요녕 엔진 기업 오수 처리소 온라인 모니터링 시스템 응용 사례

1. 프로젝트 배경과 수요

랴오닝의 모 대형 엔진 제조업체, 핵심 업무는 엔진 실린더 가공, 부품 열처리, 조립 테스트 등을 포함하며, 생산 과정에서 대량의 공업 폐수가 발생하는데, 주로 기계 가공 기름 함유 폐수, 열처리 냉각 폐수, 표면처리 산세척 폐수 및 생폐수를 포함하며, 통일적으로 공장 구역에 송금하여 자체 건설한 오수 처리소 처리를 포함한다.이 기업은 오수 성분이 복잡하고 석유류,COD、암모니아 질소, 총인, 부유물 및 소량의 중금속 (예: Zn, Ni) 등 오염물은 기준치 미달 배출을 처리하면 주변 수체 환경을 오염시킬 뿐만 아니라 환경 보호 법규도 위반할 수 있다.

실험실의 기존 작업자들은 새로운 설비에 대한 핵심 원리, 파라미터 설정, 정확한 조작 및 고장 조사 능력이 부족하기 때문에, 만약 직접 사용에 투입한다면 조작이 규범화되지 않고, 데이터 편차가 크며, 설비 손실이 너무 빠른 등 문제가 발생하기 쉬우며, 고효율 검측 업무 수요를 만족시킬 수 없다.이에 근거하여 기업은 특별히 설비공급업체에 위탁하여 기술공정사를 배치하여 방문맞춤화훈련서비스를 전개함으로써 실험실인원들이 설비사용기능을 전면적으로 장악하도록 보장하고 새로운 설비가 실전응용에 신속히 투입되도록 보장하였다.

2. 교육 기본 정보

교육대상: 실험실 핵심검사인원 10명, 설비관리자 3명 포함(모두 기초수질검사경험이 있으며 GNST-SC1000조작기초가 없음)

(1) 시스템 전체 아키텍처

시스템은"현장 모니터링 층-데이터 전송 층-중간 제어 관리 층"3급 구조를 채택하여 오수 처리 전 과정 수질 지표가 실시간 채집부터 스마트 조정에 이르는 전 과정 폐쇄 루프 관리를 실현한다: ① 현장 모니터링 층: 다중 파라미터 온라인 모니터링 설비 (COD, 암모니아 질소, 총인, 석유류, 부유물, pH 검측기 포함) 를 배치하고 자동 샘플링 장치, 사전 처리 모듈 및 전용 센서를 부착하여 각 단계의 수질 지표의 실시간 검측을 책임진다.② 데이터 전송 계층: 산업 이더넷 + 4G 듀얼 모드 전송을 통해 데이터가 공장 지역의 복잡한 산업 환경에서 안정적으로 업로드되도록 보장하고, 단점 갱신을 지원하며, 환경 보호 데이터 전송 규범 요구를 만족시킨다;③ 중앙통제경영진: 지능감시통제플랫폼을 구축하여 데이터의 실시간 전시, 추세분석, 이상경보, 보고표 생성 및 오수처리공정의 련동통제를 실현한다.

(2) 핵심 지점 배포

하수처리장 공정 프로세스와 결합하여 핵심 노드에 모니터링 설비를 정확하게 배치하여 전체 프로세스 커버리지를 실현한다: ① 사전 처리 단위: 조절 탱크 입구 (COD, 석유류, 부유물 모니터링, 입수 수질 부하 판단), 격유지 수출 (석유류 모니터링, 기름 제거 효과 평가);② 생화학 처리 단위: 가스 노출 탱크 수출입 (COD, 암모니아 질소, 용해 산소 모니터링, 가스 노출 강도 조절), 2침출 탱크 출구 (부유물, 총인 모니터링, 침전 효과 평가);③ 심층 처리 단위: 여과 시스템 수출 (부유물, pH 모니터링, 출수 정밀도 보장);④ 출수배출구: 총배출구(COD, 암모니아질소, 총인, 석유류, 부유물 모니터링,pH，기준치 도달 배출을 확보하고 데이터를 랴오닝성 생태환경 감시 플랫폼에 동시에 업로드한다).각 지점 모니터링 설비는 모두 부식 방지, 진동 방지 외피를 장착하여 오수 처리소의 습기, 다부식성 기체의 환경에 적합하다.

(3) 핵심 장치 매개변수

선택된 온라인 모니터링 설비 핵심 파라미터는 엔진 기업의 오수 처리 모니터링 수요에 정확하게 적합하다: ① 모니터링 파라미터 및 양정: COD(0-1000mg/L), 암모니아 질소(0-50mg/L), 총 인(0-10mg/L), 석유류(0-50mg/L), 부유물(0-100NTU), pH(0-14);② 측정 정밀도: COD ± 5% FS, 암모니아 질소 ± 5% FS, 총 인 ± 5% FS, 공업 오수 검측 규범에 부합한다;③ 측정 주기: 최소 측정 주기는 30분이며, 1~9999min의 임의 조정을 지원하여 공정 수요에 따라 유연하게 설정할 수 있다;④ 교정주기: 1~99일 임의의 간격을 조정하여 유지보수 비용을 절감할 수 있다.⑤ 운행환경: 온도 +5~40℃, 습도 ≤90%(결로 없음), 하수처리장 실내외 설치작업 적합;⑥ 출력 기능: RS-232, RS485, 4-20mA 신호 출력을 지원하여 중앙 제어 플랫폼 및 환경 보호 감독 플랫폼을 직접 연결할 수 있다;⑦ 방호 기능: 이상 경보, 단전 데이터 분실 방지 기능을 갖추고 있으며, 단전 후 자동으로 작업 상태를 회복하여 모니터링의 연속성을 보장한다.

(4) 프로세싱 모듈의 적합성

엔진 기업의 오수 함유량이 많고 부유물이 많은 특성에 대하여, 모니터링 설비 부대 맞춤형 사전 처리 모듈: 2급 여과 장치 (조여과 + 정밀 여과) 를 사용하여 먼저 5μm 조여과를 통해 큰 입자 부유물을 제거하고, 다시 0.45μm 정밀 여과를 통해 미세한 불순물을 제거하여 검측 통로를 막지 않도록 한다;유수분리단위를 증설하고 물표본중의 부유를 앞당겨 분리하여 기타 지표의 검측정밀도에 대한 석유류의 교란을 제거한다.고압 자동 반세척 기능을 갖추고 정기적으로 여과 부품을 정리하여 사전 처리 효과의 안정을 보장하고 고부하 오수 모니터링 수요에 적합하다.

(5) 교육 적합성 조정 (보충)

오수처리장 작업자가 온라인 모니터링 설비에 대한 핵심 원리, 파라미터 설정 및 고장 조사 능력이 부족한 것을 고려하여 기업은 설비 공급업체에 위탁하여 맞춤형 방문 교육을 전개한다: ① 교육 대상: 오수처리장 핵심 운반 인원 10명, 설비 관리자 3명 포함 (모두 기초 오수 처리 경험을 갖추고 온라인 모니터링 설비 조작 기초가 없음);② 교육 설비: 온라인 모니터링 설비 실조 시제품 및 COD, 암모니아 질소 등 핵심 파라미터 검측 소모품 부대;③ 교육중점: 설비교정, 오수예처리조작, 이상데이터판단, 설비부식방지유지보수 등 목적성내용으로 인원들이 설비사용기능을 전면적으로 장악하도록 확보한다.

3. 온라인 모니터링 핵심 프로세스와 기능 실현

(1) 전 과정 모니터링 자동화 실현

시스템은 완전 자동화 모니터링 프로세스를 실현하여 인공 당직이 필요 없다: ① 자동 샘플링: 각 지점 모니터링 설비는 사전 설정 주기에 따라 자동으로 물 샘플을 채취하고, 샘플링 양을 50mL로 정확하게 제어하여 검측 대표성을 확보한다;② 예비처리: 물샘플은 2단계 여과, 기름과 물을 분리한 후 검측단위에 들어가 방해요소를 제거한다.③ 검측 분석: 서로 다른 파라미터의 특성에 따라 분광광도법, 전극법 등 대응 검측 기술을 통해 다중 파라미터 동시 검측을 완성하고, 소해 단위는 COD, 총인 검측에 대해 온도와 시간을 정확하게 제어한다;④ 결과 출력: 검측 데이터는 실시간으로 설비 로컬 터치스크린에 표시되며, 동시에 듀얼 모드 전송 채널을 통해 중앙 제어 플랫폼 및 랴오닝성 생태 환경 모니터링 플랫폼에 업로드되며, 데이터 전송 지연은 ≤ 3초이다.

(2) 데이터 전송과 플랫폼 관리 기능

1.데이터 전송: 산업 이더넷 위주, 4G를 예비로 하는 듀얼 모드 전송 모드를 사용하여 데이터 암호화 전송을 지원하고 정보 유출을 방지하며 하수 처리장의 복잡한 네트워크 환경에서 데이터가 안정적으로 업로드되도록 보장하며 HJ/T 212 환경 보호 데이터 전송 표준에 부합한다.2.플랫폼 핵심 기능: ① 실시간 전시: 중앙 제어 플랫폼은 각 모니터링 지점의 다중 파라미터 수질 데이터, 설비 운행 상태 (예: 교정 상태, 세척 상태) 를 동태적으로 전시하고, 접선도, 주상도를 사용하여 데이터 변화 추세를 나타내며, 오수 처리 효과를 직관적으로 반영한다;② 이상 경보: 각 매개변수 경보값 (예: COD ≥ 80mg/L, 암모니아 질소 ≥ 12mg/L) 과 기준치 초과값 (1급 A 표준 제한값 부합) 을 미리 설정하고, 데이터가 경보 한도값에 도달하면 플랫폼은 즉시 음향 경보를 촉발하며, 동시에 관리자 휴대폰에 문자 경보를 푸시하고, 이상 지점 및 기준치 초과 수치를 표시하며, 응답 시간은 ≤5분;③ 데이터 추적: 히스토리 검측 데이터 (저장 주기 ≥ 1년) 를 자동으로 저장하고, 시간, 지점, 매개변수에 따른 정확한 조회를 지원하며, 감독관리 요구에 부합하는 검측 보고서를 생성하고 내보낼 수 있다;④ 설비 관리: 플랫폼은 원격으로 설비 교정 주기, 샘플링 주기를 설정하고 설비 고장 상태를 실시간으로 감시하며 유지 보수 알림을 생성할 수 있다.

(3) 연동 제어와 공정 최적화

시스템과 오수 처리 공정 시스템은 스마트 연동을 실현하여 처리 효율과 기준 도달률을 제고한다: ① 진수 부하 조절: 조절 탱크 입구 COD, 석유류 실시간 데이터에 근거하여 자동으로 진수 유량을 조절하여 고부하가 생화학 시스템에 충격을 주지 않도록 한다;② 생화학 공정 조절: 가스 노출 탱크 COD, 암모니아 질소, 용해 산소 데이터에 근거하여 가스 노출 풍기의 회전 속도와 가스 노출량을 자동으로 조절하고 미생물 반응 환경을 최적화한다;③ 가약 정밀 조절: 2침지 수출 총인 데이터에 근거하여 자동으로 응고제, 제린제 투입량을 계산하고, 연동 가약 펌프로 투입 가속률을 조절하여 약제 낭비를 피한다;④ 응급처치: 총배출구에 파라미터가 기준치를 초과하여 경보할 경우, 자동으로 배출밸브를 닫고, 오수를 조절못으로 환류하여 재처리하며, 동시에 응급처치 알림을 푸시하여 출수가 안정적으로 기준치에 도달하도록 보장한다.

4. 시스템 운행 보장과 유지 보수

(1) 일상적인 유지보수 규범

오수처리장의 습도, 다부식, 고부유물의 환경특성을 결합하여 목적성 유지보수방안을 제정한다: ① 매일: 중앙통제플랫폼을 통해 설비운행상태를 순찰하고 시약여량 및 예처리모듈의 압력(여과가 막혔는지 판단)을 검사하며 설비표면의 물때와 부식물을 정리한다.② 매주: 기름때, 부유물이 막히지 않도록 미리 처리된 여과 모듈과 샘플링 입구를 해체하고 정리한다.플랫폼 알림에 따라 설비 교정을 완료하고 검측 정밀도를 확보한다;③ 매월: 설비 밀봉 성능, 데이터 전송 안정성을 전면적으로 검사하고 기한이 지난 시약을 교체한다;소해단원의 가열성능과 전극상태를 검사한다.④ 매 분기: 검측 데이터에 대해 제3자 비교 검증을 실시하여 검측 결과가 정확하고 신뢰할 수 있도록 확보한다.연동 제어 기능의 유효성을 동시에 검사하여 공정 조정의 정확성을 보장한다.

(2) 고장응급처리

온라인 모니터링에서 흔히 볼 수 있는 고장에 대해 빠른 응답 메커니즘을 구축한다: ① 샘플링 막힘: 설비가 자동으로 반세척 프로그램을 트리거하고, 만약 세척이 무효일 경우, 플랫폼은 고장 경보를 푸시하고, 유지보수 인원은 1시간 내에 현장에 도착하여 해체하고 정리한다;② 교정 실패: 플랫폼에서 교정액이 효력을 상실하거나 센서가 이상하다는 것을 제시하고, 교정액을 교체하여 다시 교정하고, 무효하면 센서를 교체한다;③ 데이터 전송 중단: 4G 대기 전송으로 자동 전환하고 이더넷 고장을 조사하여 친환경 데이터가 업로드를 중단하지 않도록 합니다.④ 검측 정밀도 편차: 예비처리 프로세스 및 해소 매개변수를 재심사하고 설비를 재조정하며 필요시 공급업체에 연락하여 기술지원을 한다;⑤ 설비 부식: 정기적으로 설비 보호 케이스와 밀봉 부품을 검사하고 부식을 발견하면 즉시 교체하여 설비 핵심 부품의 손상을 피한다.

5. 응용성과

1.기준치 도달 관리 통제 정밀도 현저하게 향상: 오수 처리 전 과정 실시간 모니터링을 실현하고, 데이터 지연 시간을 전통적인 4시간에서 3초로 단축하며, 수질 이상 경보 응답 시간 ≤5분으로 기준치 초과 배출 위험을 효과적으로 피할 수 있다.시스템이 운행된 이래 오수처리소의 출수 각종 지표는 안정적으로 1급 A 표준에 도달하였다.COD、암모니아질소, 총린의 평균배출농도는 각각 35mg/L, 5mg/L, 0.3mg/L 이내로 통제되여 예비통제기준보다 우월하며 료녕성문의 여러차례의 핵사를 순조롭게 통과했다.

2.원가절감과 효과증대 성과가 현저하다: 지능연동가약시스템을 통해 응결제, 제린제 소모량이 전통적인 인공투입에 비해 35% 감소하고 연간 약제원가를 약 18만원 절약한다;폭기와 입수부하를 정확하게 조절통제하고 풍기, 펌프 등 설비의 에너지소모를 낮추며 년간 전기료금을 약 12만원 절약한다.인공 샘플링 검측 작업량을 줄이고 2개의 검측 부서를 간소화하여 연간 약 16만 위안의 인건비를 절약한다;공예가 최적화된후 오수회수률이 30% 로 제고되고 년간 약 1만 2000톤의 용수를 절약하여 료녕성 공업절수요구에 부합된다.

3.규정 준수 및 관리 업그레이드: 완전한 오수 처리 모니터링 데이터 추적 체계를 구축하고 환경 보호 감독관리 요구에 부합하는 검측 보고서를 자동으로 생성하여 데이터의"전 과정 조사 가능, 전 과정 추적 가능"을 실현한다;중앙통제플랫폼은 오수처리 전반 과정의 시각화관리를 실현하여 공예최적화에 믿음직한 데터버팀목을 제공하고 운수정밀화수준을 제고하였으며 오수처리소의 련속적이고 안정적인 운행을 보장하고 기업의 환경보호신용등급을 유지하였으며 료녕장비제조기업의 록색발전을 수립하였다.

2.원가절감과 효익증대 성과가 현저하다: 지능연동가약시스템을 통해 완식제 소모량이 전통적인 인공투입에 비해 30% 감소하고 연간 약제원가를 약 15만원 절약한다;정확한 오염물 배출과 보충 조절 통제, 신선한 물 소모 약 10% 감소, 연간 약 5000톤의 물 절약, 허베이성 공업 절수 요구에 부합한다;인공 샘플링 검측 작업량을 줄이고 검측 부서 1개를 간소화하여 연간 인건비 약 8만 위안을 절약한다;설비 고장 감소는 생산 정지 시간을 단축시켜 간접적으로 생산 효율을 높인다.

3.합규와 관리 업그레이드: 완전한 순환수 총철 모니터링 데이터 추적 체계를 구축하고, 자동으로 감독관리 요구에 부합하는 검측 보고서를 생성하며, 허베이성 생태환경 및 공업관리부문의 심사를 순조롭게 통과한다;중앙통제플랫폼은 총철감시측정의 전반 과정의 시각화관리를 실현하여 순환수시스템의 부식예방통제, 공예최적화에 믿음직한 데터버팀목을 제공하고 운수정밀화수준을 제고하였으며 생산설비의 련속적이고 안정적인 운행을 보장하여 연초제품의 품질안정에 유력한 보장을 제공하였다.