環保數采儀在醫療污水監管領域的研究與應用

摘 要：AF-HK100 污染源在線自動監控（監測）數據采集傳輸儀，是按照《污染源在線自動監控（監測）數據采集傳輸儀技術 要求》（HJ 477-2009）的標準開發的新一代智能數據采集器，滿足標準對采集器的各種要求。 AF-HK100 包含了多種常見的通信方式，技術要求和性能指標達到并優于標準中的要求。軟件上， AF-HK100 支持《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ/T 212-2005）通信協議及《污染源在線自 動監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ/T 212-2017）通信協議。AF-HK100 配備以太網接口，支持使用現場已有的域網寬帶網絡通信進行有線數據上傳，并可選配 4G 模塊，支持 2,3,4G 全網通無線蜂窩數據通訊，用以滿足不同環境需求。

關鍵詞：水質監測；數采儀；污染物排放；告警；云平臺

1 項目背景概述

     醫療污水主要是從醫院的診療室，化驗室，病房，洗衣房，x片照相室和手術室等排放的污水，其污水來源及成分十分復雜。醫院污水中除一般生活污水外，還含有大量病原細菌，病毒和化學藥劑，放射性廢水和病原體。因此需要經過處理后才能排放。

     醫療廢水曾多次引起公眾關注，醫療廢水的排放對水資源造成的危害巨大，已成為危害群眾健康的一個源頭，能達到國家排放標準的醫院相對較少。法律的不規范，環保意識的薄弱造成了醫療廢水直排和各大醫院“高污染，低治理”的現狀，為加強管理，減少污染，云南省生態環境廳在《云南省加快補齊醫療機構污水處理設施短板提高污染治理能力專項工作方案（2021-2025年）》提出，要全面摸清醫療機構污水收集處理情況。各地各級生態環境、衛生健康行政部門要聯合組織轄區內醫療機構，針對污水收集及處理設施（含預處理設施）配套建設、污水處理設施運維制度及臺賬管理、自行監測、自動監測設施及聯網、污泥管理等方面開展自查。以全省所有醫療機構醫療污水處理設施環境監管和服務99%全覆蓋，醫療污水及時有效收集和處理處置99%全落實為主要目標，全面摸清各地醫療污水產生、收集、處理處置情況，確保應收盡收和應處盡處。

     到2022年12月底前，省級醫療機構、傳染病（含結核病，下同）醫療機構、二級及以上的醫療機構應完成滿足污水處理需求的設施建設；

     2023年12月底前，其他20張床位及以上醫療機構應完成滿足污水處理需求的設施建設；

     2025年12月底前，剩余其他醫療機構完成滿足污水處理需求的設施建設。

     按照“誰污染，誰治理”的原則，傳染病醫療機構、20張床位及以上的醫療機構應科學確定污水處理設施的規模、工藝，確保出水達標排放。20張床位以下的醫療機構（含疫情期間定點酒店等隔離點）污水經消毒處理后方可排放。采用含氯消毒劑進行消毒處理的醫療機構（含疫情期間定點酒店等隔離點）污水，若直接排入地表水體，應進行脫氯處理，使總余氯含量小于0.5mg/L。醫療機構應依法取得排污許可證或填報排污登記表，并落實載明的各項生態環境管理要求。要將污水處理設施運行維護納入醫療機構日常管理工作，依法建立健全醫療機構污水處理設施運行臺賬制度，落實崗位職責，規范記錄進出水水量、水質、消劑類型和使用量等信息。

     醫療廢水監測標準包括：

     ● 符合HJ212-2017《污染物在線監控(監測)系統數據傳輸標準》、HJ477－2009《污染源自動在線監控(監測)數據采集傳輸儀要求》

     ● HJ1105-2020 排污許可證申請與核發技術規范 醫療機構

     ● HJ 2029-2013 醫院污水處理工程技術規范

     ● GB18466-2005 《醫療機構水污染物排放標準》

     ● DB11/307-2005 水污染物排放標準

     ● GB18466-2005 《醫療機構水污染物排放標準》

     ● GB8978-2002 污水排放標準

     ● CECS07:2004 醫院污水處理設計規范

2 系統結構

常規醫療廢水處理方案工藝流程如下：

根據 GB18466-2005《醫療機構水污染物排放標準》要求,

     終輸入城市污水管道的醫療污水需達到以上標準方可進行排放，因此需要在出水管處安裝流量計，水質分析儀等傳感器設備，并加裝環保數采儀。傳感器設備通過485串口采用modbusRtu協議或者通過模擬量通道將采樣數據轉換為模擬電流或電壓信號傳輸至數采儀，再經由數采儀通訊模塊采用 HJ212-2017協議上傳至在線監管平臺。

     本項目擬在醫院污水總排口建設醫療污水水質在線監測系統一套，相關設備包含：水質在線分析儀，電磁流量計，氨氮傳感器，余氯傳感器，水質PH傳感器，數采儀。監測因子包含：Cod化學需氧量，氨氮,PH,余氯，流量，懸浮物等。該系統建立的目的是旨在通過對醫院污水排放狀態的自動監控，及時準確的反映污水排放現狀及發展趨勢，為環境管理，污水控制，環境評價提供客觀的科學依據，逐步達到提高污水排放質量的終目標。

整體系統構造如下圖

3.產品概述

3.1 數據采集傳輸儀AF-HK100

技術要求：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴頻因數可設置

●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯通、移動、電信4G網絡

●  傳輸速率：4G網速上行50Mbps，下行150Mbps

●  工作溫度：-20℃～+60℃

●  儲存溫度：-40℃～+80℃

●  相對濕度：≤95%RH

●  電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.5沖擊（浪涌）抗擾性試驗 4 級

●  滿足HJ477標準，具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號可配置），8路開關量輸入通道（有源濕接點（DC12V）/無源干接點可配置）以及4路開關量輸出通道（無源干節點，觸點容量 DC30V/5A、AC250V/5A）

●  支持LORA無線組網，通過將通訊數據在無線信號之間互轉，LORA監測支持中繼器模式，滿足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持固定IP和動態域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發，數據可同時上傳到3個以上不同的平臺

●  數采儀支持服務器遠程升級，版本更新時無需到現場升級

●  數采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機交互能力，可于本地進行監測參數管理設置，實時，歷史數據查詢，采集周期自定義等功能

●  數采儀具備至少16GB本地存儲空間并支持外置SD卡擴容

●  具備數據存儲功能，存儲時間不低于6個月，監測數據記錄存儲需滿足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導出

●  數據采集誤差≤1‰，系統時鐘計時誤差±0.5‰

●  具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續供電至少6小時

●  設備具備斷點續傳（無法聯網的情況下 將數據先保存起來，等網絡恢復后再上傳）

●  支持遠程修改配置、遠程查看實時數據和歷史數據，歷史數據主動補傳

●  支持本地操作日志存儲管理

●  具備用戶管理功能，支持分系統管理員及一般操作人員兩種權限，可根據用戶名密碼登錄

4 在線監管平臺系統功能

4.1 登錄

     在瀏覽器打開平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。掃描左上角二維碼下載APP，可在移動端進行日常管理。

3.2 首頁

     首頁展示接入企業的概況，治污設施的運行情況、污染物排放情況等。

3.3 大屏展示

     大屏展示實時顯示當前測點異常報警及實時數據信息

3.4 實時監控

3.4.1 非電監控

     展示排口的污染物排放情況。

3.4.2 GIS地圖

     GIS地圖功能將監測點位放置于在線地圖上，通過點擊地圖上的點位信息，可以獲得點位實時或者歷史數據曲線。

3.5  異常管理

3.5.1 異常查詢

     顯示異常記錄及處理進度，異常類型包括停限產異常、治污設施異常、電參量越限、排放超標等。

3.5.2 異常處理

     針對異常記錄進行處理，可上傳圖片、文檔、視頻等附件，支持批處理。

3.5.3 異常申報

     針對異常報警信息進行申報，支持批量處理。

3.5.4 申報審核

     針對申報的異常進行審核，如果審核駁回，則流程會重新回到異常申報階段，需要重新進行申報處理，支持批量處理。

3.5.5 異常統計

     統計所有企業的各類異常出現次數且對于單個企業或者單類異常進行統計。

3.6 企業綜合統計

3.6.1 設備狀態列表

     統計監測設備的運行狀態，包括運行、停機、失聯，可以查看采集的實時數據。

3.6.2 點位運行情況統計

     以行業和行政區統計當前企業數量、在線企業、失聯企業、總表數量、產污設施數量、污處設施數量，以及監測點位狀態情況。

3.6.3 數據匯總

     通過時序分析，晝夜分析，以曲線的形式展現測點在一段時間內的污染物排放情況

3.6.4 監測數據明細

     監測數據明細將污染源在線監測設備數據以報表形式顯示，按實時，分鐘，小時，天等數據分列，支持通過excel導出

3.6.5 站點對比分析

     站點分析支持對同一站點不同時段污染物濃度數據查詢或者對不同站點同一時間的污染物排放數據進行對比，以曲線形式顯示差異

3.6.6 站點

     站點支持對同一區域的站點污染物排放情況按大，小或平均值排序

3.7  異常運維管理

3.7.1 行業報警設置

     行業報警設置支持針對不同行業特性設置的污染物濃度超標閾值，以此為依據進行污染物濃度超標預警。

4 系統應用價值

4.1 社會收益

     項目建設有利于保障人體健康，提高市民滿意度，建設美好城市，構建和諧社會；有利于促進經濟和社會的可持續發展，“經濟建設、城市建設、環境建設同步規劃、同步實施、同步發展，實現經濟效益、社會效益、環境效益”三統一；有利于加強日常污染源監控和突發事件快速預警響應工作，做好“平戰結合”，努力保障區域生態環境，改善區域環境質量。

     實現從人防到技防、從計劃監察到狀態監察的轉變，有效提升環境監察執法效率。從而更好的監督醫療機構污水排放，解決水污染治理背景下的污染源監管困境。

?對醫療機構產污,排污數據進行關聯分析，建立差別化、精細化評價體系。快速識別可疑違規排污單位，進一步縮小網格化監管的網格范圍，實現小尺度準確溯源，同時，進一步分析其存在的具體違規行為，提高監管效率。執法人員依據監測結果，針對性進行現場核查，用數據和事實說話，有力威懾違規排放行為。

4.2 經濟收益

     低成本解決“過程+結果全過程監測”規模化推廣難題。

     依托大數據分析、移動互聯網、物聯網技術，實現遠程實時監控醫療機構排污狀況，可有效減少對污染源現場檢查頻次，提高部門的工作效率，解決環保系統人手不足與醫療機構數量大的不對稱問題。同時避免干擾醫療機構正常生產經營活動，降低迎檢負擔，進一步深化“放管服”，提高對醫療機構的監管服務水平，形成治理過程管控有力、污染源排放真實有效，醫療機構、公眾及環保主管部門共建、共治、共享的良性互動的良好營商環境，實現政企雙贏。

參考文獻

[1]HJ477-2009 《污染源自動在線監控（監測）數據采集傳輸儀要求》

[2]GB18466-2005 《醫療機構水污染物排放標準》

[3]HJ 2029-2013 醫院污水處理工程技術規范

[4]HJ212-2017《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》

《云南省加快補齊醫療機構污水處理設施短板提高污染治理能力專項工作方案（2021-2025年）》

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為建筑能耗監測系統。