垃圾填埋場智慧環保管理系統建設方案

一、項目背景

垃圾填埋場作業至設計標高或垃圾堆放場不再受納垃圾而停止使用時，需要做封場處理。填埋場封場工程包括地表水徑流控制、排水、防滲、滲濾液收集處理、填埋氣體收集處理、堆體穩定、植被類型選擇及覆蓋等內容，具體要求按照《生活垃圾衛生填埋場封場技術規程》(CJJ112-2007)執行。

據了解，封場區域面積有48.6萬m2（約729畝），其中該填埋場分為3個區域（A區、B區、C區）。現在要對該垃圾填埋場封場區域進行土壤、水質、氣體環境監測，并增加視頻監控設施，達到生態恢復的目的。

填埋場總平面布置圖

二、項目分析

2.1監測的目的

1、通過填埋場表面的修筑來減少侵蝕并最大限度排水，控制垃圾滲濾液和垃圾填埋氣體的污染，并起到生態恢復的作用。

2、對封場覆蓋系統之上的0.5m支持土層+0.5m營養土層進行監測，了解土壤是否適合植物生長，及時反饋導致植物死亡的因素，為消除危險提供依據。

3、對水質實現在線監測，及時發現地下水、地表水污染情況，及時反饋，及時解決。

4、對大氣環境進行監測，為周邊市民提供可感知的環境指標。

5、對有毒有害、可燃可爆炸氣體進行泄露監測，為安全提供保障。

6、對范圍內各出入口及主要點位進行監測，為安全管理提供保障。

7、對垃圾堆體內情況進行監測，為知曉堆體內降解情況提供依據。

8、以此為研究根本，為今后垃圾填埋封場環境評估提供依據，對各種開發利用項目的可行性進行有效分析。

2.2監測依據

環境空氣質量標準 GB3095-1996

《生活垃圾衛生填埋場封場技術規程》(CJJ112-2007)

地表水環境質量標準 GB3838-2002

土壤環境質量標準 GB15618 1995

《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》 HJ633-2012

《水質采樣方案設計規定》 GB/T12997-91

《水質采樣技術指導》 GB/T12998-91

《地表水環境質量標準》 GB38382002

《水污染源與在線監測系統安裝技術規范》 HJ/T353-2007

《水污染源在線監測系統驗收技術規范》 HJ/T354-2007

《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范》 HJ/T355-2007

《水污染源在線監測數據有效性判別技術規范》 HJ/T356-2007

《污染源與在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》 HJ/T104-2003

《儀表供電設計規定》 HG/T20509-2000

《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》 HJ/T212-2005

《環境污染源自動監控信息傳輸、交換技術規范》 HJ-T352-2007

《土壤環境監測技術規范》 HJ/T166-2004

2.3監測的主要內容

• 土壤監測

監測目的：對封場覆蓋系統之上的0.5m支持土層+0.5m營養土層進行監測，了解土壤是否適合植物生長，及時反饋導致植物死亡的因素，為消除危險提供依據。

監測指標：濕度

• 水監測

①地下水

②地表水

監測目的：對水質實現在線監測，及時發現地下水、地表水污染情況，及時反饋，及時解決。

③污水

監測目的：對入水口的水量和水質進行監測，為調整運行參數提供依據。

• 氣體監測

①沼氣

監測目的：對沼氣收集產生情況進行監測，為調整運行參數提供依據。

②大氣

監測目的：對大氣環境進行監測，為周邊市民提供可感知的環境指標。

因此，在監測體系中，主要包括土壤、水質、大氣、視頻監控等，具體監測因子如下：

• 土壤環境監測：土壤溫濕度、重金屬微量元素（鎘、汞、砷、鉛等）度等

• 水環境監測：COD、氨氮、PH值、溶解氧、重金屬等

• 氣體環境監測：NH4、CH4、SO2、NOx、可燃氣體等

• 視頻監控

三、垃圾填埋場封場智慧環保管理系統概況

本方案提供的垃圾填埋場封場智慧環保管理系統是主要針對垃圾填埋場封地監測用戶的一種實用型自動監測系統，集“氣，水，土三大戰役”的監測參數，構建垃圾填埋場封場智慧環保管理系統監測平臺。

整套系統由感知層、平臺層和應用層三部分組成。

其中，感知層由微型空氣監測站、水質監測儀、土壤監測站、視頻監控等前端監測設備組成，并通往無線網絡把各個監測設備的監測數據傳送到中心平臺。

平臺層接收到來自感知層的實時數據進行分析，利用大數據分析進行數據處理和歸集整理。

在應用層，可以GIS方式直觀、形象的實時顯示各監測點位和整個區域的空氣質量狀況，以及污染物濃度水平，并提供異常報警、區域空氣質量變化趨勢等多種服務。

3.1系統特點

1)全面監測垃圾填埋場各方面環境要素，土壤環境、水環境、空氣環境質量。

2)設置污染預警發布系統，對有毒有害、可燃可爆炸氣體進行泄露監測，為安全提供保障。

3)云服務平臺，B/S 架構軟件平臺，可隨時查看、下載和在線分析數據。

4)集百家之長，保證傳感器的精度，穩定性，和環境耐受力。

5)RTU(遙測數采) 高度集成傳統的數據采集器，數據傳輸單元，電池等，IP67 防水，野外耐受能力*。

6)數據有 RTU ，網關和服務器三級緩存，斷點數據主動續傳，保證數據的完整不丟失。

7)支持數據傳輸協議加密，保證數據傳輸安全，不被惡意截獲和解析。

8）平臺功能強大，運行穩定，界面友好，畫面精致。

3.2系統組成

1)云平臺，服務器，視頻監控設備。

2)監測站：土壤監測站，水質監測儀，微型空氣站等。

3.3布點原則

3.3.1周邊

在垃圾填埋場封場周邊，安裝土壤在線監測設備、水質在線監測設備、微型空氣監測設備，根據需要，配套安裝視頻監控。

3.3.2敏感區

在垃圾填埋場封場敏感區域，對垃圾堆體內情況進行監測，為知曉堆體內降解情況提供依據，需要另外安裝土壤、水質、大氣在線監測設備。

3.3.3下風口

在垃圾填埋場封場下風口，需額外安裝有大氣在線監測設備，了解主要污染物，為周邊市民提供可感知的環境指標。

布點原則參考

四、平臺軟件系統

4.1數據管理平臺

數據庫管理系統通過利用大型關系型數據庫在數據安全、*性和分布式處理等方面的優勢，將各種參數等數據集中起來，使用戶通過單一界面就可以方便的管理、查詢、分析大量的環境數據，從而簡化環境數據管理的難度，提高環境數據管理水平。

數據管理平臺建設遵循《環境數據庫設計與運行管理規范》相應要求。采用Web Service數據訪問技術、ETL數據加工分析技術等整合環境質量監測各項數據，并通過對數據的整理、加工、挖掘、分析，提取綜合、有效的環境數據結果，為環境質量數據的發布提供支撐，為環境管理決策提供數據支持。架構如下圖所示：

數據管理平臺采用四層設計，主要有標準層、采集層、數據庫層、服務層。在標準層采用國際標準及國家標準對輸入數據標準化，采用標準編碼，使進入數據庫的數據格式共享，實現了數據格式標準、數據接口標準、數據傳輸標準、數據集成標準，通過這些標準的制定，系統就能夠實現各個層面的良好交流。

數據采集層主要實現對數據的采集。數據入庫的方式主要有兩種批量導入和手工輸入。在這個層面系統對采集到的數據進行校驗，合格后才能入庫。這些數據在經過校驗、規則處理后再進行歸類入庫。

在數據服務層主要有數據調用、數據寫入、數據加密、數據交換這些功能，通過Web Service接口與數據庫相連。

數據庫層主要用于元數據、基礎數據的存儲和管理等功能，對于已經建設空氣自動監測管理數據庫的縣來說，保持現有數據庫管理體系，在現有數據庫管理體系作進一步開發，作好與省、市級數據庫管理系統的借口與數據交換功能，數據庫管理系統的主要功能包括建庫管理、數據輸入、數據查詢輸出、數據維護管理、代碼維護、數據庫安全管理、數據庫備份恢復、數據庫外部接口等，是數據更新、數據庫建立和維護的主要工具，也是在系統運行過程中進行原始數據處理和查詢的主要手段。

4.2環境質量綜合監測與智能管控平臺

4.2.1環境數據可視化綜合信息系統

環境數據可視化綜合信息系統(以下簡稱數據可視化系統)為用戶提供監管、監測、視頻等異構數據的管理、展示和分析的功能，實現“用數據說話，用數據管理，用數據決策”，提高生態環境監管的主動性、準確性和有效性。數據可視化系統打破了監測和監管數據在各自的子系統里，無法互相配合使用的格局，可以讓監控中心的核心用戶通過環保一張圖來統籌掌握整體的生態環境情況，同時也可以為不同業務分工的用戶切換環境專題圖，進行專項管理。

4.2.2環境管理一張圖

結合GIS的應用，以業務信息和環境信息的空間化、可視化為目的，綜合監管 業務設計在線監控、污染源管理，將垃圾填埋場區域環境監管狀況一覽無余地展現于環境管理者面前，真正實現環境管理的*、無盲區監管。將主體、企業主體與環境要素客體有機的統一起來，同時將空氣質量監測點位、土壤監測點位、水質監測點位、監測報警的點位、視頻攝像頭點位的實時信息展示。在地圖上及時、動態、形象的反映出垃圾填埋場區域內的環境、狀況，實現垃圾填埋場區域環境管理工作的可視化、透明化管理。

環保一張圖（此圖片僅為參考）

4.2.3綜合監管一平臺

滿足當前環境管理需要，基于現有資源，應用物聯網、移動互聯、GIS等技術，整合氣、水、土等監測、監控設施形成綜合監測平臺，并結合GIS服務平臺，對監控因子、監控數據進行立體、可視化展示。其次，以實現規范化、智能化、解決現階段人員不足、壓力大為目標，建設環境平臺，規范工作程序，實現流程化、標準化、專業化。

平臺展現的樣式可以定制化，根據需要提供平臺展示樣式，一下提供兩種展示樣式，如下圖所示：

參考樣式一

參考樣式二

（圖片供參考使用）

（1）土壤監測分析系統

根據土壤環境監控布點情況，以 GIS 為基礎，展示土壤環境質量的分布及統計分析結果，同時對土壤監測結果進行統計分析及展示，實現土壤環境質量可查詢、可展示。

（2）水質監測分析系統

水環境包含地表水、地下水、污水分區。因此監測功能類型基本*。

為了能夠在環境監測信息收集、整理、加工和數據處理方面具備快速反應能力和綜合分析能力，并達到規范化、科學化管理的監測管理工作要求，需要對環境監測信息進行規范化科學管理。

搭建基于 WEB 服務的平臺，統計分析結果在 GIS 圖上實時顯示：建立提供面向業務工作人員的綜合分析服務描述、發現、訪問平臺，實現查詢功能、統計、模型分析等功能。

（3）氣體監測分析系統

根據空氣質量監測的特點，該模塊主要通過分區域（填埋場A、B、C區），并按照日、周、月、季度和全年進行評價。系統實現評價結果的保存、修改、刪除、打印功能。空氣質量評價內容主要有空氣質量指數和依據國家標準劃分空氣質量指數級別以及首要污染物和超標污染物。

功能設計充分考慮氣體監測特點，力求功能設計完整合理，從橫向功能上分析，實現查詢、預警、追源、評估、展示等功能，同時通過污染源篩選，根據污染源特征建設重點源庫、化學品庫、設備庫、監測方法庫等各數據庫。搭建基于 WEB 服務的平臺，統計分析結果在GIS 圖上實時顯示：建立提供面向業務工作人員的綜合分析服務描述、發現、訪問平臺，實現查詢、統計、預警、風險評估等功能。

（4）視頻監控模塊

每套前端監測設備都會根據需求選擇配備監控攝像頭，因此系統提供實時監控的功能，用戶通過視頻管理模塊可實時查看前端點位監控視頻，利用GIS地圖位置呈現功能，通過點擊地圖上的視頻或點位圖標可查看設備所配備攝像頭的實時畫面，可實現放大或縮小，方便直觀查看區域內所有監測點的部署情況和環境質量狀況。

• 前端設備系統

監測數據包括：土壤溫度、濕度、NH4、CH4、SO2、CO2、NOx、COD、氨氮、PH值、及視頻監控等，所有監測數據可根據用戶實際需求進行調整。

5.1土壤監測站

功能：可連續在線監測土壤環境因子（可監測項目：土壤PH值、重金屬微量元素、土壤溫濕度等）。

（圖片供參考使用）

5.2水質在線監測儀

功能：可連續在線監測水質環境因子（可監測項目：PH值、COD、BOD、氨氮、總磷、總氮等）。

（1）COD在線分析儀器

儀器采用模塊化設計，用戶可以根據現場的水質特點、檢測精度和成本要求，通過選用軟件和功能組件來定制或更改儀器的檢測。

性能特點：

• 可分析氯離子含量在CL—10000mg/L以下的污水；

• 可預約定時采集，等間隔采集，遙控采集等多種模式；

• 可視化的系統動化流程或測量曲線分析過程；

• 水冷低溫試劑儲藏箱技術使得試劑保存更持久；

• 超標數據自動留樣接口，為備查和復檢提供便利；

• 創新的數據總線模塊化設計，降低系統維護率；

• 自動復位和自動維護保養無須過多人為干預；

• 在網設備具有遠程訪問和自動故障診斷功能；

• 主從型數據端口，可以配置網絡或任意無線模塊；

• 7寸TFT觸摸屏，和諧的運行和數據顯示界面；

• 兼具USB數據導出功能，導出數據時段可以選擇；

• .友好的圖形、表格化人機界面，設備操作簡單易用。

技術參數：

（2）氨氮水質在線自動監測儀

選型參考圖片

工作原理

在堿性介質和亞硝基鐵存在的條件下，待測水樣中的銨與水楊酸鹽和次氯酸離子反應生成水溶性的藍色化合物，該物質在697nm處具有最大吸收，通過光電比色法，根據朗伯—比爾定律，測量出水樣中氨氮的含量，測量值通過顯示屏顯示。其中加入特定的掩蔽劑除去陽離子（特別是鈣鎂離子）的干擾。

性能特點

• 本儀器采用國家標準HJ536-2009《水質-氨氮的測定—水楊酸分光光度法》，本儀器已通過中國環境保護產業協會認證，檢測數據具有法定效力；

• 測量范圍為（0～300.0）mg/L，并可據水樣實際情況自動進行量程切換；

• *的高、中、低三級精密光電計量裝置，保證了加入試劑和待測水樣量的準確，大幅減小蠕動泵管老化的影響，提高了檢測精度和重復性；

• 精密的溫度補償算法及環境光消除裝置，無論春夏秋冬，精度始終如一；

• 高可靠的進口多通道閥組和消解組件，防腐性能強，使用壽命長，安全可靠；

• 可自動控制外部采水泵啟動、停止，與儀器的監測同步，可設置定時、間隔等采樣方式；

• 智能故障自診斷功能，報警提示，儀器管理和維護十分方便；

• 水質適應性強，適合于各種污水，并且水質顏色、懸浮物等對氨氮值檢測結果無影響；

• 更為人性化的觸摸式圖形界面，操作極其簡單，無需勞神記憶，觸手可及；

• 校準功能：具有自動和手動兩種方法進行零點和量程校正；

• 每次測量結束后，自動清洗儀器管路、消解瓶、多通閥組等，防止藻類或者生物膜的生成；

• 異常復位和斷電后來電，儀器自動排出消解瓶或者計量管中殘留反應物，自動恢復到初始工作狀態；

• 報警功能：具有系統故障、水樣超標、斷電、試劑存量不足、無試樣、無洗凈水、數值超標異常等情況下的自動報警功能，上述報警信號能輸出到遠程控制網；

• 試劑環保無毒，用量少，運行成本低，儀器自帶冷凝杯，用于低溫保存試劑；

• 大容量存儲空間，保存五年以上的測量數據及日志信息，設備運行狀態一覽無遺。

性能參數

（3）總磷在線監測儀

基本原理：

●總磷在線監測儀是一種智能型工業流程在線監測儀，儀器采用大屏幕液晶顯示器，以中文菜單方式引導操作，顯示儀器工作狀態和測量結果。儀器能自動定時的對工藝流程溶液的某一分組進行定量分析。并可輸出一個對應與濃度值的模擬量信號和數字信號，對工業工藝流程進行監控，用于工業廢水和工業生產過程中的總磷自動連續分析檢測。

●總磷在線監測儀的基本原理是，在中性環境下，用過硫酸鉀（或硝酸一高氯酸）在100℃下保溫3分鐘，使試樣消解，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽。而在酸性介質中，銻鹽的存在下，正磷酸鹽與鉬酸銨反應生成磷鉬雜多酸，隨即被抗壞血酸還原，生成藍色的絡合物，后冷卻到38℃再通過光電比色法，測出水樣中總磷的含量，測量值通過顯示屏顯示。

性能特點

• 設計，使本產品較之同類產品具有更低故障率、更低維護量、更低的試劑消耗量以及更高的性價比和準確度。

• 利用光電計量管系統克服了蠕動泵流量不穩定造成的誤差：增加了一個可視式光電定量裝置，通過液面遮擋光線引起信號的改變，精確實現試劑定量，所以該法克服了軟管磨損降低定量精度的缺點。

• 同時實現了微量試劑的精確定量，大大減少了試劑使用量。

• 多向選擇閥，通道靈活多樣，摒棄了昂貴的隔膜電磁閥，大大降低了維護量和維護成本。隔膜電磁閥雖然防腐性能很高，但是對試劑清潔度卻有較高的要求，試劑不潔時，經常會出現倒流，并且這類電磁閥具有隨其開閉而使流體被吸入或排出的泵功能，所以對于分析取樣的精度提出了更高的要求，尤其是在所取劑量很少的情況下，帶來的誤差更是嚴重的。本發明涉及的選擇閥，與目前市場上水質分析儀的電磁閥相比較，具有死體積少，防腐性能高，故障率低，使用壽命長，易維護更換等優點。

• 試劑進樣采用蠕動泵負壓吸入方式，保證液體不和泵管接觸，試劑與軟管間存在一個空氣緩沖區，試劑與軟管沒有直接接觸，所以大大降低了軟管的要求并且杜絕了泵管對液體的污染、避免了泵管腐蝕。

• 采用嚴格控制的溫度條件，采用溫度補償技術，克服了溫漂影響，確保反應條件符合要求，甚至優于人工操作。

• 試劑管路均采用進口的氟材料管，減少了水樣顆粒堵塞的幾率。

性能參數

（4）總氮在線分析儀

儀器原理

總氮在線分析儀是基于比色法測量水中的總氮含量的產品。在120～124℃下，堿性過硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長220nm和275nm處，分別測定吸光度A220和A275，按公式計算校正吸光度A，總氮（以N計）含量與校正吸光度A成正比 。儀器方法原理符合中國環保部標準《水質總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ 636－2012）的要求。

儀器特點

• 儀表微型化，集成度高，便于運輸和安裝；

• 平臺化和模塊化設計，易于維護和快速修復，通用模塊達95%以上；

• 整套管路系統采用防腐蝕材料，并且前向維護，故障率低，維護量少 ；

• 精準微量計量，保證試劑消耗量小，節約運營成本；

• 試劑消耗少，試劑余量監控及預警；

• 具備遠程標樣核查，加標回收功能；

• 具備儀表狀態遠程監控及軟件遠程在線升級功能；

• 自動/手動/網絡遠程測量、清洗與校準；

• 故障報警、試劑余量預警、上電自檢、斷電保護功能；

• 支持4-20mA、RS232、RS485通訊接口以及MODBUS通訊方式；

• 采用高清7寸彩色觸摸屏，中文界面顯示，完善的用戶權限管理。

5.3空氣質量監測站

ZWIN-AQMS-Q微型環境空氣質量監測站是我公司推出的一款用于提供室外空氣污染物實時、準確檢測經濟型產品。與市面上便宜的備選產品相比，ZWIN-AQMS-Q可以給網格化平臺提供強大的數據基礎，而且能根據現場進行校對，確保其具有可追溯性。

ZWIN-AQMS06微型空氣站

ZWIN-AQMS08微型空氣站

1）產品特點

• 數據準確：搭載高精度的傳感器；

• 實時監測：各項監測指標傳感器精準測量，快速輸出，快速響應；

• 集中監測：可實現多項監測指標同時進行；

• 數據查看：配置室內LED顯示屏，顯示實時監測數據，方便觀察；

• 模塊化設計，各部件獨立運行，系統可靠性高；

• 一鍵式開機運行，觸摸屏顯示，面板顯示有氣體種類、濃度、溫度、IP地址、流量、時間等；

• 防水防塵設計，壁掛式或落地式部署；

• 環境使用范圍廣，風沙、雨雪及揚塵等惡劣天氣均可；

• 無線傳輸數據設計，標準配置智能除濕系統、自動排污系統。

2）配置參數

我司自主研發的這款產品成本比基于分析儀構建的傳統型參考站低3~5倍。與市面上便宜的備選產品相比，不僅可以給網格化平臺提供強大的數據基礎，而且能根據現場進行校準，確保其具有可追溯性。

可選項包括：標準污染物氨氣（NH4）、甲烷（CH4）、臭氧（O3）、二氧化氮（NO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、顆粒物（PM10、PM2.5）、揮發性有機化合物（VOC）、硫化氫（H2S）、二氧化碳（CO2）；以及溫度、濕度等氣象參數。

5.4視頻監控單元

在以上設備監測終端均可集成視頻監控攝像頭。平臺式管理方式為核心的視頻監控系統，采用視頻壓縮芯片，圖像清晰，圖像采用自主優化 H.264圖像壓縮方式，視頻壓縮效率高。標準分辨率1280*720像素，達 1920*1080像素，并可自定義。帶有音頻接口，支持音視頻同時傳輸監控。

a)可將監測項目的監測數據疊加至視頻畫面，使中心的監控系統能夠實時監控圖像信息與監測數據，可實現定時圖片和超標圖片抓拍功能。

b)通過選中設備查看與其對應的攝像頭視頻圖像，帶云臺的設備可以控制攝像機云臺進行查看位置自由調整。

六、售后服務

6.1技術服務承諾

對我公司所有工程，我們將負責其安裝、調試直至投入運行。并派專職管理協調人員、技術人員。在系統進入運營期后，我公司將成立專門的維修小組負責該系統的維修維護工作，除公司辦公電話外，還設立技術，維修負責人7*24小時開機，接到用戶報修電話后快速響應，一般情況1個工作日到達現場。為用戶提供高效、優質的技術服務。

服務承諾內容：

• 我公司將同業務單位一起，共同保證合同順利執行。并協助用戶做好一切有關的準備工作，保證系統從建設階段到實際開通到長期運行，從始至終保持進展與運行狀態。

• 在服務周期內，我公司除免費為用戶提供電話、技術咨詢和書函技術咨詢外，同時免費提供系統軟件優化服務。

• 在服務期間，將提供免費的系統版本升級服務。

• 公司實行定期巡檢制度。定期對用戶進行電話和現場回訪，了解用戶實際情況，現場為用戶解決技術難題。

6.2支持方式

• 不定期以信函、電子郵件、等形式提供；

• 定期或應要求組織系統改進研討；

• 不定期提供免費升級服務；

• 不定期電話回訪；

• 對用戶進行技術培訓，使用戶能夠熟練操作、正確使用

• 及時現場維修、維護。

6.3系統維護

• 系統交付后的一年內，免費對系統軟硬件進行維修維護，系統出現故障后，即時到達現場，快速解決問題。

• 當用戶需要對系統增加功能或進行其他改動時，以優惠的價格為用戶服務。