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基于物联网技术的重点污染源过程监管系统的设计与应用研究

郭智武 白中炎 张杰 李家乐

广东常备环境信息科技有限公司,广州市天河区,510000

摘要: 随着《中共中央、国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》、《关于优化生态环境保护执法方式提高执法效能的指导意见》等纲领性文件的发布,使“污染源全过程监管,如生产用电、用水,治污设施用电、排水,关键治污环节重要设备启停情况、重要工艺环节pH、溶氧等参数”、“互联网+”等环境监管要求和模式成为必然选择。而“基于物联网技术的重点污染源全过程监管”设计与应用研究成为目前社会研究和探索的热点和焦点。
关键词: 物联网技术;重点污染源;全过程监管;智慧环保
DOI:10.12721/ccn.2023.157045
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随着我国经济建设从“粗放式发展”提升为“高质量发展”,生态环境保护也从以往的“重审批、轻监管”逐步转变为“重审批、更重监管”,因此“全过程监管”成为污染源生态环境监管的必然要求。

1.环保监管的现状

当前,我国生态保护监管手段相对单一,生态保护监管能力依然薄弱[1]。地方政府生态环境监测与监管科学技术力量薄弱,现代信息科学技术的智能化生态环境监测与监管工具尚未或还未完全应用到生态环境监管中,同时也缺乏掌握和使用蕴含现代信息科学技术生态环境监测与监管工具的专门人才,使现有的现代化生态环境监测与监管工具的价值功用无法有效发挥。生态环境监测与监管技术落后使地方政府对破坏生态环境的活动和行为无法进行全方位、实时监测和事前监管;生态环境监管信息滞后、信息不对称和信息孤岛使地方政府对破坏生态环境的活动和行为无法及时取证,难以确定责任主体[2]

2.应用智慧环保手段监管重点污染源是必然趋势

随着《中共中央、国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》、《关于优化生态环境保护执法方式提高执法效能的指导意见》等纲领性文件的发布,使“污染源全过程监管”、“提升生态环境监管执法效能,建立健全以污染源自动监控为主的非现场监管执法体系,强化关键工况参数和用水用电等控制参数自动监测。”[3]、“健全环境治理监管体系:深化实施“双随机、一公开”“互联网+”等环境监管模式,推进生态环境行政执法信息化、智能化、规范化,推行环保设施用水、用电量监控等物联网监管手段。[4]”成为必然要求。“基于物联网技术的重点污染源全过程监管”技术及应用已成为目前社会研究和探索的热点和焦点[5]

3.基于物联网技术的重点污染源全过程监管系统

该系统重要组成部分包括:现场端的传感设备、数据采集传输设备、数据存储运算设备、PC/APP终端设备。

“全过程监管”就是监控重污染企业的产污、治污、排污各个环节的运行状况。

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智慧环保全过程实时监管示意图

智慧环保监管平台是利用信息化科技手段提高监管水平的创新应用,实施后大幅提升生态环境部门监管执法效能,实现“一张图”、“一键式”“便捷式”、“全过程”监管执法。

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“一张图”动态监管界面

智慧环保监管平台实现地图实时展示,达到“一张图”动态监管,在区域地图上,标示出各重点污染企业的位置、当前监控状态;显示企业的名称、负责人、地址、联系方式等信息,可实时查看企业产生的偷排漏排、直排、污染治理设施闲置、在线监测等各种预警。对于违法企业可快速、精准定位。

系统功能:

实时显示:通过物联网感知和通讯技术将企业现场主要产污设备的实时数据、主要治污设施实时运行情况、主要排污设备实时数据实时呈现在PC端和手机APP中。

过程监控:通过大数据、云计算技术对设施运行状况进行专业智能判断;实时监控关键设施设备运行状况;实时监控用水量、排水量、生产用电量、治污设施用电量;实时监控关键工艺节点水处理的参数:pH、溶解氧等是否正常。

实时预警:根据预警算法和平台分析及时发现直排、偷排、设施闲置等违法问题嫌疑;根据不同违法严重程度和大数据专业判断,系统设置不同预警等级,并实时发出预警,现场配合监管执法。

4.重点污染源全过程监管系统的应用案例

目前广东省惠州市、博罗县、大亚湾经济开发区等多个区、县生态环境监管部门启动和应用了 “重点污染源全过程监管系统”课题,生态环境监管部门通过该系统对企业产污、治污、排污环节进行全过程、实时在线监管和及时预警,达到强化全过程、精准环保监管执法的目标,以此督促倒逼企业自证守法,最终改变环保部门监管执法长期存在的被动局面,利于对偷排、漏排、直排、污水处理设施不正常运行等重大环境违法行为的及时发现;同时配备排污单位APP,实现了排污单位“便捷式”“傻瓜式”环境管理,切实履行环保主体责任,最大程度保障和改善环境质量。

4.1项目总体成效

课题实施以来,已成功发现多起环境违法行为,对各重点排污单位形成了巨大震慑,大部分企业从被动治污开始向主动治污积极转变,多家企业主动开展治污设施整改和加强内部环保管理。项目的实施进一步巩固了环境整治工作成果,持续提高环境质量、大幅提升生态环境监管执法效能。“重点污染源过程监管系统”创新了生态环境监管执法传统的执法方式、方法,实现了重点排污单位全过程实时监管,有效缓解了环境监管执法存在的“人员不足、监管不够精准、无法全覆盖”等突出瓶颈问题。

此外,平台对重点排污单位的帮扶作用明显。平台配备了企业端APP,主要功能涵盖了企业环境管理的全过程,包括生产和治污过程的水电管理、生产台账、环保台账、在线监测和资料管理等。帮扶企业从“被动治污”向“主动治污”转变,助力企业实现规范化环保管理,有效提高了企业的环保规范化管理水平和环保管理效率。

4.2项目实施成功案例

4.2.1 成功案例1 ——某企业涉嫌治污设施闲置

平台预警——涉嫌MBR等重要治污设施闲置

平台显示:该企业提标改造的MBR设施(主要针对COD和氨氮而增建的)未运行。  

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企业设施闲置平台截图 

现场核实:企业提标改造的MBR设施未启用。

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现场核实情况(MBR设施停用)

4.2.2 成功案例2——某企业涉嫌中水偷排问题

平台预警——该公司存在水量不平衡问题,涉嫌偷排漏排。

企业在正常生产期间,废水排放量为0m3,同期生产用水量为110.7m3,用水量和排水量极度不平衡。

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平台预警截图

现场核实:企业将中水通过卫生间抽水马桶排放。

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企业中水偷排照片

结束语

利用信息化科技手段,“基于物联网技术的重点污染源全过程监管”系统课题,不仅创新了生态环境监管执法传统的执法方式、方法,有效缓解环境监管执法存在的“人员不足、监管不够精准、无法全覆盖”等突出瓶颈问题,大幅提升生态环境监管执法效能,实现重点排污单位全过程实时监管,进一步巩固环境整治工作成果,持续提高环境质量。

总之,采用基于物联网技术的科技监管手段已为大势所趋。“重点污染源全过程监管”是必要和可行的,可极大地减轻环保监管及执法部门的压力,大幅提升生态环境监管执法效能,从而实现全过程监管的目的。

参考文献

[1]生态环境部.“十四五”生态保护监管规划[R].生态环境部.2022,3:5

[2]周伟.地方政府生态环境监管:困境阐述与消解路径[J].青海社会科学,2019(1):41,43

[3]生态环境部.关于优化生态环境保护执法方式提高执法效能的指导意见[R].生态环境部,2021.1

[4]广东省生态环境厅.广东省生态文明建设“十四五”规划[R].广东省生态环境厅,2021.10:69-70

[5]张艳军.璧山环保监管物联网系统试点应用研究[J].重庆市环境保护信息中心,2016