Estação de monitoramento ao ar livre de águas residuais rurais de Jiaxing, província de Zhejiang, GNST-SC1000, caso de instalação de depuração do detector de nitrogênio total de amônia total de fósforo total de COD on-line

Antecedentes e perfil do projeto

1) Antecedentes do Projeto

A cidade de Jiaxing, na província de Zhejiang, como uma área pioneira de gestão integrada de águas residuais urbanas e rurais, alcançou a cobertura completa da aldeia administrativa de instalações de tratamento de águas residuais da vida rural e a cobertura completa da operação e manutenção padronizada. As águas residuais rurais contêm poluentes principais como COD, nitrogênio amônico, fósforo total e nitrogênio total, e suas emissões afetam diretamente o ambiente aquático regional. Para reforçar a supervisão operacional e de manutenção, controlar com precisão a dinâmica da qualidade da água e apoiar a operação do sistema de água inteligente "GIS + BIM", o Grupo de Água da Cidade de Jiaxing instalou estações de monitoramento ao ar livre e configurou o detector GNST-SC1000 on-line de nitrógeno total COD. Este dispositivo tem IP68 alta classe de proteção, características de baixo consumo de energia, equipado com um modem GSM / GPRS integrado, suporta a comunicação multibanda 850/900/1800/1900 MHz, adaptado a altas temperaturas rurais ao ar livre, chuvoso e sem eletricidade, pode alcançar quatro indicadores principais 24 horas de monitoramento contínuo e transmissão remota de dados. Este trabalho de instalação e comissão é liderado pela equipe técnica da Henan Zwecsen Environmental Protection Technology Co., Ltd. e o departamento de operações e manutenção do Grupo de Água da Cidade de Jiaxing trabalha em conjunto para garantir o funcionamento estável do equipamento e a precisão e eficácia dos dados.

b) Objetivos principais

Nível teórico: permitir que os participantes compreendam o princípio de teste do instrumento SC-1000, os principais indicadores técnicos e a base de padrões nacionais de vários projetos de teste, para esclarecer os cenários de aplicação de diferentes indicadores de qualidade da água.
Nível prático: assegurar que o pessoal de treinamento tenha conhecimento especializado da auto-inspeção de inicialização do instrumento, calibração de parâmetros, preparação e inspeção de amostras, armazenamento e exportação de dados e outras operações de todo o processo, para concluir independentemente o trabalho de inspeção de indicadores típicos de qualidade da água.
Nível de proteção: dominar os métodos comuns de resolução de problemas do instrumento e os pontos de manutenção diária, prolongar a vida útil do instrumento e garantir a estabilidade e confiabilidade a longo prazo dos dados de detecção.
Nível de aplicação: alcançar a integração profunda da teoria e da prática da pesquisa científica, melhorar a capacidade dos participantes de usar os instrumentos para resolver problemas reais de pesquisa científica e estabelecer as bases para o avanço suave dos projetos de pesquisa de monitoramento ambiental relevantes.
Especificação de instalação: Completar a instalação ao ar livre do detector GNST-SC1000, sistema de amostragem, dispositivo de pré-tratamento, energia solar e módulo de transmissão GPRS para garantir que a instalação atenda aos requisitos da Especificação Técnica de Instalação de Sistemas de Monitoramento on-line de Fontes de Poluição de Água (COD?Cr?, NH?-N, etc.) (HJ 353-2019).
A depuração precisa: alcançar a calibração precisa e o teste de desempenho de 4 indicadores de COD, nitrogênio amônico, fósforo total e nitrogênio total, para garantir que os erros de indicação, a repetitividade, a deriva de 24 horas e outros indicadores alcancem os padrões.
Conexão do sistema: Garantir uma conexão estável do dispositivo GNST-SC1000 com a plataforma de água inteligente, com o seu protocolo de comunicação Modbus TCP para o upload de dados de monitoramento em tempo real e a função de alerta precoce anormal.
Garantia de longa duração: formação de manuais de instalação e depuração padronizados adaptados ao modelo GNST-SC1000 e pontos operacionais para fornecer suporte técnico para a operação estável do equipamento subsequente.

II. Preparação da formação

2) Preparação antecipada

Limpeza do local: limpeza e instalação de resíduos no local, instalação plana do equipamento para garantir que a base esteja acima de 10 cm do chão (para evitar a imersão em chuva); Cave a fossa do cabo de acordo com o caminho do projeto para fazer um tratamento impermeável.
Proteção de segurança: definir um sinal de alerta de construção, equipado com chapéu de segurança, luvas de isolamento, sapatos impermeáveis e outros produtos de proteção; Verifique o desempenho de isolamento das ferramentas de construção e elabore um plano de parada de emergência em dias chuvosos.

Refinação do programa: a equipe técnica comunica-se com antecedência com o chefe de operações e manutenção do Grupo de Água da Cidade de Jiaxing, combinando as características da qualidade das águas residuais rurais da Jiaxing (COD, nitrogênio amônico como indicador de controle principal), o ambiente operacional da estação de monitoramento ao ar livre (alta temperatura, chuva, remotamente sem eletricidade) e as necessidades de manutenção inteligente, o programa de instalação de depuração de refinamento específico, concentrando-se em selagem impermeável do GNST-SC1000, adaptação do sinal GPRS, correspondência do sistema de energia solar e outros padrões operacionais, para garantir que o programa se ajuste à prática de monitoramento de águas residuais rurais.

III. Instalação do processo de implementação

A implementação da instalação segue estritamente o padrão HJ 353-2019 e as especificações de instalação do equipamento, de acordo com o processo de "instalação do equipamento principal → conexão da linha de tubulação → depuração da integração do sistema", os passos específicos são os seguintes:

1) Instalação de equipamentos básicos

1. instalação do anfitrião: fixar o anfitrião GNST-SC1000 em um suporte específico no cobertura de proteção para garantir que o corpo seja horizontal e bem ventilado, a distância da linha reta da abertura de amostragem não exceda 5m (reduzir a perda de tubulação); A interface do anfitrião está orientada para o lado interno e usa vedações específicas para o tratamento de vedação impermeável, evitando que a chuva escove diretamente.

Instalação do sistema de amostragem: de acordo com os requisitos da HJ 353-2019, a sonda de amostragem deve ser instalada na área principal da abertura de emissão para garantir que a sonda esteja imersa e evite o ângulo morto da corrente de água; O tubo de amostragem usa mangueira resistente à corrosão, a inclinação da instalação do tubo não é inferior a 1%, evitando a formação de curva de água acumulada; Instale um dispositivo de filtragem frontal (diámetro de 5 μm) para evitar que a suspensão bloqueie a tubulação, o dispositivo de filtragem deve ser fácil de desmontar e limpar.

Instalação do sistema de abastecimento de energia: painéis solares instalados em uma área aberta sem proteção, em direção ao sul, com um ângulo de inclinação de 45° (adaptado à latitude Jiaxing); A bateria de armazenamento de energia é fixada no tanque impermeável específico dentro da cobertura de proteção, conectada corretamente ao controlador solar e ao inversor para fazer a identificação de pólos positivos e negativos e o tratamento de isolamento; Teste a estabilidade da tensão de saída do sistema de alimentação para garantir que as necessidades operacionais do equipamento são atendidas (DC 12V).
Instalação do módulo de transmissão: conecte o módulo de transmissão GPRS à interface de dados do anfitrião GNST-SC1000 para fixar a área de bom sinal dentro da barraca de proteção; Inserir o cartão SIM IoT, testar a força do sinal (garantir ≥ 3 quadros), completar a adaptação de rede com a plataforma de água inteligente através do protocolo Modbus TCP do dispositivo, configurar a frequência de upload de dados e os parâmetros de comunicação.

b) Conexão de Tubos e Linhas

Conexão da tubulação: conectar a sonda de amostragem → dispositivo de filtro frontal → entrada da amostra do anfitrião, a interface da tubulação é selada com um cartão, após a conexão para o teste de pressão (sem vazamento sob pressão de 0,1 MPa); Instale uma tubulação de lavagem inversa para conectar a interface de lavagem inversa do host à abertura de emissão para garantir que a função de lavagem inversa seja correta.

Inicialização do instrumento: demonstração do processo de auto-inspeção de inicialização do GNST-SC1000, explicando como avaliar o estado operacional do hardware do instrumento (tela, teclas, fonte de luz) e do sistema de software; Apresenta métodos de ajuste de parâmetros para a interface de configuração do sistema, como configuração de parâmetros críticos, como ciclos de detecção, limiares de alarme, protocolos de upload de dados.

2. Conexão de linha: de acordo com as instruções do equipamento para conectar a linha do host com a bomba de amostragem, o dispositivo de pré-tratamento, o sistema de alimentação, o módulo de transmissão; Todas as linhas usam o revestimento impermeável, a interface do revestimento é bem selada; Identificação em ambas as extremidades da linha para facilitar a manutenção subsequente.

Tratamento de terra: a carcaça do equipamento, a cobertura de proteção, o sistema de abastecimento de energia devem ser tratados com terra, a resistência à terra ≤4Ω para evitar danos ao equipamento por relâmpago; Instale um dispositivo de proteção contra raios ao redor da estação de monitoramento ao ar livre para garantir que o dispositivo esteja dentro da faixa de proteção contra raios.

IV. Linho central de depuração

O trabalho de depuração segue estritamente os requisitos da norma HJ 354-2019, o submódulo realiza a depuração de 4 indicadores de COD, nitrogênio amônico, fósforo total e nitrogênio total para garantir o desempenho do equipamento:

Inicialização e depuração do sistema: iniciar o equipamento GNST-SC1000, concluir a auto-inspeção de inicialização, verificar o estado operacional do host, sistema de amostragem, dispositivo de pré-processamento, módulo de alimentação e transmissão; Configure os parâmetros básicos na interface de configuração do sistema, incluindo os indicadores de detecção, o ciclo de detecção (definido em 1h/vez), a frequência de carregamento de dados e o limiar de alarme (com referência às definições padrão de emissões das instalações de tratamento de esgotos para uso doméstico rural).

2. depuração de calibração precisa: uso do método de calibração de dois pontos para 4 indicadores de calibração separadamente, com água deionizada para limpeza do canal de detecção 3 vezes, adicionando a solução em branco, solução de calibração padrão, para manter os parâmetros de calibração após a leitura estável; Após a conclusão da calibração para a validação, usando a concentração média de teste de solução padrão, o erro de indicação deve atender aos requisitos de ≤ ± 10%. Entre eles, a calibração do fósforo total e do nitrogênio total precisa concluir com antecedência a depuração dos parâmetros do módulo de dissolução para garantir o controle preciso da temperatura de dissolução (fósforo total 120 ° C, nitrogênio total 125 ° C) e do tempo de dissolução (ambos 30 minutos).

3. teste de desempenho de depuração: conduzir 24h deriva e teste repetitivo, monitoramento contínuo 24h em 20% e 80% dos dois pontos de concentração na escala de detecção, 24h deriva ≤ ± 5% F.S.; Repetir o teste 6 vezes por ponto de concentração, repetibilidade ≤ 5%; Teste comparativo de amostras reais de águas residuais rurais, o erro relativo do valor de medição do equipamento com o valor de medição do método padrão de laboratório ≤ ± 15%, para garantir a precisão dos dados.
4. depuração de ligação do sistema: teste de amostragem automática, pré-processamento, detecção, carregamento de dados e desempenho de ligação de todo o processo; Simular cenários anormais de dados (por exemplo, excedendo a concentração de COD), verificar a função de alarme do dispositivo e a velocidade de resposta da plataforma (requer que a plataforma receba informações de alarme dentro de 5 minutos); Teste a estabilidade da transmissão 4G para garantir uma taxa de upload de dados de ≥99%.

Introdução técnica: o técnico do fornecedor fornece uma introdução técnica específica ao equipamento GNST-SC1000 ao pessoal operacional do Grupo de Água, concentrando-se na manutenção diária do equipamento (como limpeza do dispositivo de filtragem, substituição de reagentes, ciclos de calibração), interpretação de dados e métodos comuns de resolução de problemas para garantir que o pessoal operacional tenha capacidade operacional básica.

V. Recepção e Entrega

1. Conteúdo de aceitação: o Grupo de Água Jiaxing, fornecedores e supervisores de terceiros formam uma equipe de aceitação conjunta, de acordo com o programa de depuração da instalação e os padrões relevantes, a especificação da instalação do equipamento de aceitação, a estabilidade da operação do sistema, o desempenho de detecção de quatro indicadores (erro de valor, repetitividade, deriva 24h), a precisão do upload de dados e a eficácia da função de alarme.

Entrega de dados: após a aceitação e aprovação, o fornecedor fornece ao Grupo de Água um conjunto completo de informações como relatórios de instalação e comissão, instruções do equipamento, registros de calibração, relatórios de teste de desempenho, documentos de garantia de qualidade e manuais de manutenção (incluindo pontos de manutenção diária e métodos comuns de resolução de problemas).

Eficiência do Projeto

Estabilidade do funcionamento do equipamento: o detector GNST-SC1000 foi instalado e colocado em serviço, alcançando uma operação estável em ambientes rurais complexos ao ar livre, com quatro indicadores principais que monitoram a taxa de upload contínuo de dados de ≥99%, a taxa de falha do equipamento é inferior a 1%, adaptando-se a cenários operacionais rurais sem eletricidade e muitas condições climáticas ruins.

Melhoria da eficiência operacional e de manutenção: após o treinamento, as estações de monitoramento ao ar livre operam de forma estável, alcançando o monitoramento contínuo de 24 horas dos principais indicadores de águas residuais da vida rural, acessando os dados de monitoramento em tempo real à plataforma de água inteligente, melhorando a eficiência operacional e de manutenção em mais de 50%; Através do alerta antecipado de anomalias de dados, foi detectado e eliminado com antecedência o problema de operação anormal de três instalações de tratamento de águas residuais, para garantir que a qualidade da água de saída esteja estável.

Especificações de gerenciamento: com base nas características do equipamento GNST-SC1000, estabeleceu um sistema de registro de uso de instrumentos direcionados, sistema de calibração e manutenção periódica, o pessoal operacional definiu a responsabilidade de gerenciamento do equipamento, reduziu efetivamente a incidência de falhas do equipamento e prolongou a vida útil do equipamento.

Mecanismo de gestão aperfeiçoado: através deste treinamento, aperfeiçoou o sistema de gestão de operação e manutenção da estação de monitoramento de esgotos rurais ao ar livre da cidade de Jiaxing, estabeleceu o mecanismo de melhoria de habilidades de "treinamento + avaliação + comunicação diária", fornecendo uma sólida garantia técnica para a governança integrada de esgotos urbanos e rurais em todo o mundo.

Resumo da experiência e perspectivas

a) Resumo da experiência

A adaptação do equipamento é a base: esta instalação de depuração combina plenamente as características de comunicação multibanda GPRS do equipamento GNST-SC1000, alto nível de proteção e outras características, otimizando o programa de instalação para garantir a adaptação precisa do equipamento ao ambiente rural e ao ar livre e à plataforma de água inteligente, estabelecendo a base para o funcionamento estável do sistema.

A sinergia das empresas governamentais é a garantia: a sinergia eficiente entre o Grupo de Água e os fornecedores de instrumentos garante que o conteúdo do treinamento se adapte à prática operacional e à manutenção, e o estabelecimento de mecanismos de apoio técnico de acompanhamento fornece uma forte garantia para a resolução de problemas complexos na operação a longo prazo da estação de monitoramento ao ar livre.

2) Perspectivas futuras

A cidade de Jiaxing continuará a promover a melhoria da capacidade de monitoramento de águas residuais da vida rural com base nos resultados desta instalação e comissão: em primeiro lugar, ampliar o escopo de instalação do equipamento GNST-SC1000 para alcançar a cobertura completa das aldeias-chave; Em segundo lugar, com base nas vantagens da transmissão de dados do equipamento, aprofundar a análise conjunta dos dados de monitoramento e manutenção das instalações; Terceiro, otimizar continuamente a função da plataforma de água inteligente, promover a integração profunda dos dados de monitoramento com o sistema de governança integrada de águas residuais urbanas e rurais, e fornecer um apoio mais forte para a melhoria contínua do ambiente ecológico rural da cidade de Jiaxing.