Mn 、氨氮、总磷的在线自动监测。
二、 监测结果
(一)饮用水源监测情况及结果见表3-1。
表3-1 长沙市水厂水源地水质监测结果年度统计表 单位:mg/L(pH 除外)
(二)江河水系监测结果(由于没有收集到具体的数据表,在此为略)
1.7 3.2 水环境质量评价
3.2.1 评价标准
根据湖南长沙市的环境规划目标和株洲市对湖南长沙市的环境容量分配指标,湘江橘子洲定为II 类水域,湖南长沙市段定为Ⅱ类水域,故采用GB3838-2008《地表水环境质量标准》II 类标准评价。标准中未列入的项目采用《环境质量报告书编写技术规定》推荐值。其中,氨氮≤0.5mg/L,总硬度(以CaO 计)≤250 mg/L,悬浮物≤150 mg/L执行,总氮按GB3838-2008《地表水环境质量标准》Ⅱ类标准0.5mg/L执行,执行标准见表3-2。
表3-2 地面水环境评价标准 单位:mg/L(pH 除外)
3.2.2 评价参数的选择
水质综合评价参数的选择,是根据各监测项目的年平均值的具体情况而定,对于长期未检出项目如挥发酚、氰化物、砷、总汞、铅、镉、油类等,优先删除,经计算,剔除各水体分指数较小的项目,保留总硬度、溶解氯、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、总磷(库区)等,使其综合指数大于总综合指数的80%以上作为该水体的水质综合评价参数。 3.2.3 评价方法
根据 湖南长沙市地面水环境质量状况, ? 湖南长沙市段水质执行国标II 类标准,评价数学模式采用水质综合污染指数、污染分担率和污染负荷比进行综合评价。
一、地表水单项污染指数: P i =C ij i 0 二、地表水综合污染指数: P j =∑P ij 式中:Pj —j 断面水污染综合指数; Pij —j 断面i 项污染物的污染指数; Cij —j 断面i 项污染物的年平均值; Ci0—i 项污染物评价标准值; n—参与评价污染物项数。 溶解氧评价指数计算公式:
i =1n
P i =(C i max -C i ) (C i max -C i 0)
式中:C imax —饱和溶解氧浓度(20℃,9.17mg/L)。
pH 评价指数计算公式:
IpH , j = IpH , j =
7. 0-pH j 7. 0-pH sd pH j -7. 0pH su -7. 0
, pH≤7.0 , pH>7.0;
式中:IpH , j ——j 点的pH 标准指数单元; pH j ——j 点的pH 监测值;
pH sd ——评价标准中规定的p H值下限; pH su ——评价标准中规定的p H值上限。
水质参数的标准型指数单元大于“1”,表明该水质超过了规定的水质标准,已经不能满足使用功能的要求。
三、污染分担率:
K i =P ij P j ?100%
式中:Ki —污染物在系统断面诸污染物中的污染分担率;
P ij 、P j 、n 同上。
四、污染负荷比:
K j =P j
∑P ?100%
j j =1
m
式中:m K j —j 断面的污染负荷比。 五、环境质量分级
水质等级分类评价的依据是GB3838-2008《地表水环境质量标准》中五类标准,相对应于水质Ⅰ~Ⅴ类,根据水体污染因子状况定义河流监测断面水质类型,其污染指数共分成五个等级,见表3-3。
表3-3 水质等级分类表
3.2.4 水环境质量评价
一、 长沙市湘江猴子石断面环境质量评价
湘江猴子石断面水质综合污染指数见表3-4、表3-5。
表3-4湘江橘子洲断面水质污染指数
表3-5湘江橘子洲断面综合污染指数及污染负担率
从表3-4和表3-5可看出,长沙市猴子石大桥段水质较好,大部分监测项目的浓度值低于环境质量标准(I 类),主要污染物为总氮,平均分担率为33.8%,其次是总磷和高锰酸盐指数,平均分担率分别为20.1%和13.6%。
二、 长沙市橘子洲大桥段面环境质量评价 长沙市橘子洲段断面污染指数等见表3-6、表3-7
表3-6 长沙市湘江段断面污染指数
表3-7长沙市橘子洲段断面综合污染指数及污染分担率
从表3-6和表3-7可看出, 长沙市段断面作为我市的控制断面,大部分监测项目的浓度值低于环境质量标准(Ⅱ类),水质较好。其主要污染物为氨氮,平均分担率为19.3%,其次是高锰酸盐指数和总硬度, 平均分担率分别为17.3%和16.9%。
第四部分 城区环境噪声状况分析
1.8 4.1 噪声监测结果与评价
4.1.1 功能区定点噪声
湖南长沙市城区共设功能区定点噪声测点5个。其中1类标准适用区(文教区)1个(湖南大学图书馆),2类标准适用区(混合区)1个(韶山路砂子塘小学),3类标准适用区(工业区)1个(观沙岭工业园第二纺织场),四类标准适用区(交通干线两侧)(芙蓉路、韶山路)个。共获得100个昼间和夜间的定点噪声平均等效声级。功能区定点噪声监测结果见表4-1。
表4-1 湖南长沙市2003-2007城区功能区噪声年均值及超标率统计
对照GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》,在100个定点噪声平均等效声级中,有10个超标,超标率为50.0%,其中昼间超标率为20%,夜间超标率为60%,夜间噪声超标情况很严重。
各功能区按噪声超标率大小顺序排列依次为:三、四类标准区(100%)>一、二类标准区(0%)。
4.1.2 道路交通噪声
五年期间对 湖南长沙市城区进行了道路交通噪声监测,监测道路总长为9.29公里,测点数为13个。监测结果统计见表4-2。
表4-2 湖南 长沙市2006-2007道路交通噪声监测结果统计表
湖南长沙市城区的道路交通噪声平均等效声级超过70.0dB(A)的控制标准的超标路段长度为8.31公里,占监测道路总长的89.5%。与2006年比较,平均等效声级下降了3.4dB(A),超标路段长度下降了0.98公里,路长超标率下降了10.5%。
第五部分 环境质量分析与对策
1.9 5.1 环境质量现状总结
5.1.1 大气质量状况
湖南长沙市大气环境中二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒年日均值均符合国家一~二级标准,降尘符合省内暂定标准。与2006年相比,二氧化硫、二氧化氮和总悬浮颗粒物略有上升,降尘有小幅下降。大气中三项主要污染物污染负荷大小排列次序为:TSP>NO2>SO2,其中TSP 负荷系数达52.7%,表明影响 湖南 长沙市大
气环境质量的主要污染物为TSP 。
二氧化硫:年日均值为0.007mg/L ,达到国家一级标准(国家年平均一级标准为0.02mg/L),日均值无超标现象。
二氧化氮:年日均值为0.033mg/L,达到国家一级标准(国家年平均一级标准为0.04mg/L),日均值无超标现象。
总悬浮颗粒:年日均值为0.119mg/L,达到国家二级标准(国家年平均二级标准为0.20 mg/L),超标率为4.2%。
降尘:年月均值为4.84吨/平方公里?月,未超过省内暂定标准(省内暂定标准8.00吨/平方公里?月), 无有月均值超标。
湖南长沙市城区大气质量综合指数1.15,属良好水平。
5.1.2 水环境质量现状
根据地表水监测分析 湖南 长沙市水体污染特征为有机型,主要污染因子有总磷、氨氮、高锰酸盐指数、生化需氧量等。
5.1.3 城区声环境状况
湖南长沙市城区噪声污染仍较严重,各功能区存在不同程度超标现象,但平
均超标率有所下降,区域环境噪声污染与2006年基本持平,道路交通噪声有所减轻。
湖南长沙市的主要噪声污染是生活噪声源和交通噪声源。在城区各功能中,混合区超标率最高为50%,其次是文教区和交通干线两侧,工业区相对较低。区域环境噪声平均等效声级为60.5dB(A)。 湖南 长沙市城区道路交通噪声等效声级72.0dB(A),超过70.0dB(A)控制值,路长超标率为89.5%,与2006年相比交通噪声污染有所减轻,但交通噪声声级污染仍在较高水平上波动,且影响较广。
1.10 5.2 原因分析
5.2.1 地理环境原因
5.2.2 企业环境监督防治不到位
部分企业虽然上了治理设施,但由于废水收集系统不规范,不完善,存在设施出口达标而总排放口水质不达标现象。随生产规模的扩大,工业废水排放量的增加,以及部分企业“三同时”做不到位是造成 湖南长沙市地表水污染加剧的直接原因,特别是 湖南长沙市化工企业的迅猛发展。
5.2.3长沙市当局对生活污染源防治不力
随 湖南长沙市人口数量的增加生活污水和生活垃圾排放急增,到目前为止,全县没有提出一条与生活污水治理适应的防治措施,对生活污水和生活垃圾的管理也跟不上,更加剧了对河水的污染。
1.11 5.3 措施对策
5.3.1 加强依法监管,进一步做好重点污染源治理
湖南长沙市工业污染大户排放废水及污染物量占全 长沙市绝大部分,应进一步做好对重点工业污染源的监督管理,以使 湖南长沙市工业水污染排放总量急增趋势得到有效控制。调查表明,化工行业是 湖南长沙市水环境主要污染行业,该类行业还严重存在偷排、漏排,“三同时”执行不到位现象,须通过依法监管,严禁、杜绝偷漏排现象,并要求未执行“三同时”企业严格执行“三同时”制度。同
时,应以达标排放为前提,实现所有污染源稳定达标和全面达标,在重点污染企业全面开展污染源在线监测工作,建立工业污染源动态监控系统,加大对重点污染源和重点行业管理。
5.3.2 全面推行清洁生产,促进资源合理利用
清洁生产把污染防治从末端治理转向全过程控制,根本改变了大量消耗资源和粗放经营为特征的传统发展模式。然而 湖南长沙市很多企业工艺落后,设备陈旧,资源消耗量大, 造成大量资源和能源浪费,既污染了环境,又造成了企业经济损失。因此, 湖南长沙市应积极实施清洁生产新战略,促进 湖南长沙市经济社会可持续发展。一方面,建立完善有利于清洁生产的政策和制度, 湖南长沙市应制定相关政策和措施,优先发展清洁生产项目。制定在贷款、税收、贴息等方面优惠经济政策,为企业开展清洁生产提供良好的外部环境同时开展工业污染防治政策的调研和回顾分析,强化和完善清洁生产的政策和制度,使清洁生产制度化、规范化。 另一方面,在技改中落实控制污染目标,推进清洁生产实施。
5.3.3 加大环境宣教力度,提高全民的环境意识
宣传教育是提高全民环境意识的重要手段。 湖南长沙市应采用多种形式加大环境宣传教育力度,提高全民环境意识和环境公德观念,因为人民大众是环境污染最终受害者,也是保护环境主力军,环保部门应尽可能让有关环境示警信息公开,让公众和舆论界协助监督。加强绿色消费观念的宣传和引导,积极提倡节约和有利于环境保护消费方式,自觉抵制不利于环境的商品,如含磷洗涤剂、低效高污染农药化肥等。通过扩展环境权益而提高环境意识,把人的环境意识的提高过程,与对人们切身利益的保护和改善联系起来,当公众一旦了解到自身利益受到影响或威胁的真相后,就会自觉行动起来,对污染企业形成压力,参与对环境的社会管理。
5.3.4加强区域空气环境污染防治
当前, 湖南长沙市城区的空气环境的常规指标质量良好,但局部地区如,城区第三产业油烟,原种场工业园区废气排放等空气污染问题不容忽视,必须加强区域空气环境的专项整治,同时提高废气污染防治的监督管理与监测能力,提高环境
执法的装备和水平,切实实现城区及农村环境空气质量的有效改善。
5.3.5 加强区域水环境污染综合整治
随着城市化进程加快, 长沙市农村人口不断向城镇转移,城镇规模和人口数量不断扩大,但由于城镇基础设施不足,生活污水得不到处理,城市生活污水已是影响水环境的一个重要原因,因此除了对工业污染进行防治污水已是影响水环境的一个重要原因,因此除了对工业污染进行防治外,唯有加强对生活污水综合整治才是根本出路。因此,须积极考虑城镇生活污水处理规划,加快城市污水处理建设步伐,减少城镇生活污水对水质影响。
5.3.6 加强区域声环境综合整治
影响湖南长沙市城区噪声环境质量的主要问题是交通噪声和生活噪声。交通噪声强度高、影响范围广,是影响声环境质量的主要噪声源。要改善城市的声环境质量,必须严格执行城市噪声管理条例,力争控制噪声污染程度。具体措施:首先要加强车辆管理,控制交通噪声,应对主要道路实施禁鸣,并逐步扩大禁鸣范围,禁止高噪声机动车辆进城;其次是加强对建筑施工噪声管理,应贯彻实施《噪声污染防治法》的有关条例,按法规规定对打桩等噪声、强振动施工进行时间、地区、使用情况及设备类型限制;另外,应加强生活噪声监督管理,生活噪声影响范围大,城区各有关部门应根据噪声的监督管理职责,建立定期检查制度,加强对生活噪声监督管理。
毕业实习总结
本文按长沙环境保护职业技术院毕业生论文书写的基本要求,结合自己专业知识技能,历时两个多月,对实习地环境质量进行了分析和综合评价,最后写出这篇毕业论文。为了使毕业论文更好地表现对自己的知识掌握程度的检验功能和实习内容,同时也更好地供相关老师的指导、考核和评价,文中附了必要的统计表格、公式和评价图。由于自己在环境监测站实习,各种数据几乎都是从监测仪器中得到,而且感到自己的相关环境评价知识掌握程度明显不够,为了进行二次学习,我适当加入了环境影响评价内容,在此特别说明。
学生不才,水平有限,其中不足在所难免。不论是在实习过程中,还是在论
文写作过程中,指导老师李波在百忙之中抽出宝贵时间给予热情斧正,在此真挚感谢!毕业临近,借此机会也向我的所有恩师表示最热忱的感谢和祝福!
参考文献资料
1. 《 湖南长沙市环境监测站2003-2007年的环境监测数据统计表》
2. 张明顺主编.《环境管理》.武汉理工大学出版社.2003
3. 梁红主编.《环境监测》.武汉理工大学出版社.2003
4. 郭怀成,尚金城,张天柱主编.《环境规划学》.高等教育出版社.2003
5. 周国强主编.《环境影响评价》.武汉理工大学出版社.2003
1. 附表一长沙市段水质监测结果年度统计表
2. 附表二 湘江水质监测结果年度统计表
3. 附表三 长沙市环境空气自动在线监测站的布设位置图
范文五:环境监测与治理技术毕业论文
环境监测与治理技术毕业论文
环境监测与治理技术毕业论文
污染源在线自动监控系统的建设应用与管理
专 业: 环境监测与治理技术
摘要
污染源自动监控系统的应用是环境执法、科学管理的重要手段。污染源自动监控系统的建设和管理依托环境监测、自动控制、计算机、电子、通信等多个领域的技术,是一项复杂的系统工程。污染源自动监控系统可分为数据收集子系统和信息综合子系统。数据收集子系统是污染治理设施的组成部分,包括在污染源现场安装的污染物排放监控监测仪器(COD、TOC、PH等水污染物在线监测分析仪,
二氧化硫、烟尘等气污染物在线监测分析仪)、流量(速)计、污染治理设施运行记录仪和数据采集传输仪(用于数据的存储、加密,数据包转发、接受以及报警、反控)等自动监控仪器。环保自动监控系统的应用于各企业内废水废气的监测,使环保部门更为便捷的了解各企业监测因子的排放数据,提高环境监察机构的效率,有目的的去监察。提高了环境科学管理科学化、信息化水平。
关键词:在线监控;系统应用;监测分析仪;
Abstract
Source of pollution automatic monitoring system of environmental law enforcement, is the important means of scientific management. Source of pollution automatic monitoring system construction and management based on environmental monitoring, automatic control,
computer, electronics, communication and other fields of technology, is a complicated system engineering. Source of pollution automatic
monitoring system can be divided into data collection subsystem and information integrated system. Data collection system is the part of pollution control facilities, including in the pollution sources on-site installation of pollutant discharge monitoring instrument ( COD, TOC, PH and other water pollutants on-line monitoring analyzer, sulfur
dioxide, smoke and other air pollutants on-line monitoring analyzer ), flow ( rate ), pollution treatment facility operation recorder and data acquisition transmission device ( used for data storage, encryption, data packet forwarding, receiving and alarm, expert ), automatic monitoring instrument. Environmental automatic monitoring system applied in the enterprise waste gas monitoring, so that environmental protection
departments more convenient to understand the enterprise monitoring factor emissions data, improve the efficiency of environmental
monitoring mechanism, can have the goal to monitor. Improve the
environmental science and scientific management, informatization level. Key words: On-line monitoring;System application;monitoring analyzer;
目录
1 概述 ............................................................ 1
1.1 污染源自动监控系统的概述 .................................. 1
1.2 建设目标 .................................................. 1
1.3 建设原则 .................................................. 1
2 污染源在线自动监控系统的建设及应用 .............................. 3
2.1 硬件建设 .................................................. 3
2.1.1 建设原则 ............................................. 4
2.1.2 环保监控系统功能 ..................................... 3
2.2 监控中心有关概念 .......................................... 5
2.2.1 环境 ................................................. 6
2.2.2 硬件服务器 ........................................... 6
2.2.3 平台软件 ............................................. 7
2.2.4 应用软件 ............................................. 7
2.2.5 建设要求 ............................................. 7
2.3 环保自动监控系统的应用现状 ................................ 8
2.3.1 铜山区的应用 ......................................... 8
3 污染源自动监控系统的管理 ....................................... 14
3.1 污染源自动监控系统的管理模式 ............................. 14
3.1.1 自行管理 ............................................ 14
3.1.2 代运维公司管理 ...................................... 14
4 总结与展望 ..................................................... 19
4.1 论文总结 ................................................. 19
4.2 研究展望 ................................................. 19
参考文献 ......................................................... 20
致 谢 ............................................................ 21
1 概述
1.1 污染源自动监控系统的概述
污染源在线自动监控系统是监控水污染物中COD、TOC、NH3-N、总磷以及部
分重金属,大气污染物中的SO2、NOx、烟尘等主要污染因子,并且能通过视频
监视污染源现场情况。
初步调查,全国重点污染源自动监控现状为全国31个省、新疆生产建设兵团、333个地市级已建成各级监控中心167个,投入建设资金3.4亿元,年运行经费3800多万元;监控点源建设投入13.6亿元,年运行经费1.66亿元;共监控各类排污企业9198家,监控水排放口总数7557个,气排放口总数4410个。
在已监控的国家重点监控企业中,废水企业2909个,有废水排放口3477个,在1518个废水排放口安装了COD监控仪器。其中,正常运行的1149个,与环保部门联网的912个,占安装的排放口数的60.1%;废气企业3212个,废气排放口6131个,在1077个废气排放口安装了SO2自动监控仪器,其中正常运行的752个能正常
运行,能与环保部门联网的542个,占安装SO2自动监控设备的排放口数的50.3%。
为加大污染物减排工作的力度,需在各级环境监察部门建立本辖区污染源监控中心。作为本辖区污染源自动监控系统的核心平台,具备实时监控、数据接收、汇总分析、传送污染源自动监控有关数据的能力。
1.2 建设目标
确保徐州市铜山区环保部门建立起符合国家统一要求,功能完备的污染源监控中心。最终形成省-市-区三级监控网络,使省可以通过监控网络具备直接掌握重点监控的排污企业污染物排放情况的能力。
1.3 建设原则
①先进性原则:采用较为先进的技术指标,确保在一定时间内不落后。 ②实用性原则:紧密结合全国环保实际,针对环保工作特点,确保系统使用简便,功能完备。
③可扩展性原则:具较强的可扩展性,支持与12369投诉受理中心、应急指挥中心等的进一步整合、集成和其他业务拓展应用。
④安全可靠原则:具备较高的安全保密性、可靠稳定性。
⑤分级分类原则:体现出国家-省-市三级立体监控网络的思想和设计。 ⑥灵活建设原则:突出表达不同级别监控中心的配置与区别。
2 污染源在线自动监控系统的建设及应用
2.1 硬件建设
硬件建设就是指建立在各级环保部门的污染源监控中心。污染源监控中心(简称监控中心)建立在各级环保部门,通过通信传输线路与污染源自动监控设备连接,实现对污染源主要污染物排放情况的在线、连续检测并对污染治理设施运行情况实时监控。
2.1.1 建设原则
①分级分类指导原则:体现出省-市-区三级立体监控网络的思想和设计,根据国家、省级、地市级不同的业务特点和业务量分别考虑,对地市级也按照不同的环境管理需要惊醒了分级处理。
②灵活建设可扩展性原则:突出表达不同级别监控中心的配置与区别。 ③先进性实用性原则:采用较为先进的技术指标,确保在一定时间内不落后。紧密结合全国环保实际,针对环保工作特点,确保系统使用简便,功能完备。
④安全可靠原则:应符合国家相关规定和国家、行业标准要求,具备较高的安全保密性,强化存储备份,确保可靠稳定运行。
2.1.2 环保监控系统功能
能够对污染源污染物排放情况实时监控。系统可以做到全天候24小时处于实时在线监控状态,污染源现场的数据每2min实时传送到所辖环保局监控中心,监控中心可以同时浏览多个污染源的实时自动监控数据,通过数字和曲线的方式看到多站点对单个指标,多站点对多指标。历史数据由数采仪每天定时主动上报, 一般设置为每10分钟、每小时、每天上报一次,历史数据包括10分钟、小时、日数据。
能自动采集数据、自动传输数据、自动处理及自动分析数据,实现数字化环境管理。
具有报警系统,能接收现场设备报警信息。
具备接警后立即处理掉快速响应能力。
能够实现本地环境应急指挥提供基础数据。
能够为科学核定排污量提供依据,为实现污染物减排服务。
图1 铜山区环保自动监控系统平台
2.2 监控中心有关概念
下面是监控中心的网络拓扑图:
●国控重点污染源端
国控重点污染源排放口安装的自动监控设备是整个自动监控系统的前端设备与系统建设的前提,是数据的来源。
●监控中心
污染源监控中心(简称监控中心)建立在各级环保部门,通过通信传输线路与污染源自动监控设备连接,实现对污染源主要污染物排放情况的在线、连续监测并对污染治理设施运行情况实时监控。
●联网技术路线
1.污染源数据可分为三种类型:
1)基础性数据。是排污企业的基本情况信息,包括企业的名称、地址、位置、企业类型、生产的主要污染物、生产能力等,基础数据在长期内基本不变,时效性要求不强。
2)历史数据。历史数据包括各监控中心收集的一段时期内污染源自动监控系统采集、存储的监测污染物数据。可按月(季)向上报送。
3)实时数据。实时数据是污染源自动监控设备瞬时采集并经监控网络报送
至监控中心服务器的数据。这类数据反映了排污企业实时排污的情况,对现场执法、应急处置有直接作用。
以上三类数据中,基础数据和历史数据由于对时效性要求不强,可以在规定时限内,通过网络方式报送;而自动监控设备采集的实时数据需要通过构筑的监控网络实时传输。
2.2.1 环境
机房:建立符合国家标准的机房(恒温、恒湿、防尘、防雷、防静电、防水、气体消防、布局合理等)
工作区:在监控中心设置工作区,安放客户端PC机,便于日常监控值班人员开展工作。
视频及音响系统:视频大屏幕;有功放和混音系统,可同时接入有线和无线麦克风。
会商区:在监控中心设置会商间,便于开展会议讨论。
2.2.2 硬件服务器
采用安全可靠的高档PC服务器,建有容灾备份系统,在两年之内基本满足需要。
网络:可以选用三级的交换机,即核心交换机、骨干交换机、一般交换机、做到100M到桌面,骨干交换机可选用千兆带宽。
硬件防火墙:有条件的可以提高并发连接数、网络吞吐量和支持网络接口的数量来增强安全性。
存储:有条件的可采用SAN,当选用磁盘阵列时,考虑适当的RAID设置 备份:有条件的可以采用磁带库,也可采用磁带机,做好灾难备份,以便于快速恢复
电源:一定要有UPS(不间断电源),具体的延迟时间根据具体负载情况决定,但是不能低于一个小时。
2.2.3 平台软件
操作系统:服务器操作系统建议使用Windows 2003 Server。
数据库:建议使用微软的数据库管理软件SQL SERVER 2005。
地理信息系统:根据目前的情况,建议选用ArcIms、ArcSde。
2.2.4 应用软件
污染源监控基础数据库系统:建立统一格式的国控重点企业(污染源)基本信息、生产工艺、污染治理设施、排污状况、排污数据等数据库,加入实时监控数据,形成动态的、全国联网的污染源排污情况台帐,在统一采集的基础上,统一核定排污数据,为减排考核服务。
污染源自动监控系统:主要功能为按照总局的标准规范(数据传输协议和数据交换标准规范),实现所有排污口的实时监控数据传输到各级监控中心,使污染源自动监控系统直接起到监控、报警、处置的作用,同时保证实时监控数据按总局的格式记入污染源数据库。
2.2.5 建设要求
建设监控中心前必须对建设规模进行认真的测算,保证满足业务的需求,避免资源的浪费。影响规模的主要因素有:现场监控点的数量、系统访问的人数、存储的数据量??。各地在建设时需要综合考虑当地业务开展的实际情况(包括人员、场地、资金等),合理确定建设规模。
根据上述分类指导的原则,污染源自动监控的应用可分为三类五个层次: 第一类、国家级:包括总局,5个督查中心。
第二类、省级(含自治区、直辖市、新疆生产建设兵团)环保部门。 第三类、地市级环保部门,又可分为三个等级:
A、计划单列市与各省会城市
B、环保重点城市
C、其他地市级城市
考虑监控中心的长期应用,监控的范围应包括国家级、省级和地市的重点工业污染源。
2.3 环保自动监控系统的应用现状
2.3.1 铜山区的应用
2011年铜山区在线监控企业32家,共有45个监控点,其中废气监控企业14家(26个监控点),废水监控企业18家(19个监控点)。
2011年铜山区安装视频监控企业共21家,共有79个点,其中废水监控企
业11家(22个将空点),废气监控企业10家(12个监控点),5座桥梁(29个监控点),局监控16个监控点。
铜山区2012年国控重点源名单
铜山区环保自动监控系统在正常运行的情况下,平台页面显示如下图:
图2 实时数据(工业废水)
上图为工业废水实时监测数据,图中△表示该企业没有该监测因子设备。一般情况下,每10分钟上传一次实时数据。系统正常运行时,所有企业数据都是实时上传的,没有什么异常情况。
当企业监测因子出现超标时,页面显示:
图3 实时数据(工业废水)
当监控系统平台页面上出现红色数据,如上图“江苏欣欣集团”化学需氧量 133.00 mg/l 。表示该企业化学需氧量数据超标,这时候作为监控人员的我应及时给企业环保人员联系,说明我们系统平台上监控到你们企业化学需氧量数据超标情况,让企业环保人员及时去查看处理出现的异常情况。
数采仪设备故障,页面上会出现如下图情况:
图4 实时数据(工业废气)
该图为工业废气实时监测数据,监控点所监控的数据有流量、烟尘、二氧化硫、氮氧化物、含氧量、温度、压力等。监控人员要熟悉每个废气企业的排放量,大约控制在多少左右。如果某个时间它的流量忽大忽小,这时候我们应该打电话给企业询问情况。如“徐州华润电力有限公司#3、#4排口,含氧量较高,且流量很小,这种情况应该是#3、#4排口处于停产状态。根据上图显示,我们可以明显看出该图上所有企业实时数据都停在6月5日0::37左右,这就说明所有企业的数采仪有问题,而不是单独的某个企业出现问题了。在这种情况下,我们应及时和监控中心领导汇报说明该情况,所有企业数据都停止上传数据。征求监控中心领导的意见,我们需及时打电话通知数采仪厂家该故障情况,由厂家先通过远程监视查看现场设备造成这一情况原因,如解决不了,他们会在第一时间派专业维护人员前去维修。在工作中我们要创新工作思路,改进工作方法,提高工作能力。
作为监控人员,我们的工作计划是:
(一)充分发挥在线监控的作用,体现监控的价值。及时为申报核算科、监察大中队、监测站、信访和应急中心等部门提供监控信息和监控数据。
(二) 制作监控数据周、月和年报表,报送给有关领导和科室;每月计算企业设备故障率报送监控中心领导;对监控到的异常情况制作在线监控异常情况汇报单,汇报给分管领导和有关科室。
(三)做好污染源自动监控系统的日常管理工作,确保监控系统正常运行。自动监控系统稳定运行率达98%,自动监控仪器稳定运行率达90%,数据有效传输率达95%。
工作中我们主要联系的是环境监察大队人员,只要发现企业超标问题,就负责通知监察大队人员,由他们去突查、实施一些处罚措施。监察机构主要负责以下工作:
(一)参与制定工作计划,并组织实施;
(二)核实自动监控设备的选用、安装、使用是否符合要求;
(三)对自动监控系统的建设、运行和维护等进行监督检查;
(五)核定自动监控数据,并向同级环境保护部门和上级环境监察机构等联网报送;
(六)对不按照规定建立或者擅自拆除、闲置、关闭及不正常使用自动监控系统的的排污单位提出依法处罚的意见。
也就是说,根据监控中心提供给监察机构的企业的历史数据记录(超标或排放污水),监察机构会对企业做出相应的处罚。
企业现场端由企业环保人员负责管理自己的现场设备情况,负责提供自动监控设备运行的现场条件,如独立规范的仪器房、系统接地、冷暖空调、安全稳定的电源、便利的供水设施等。如出现数据不上传问题应该及时解决(重启数采仪或因设备故障问题需维修等)。
下面是企业现场端的监测仪器的实时数据
图5 淮海中联水泥有限公司#1监测因子数据
该图为淮海中联水泥有限公司现场的实时监测数据,这是废气监测仪器。它所监测的项目包括二氧化硫、氮氧化物、烟尘浓度、烟气流速、含氧量、烟气静压、烟气速度这七项指标。它是由监测仪完成SO2、NOX、颗粒浓度测量,经过设备接口传至现场工控机,完成数据采集、处理、存储。
图6 铜山区龙亭污水处理厂氨氮监测仪器
上图是铜山区龙亭污水处理厂的氨氮监测设备,它的测试原理是往水样中加入碱性缓冲液,加热到一定的温度,吹气一定的时间将其中的氨氮洗脱出,由一种特定的酸液吸收,然后加碱液中和,加一定量的显色剂,检测吸光度。 计算出氨氮浓度。
3 污染源自动监控系统的管理
3.1 污染源自动监控系统的管理模式
一、管理模式。
(一)不需要代运营公司。
环保局监控中心管理监控中心的设备和监控平台,企业各自管理自己的监控设备。
优点:不需要支付代运营费用。
缺点:按照环保部文件要求,建议实行社会化运营。由于管理维护监控设备需要一定的技术,自己管理毕竟技术不专业,会造成设备故障率高,维护、维修不及时。部分单位为了自身利益会弄虚作假,上传虚假数据,失去监控意义。
(二)代运营公司仅代运行监控中心的设备和监控平台,企业各自管理自己的监控设备。
优点:能确保监控中心设备和监控平台的正常运行,减少故障率。
缺点:需要支付代运营费用。企业各自管理自己的监控设备,部分单位为了自身利益会故意维修不及时或弄虚作假,上传虚假数据,失去监控意义。
(三)代运营公司全面代运行环保局和企业的监控设备。
优点:能确保环保局监控中心和企业监控设备的正常运行,减少设备故障率,能保证监控数据的准确性,真正发挥监控的作用。便于环保局对企业监控的统筹管理。
缺点:需要支付高额的代运营费用。
3.1.1 自行管理
由企业环保人员自行管理,负责企业现场端的设备运行情况,能确保监控中心设备和监控平台的正常运行,减少故障率。
3.1.2 代运维公司管理
如下表所示: