工业用水排放水质污染监测

一、方案概述

工业排放废水含有重金属、COD（化学需氧量）、氮磷污染物、有机溶剂等，若未经有效处理直接排放，将严重影响生态环境及水资源安全。本方案基于4G无线通信技术，结合水质在线监测传感器、智能数据分析系统、远程预警机制，实现工业废水排放的实时监测、污染预警、数据分析及监管联动，保障水体环境安全，并满足环保法规要求。

本系统适用于化工厂、制药厂、造纸厂、电镀厂、印染厂、冶金企业、食品加工厂等工业企业，以及环保部门、工业园区、污水处理厂等水污染监管单位。

二、系统架构

1. 数据采集层

COD（化学需氧量）传感器：评估废水中有机污染物浓度。
BOD（生化需氧量）传感器：反映废水的可生物降解性。
氨氮（NH3-N）传感器：监测氮类污染物，避免水体富营养化。
总磷（TP）传感器：检测磷含量，预防水体藻类污染。
pH传感器：监测废水酸碱度，确保排放符合标准。
电导率传感器：反映废水的盐分及离子浓度。
重金属离子分析仪：检测铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）等有害金属污染。
浊度传感器：监测水体浑浊度，评估颗粒物污染情况。
流量计：实时监测企业废水排放总量，避免超标排放。

2. 数据传输层

4G无线通信：确保监测数据实时传输至云端管理平台。
LoRa/NB-IoT（可选）：用于低功耗远程监测，适用于偏远工业区域。

3. 数据分析与处理层

数据存储与分析：云平台对水质数据进行存储、分析、可视化处理。
污染超标预警：当COD、BOD、重金属、pH等超出排放标准时，自动报警。
智能趋势分析：结合历史数据、AI算法，预测污染趋势并优化治理方案。
环保法规对比：与国家排放标准（GB 8978-1996、GB 18918-2002等）进行比对，确保企业合规。

4. 监测与管理层

企业端管理系统：企业可实时查看排污数据，优化废水处理工艺。
环保监管平台：环保部门远程监管企业排放情况，追踪污染源。
预警通知机制：支持短信、邮件、APP推送，提醒企业及监管机构。

三、硬件方案

设备名称	功能描述	技术参数
COD传感器	监测废水有机物污染	量程：0-1000mg/L，误差≤±5%
BOD传感器	监测生化需氧量	量程：0-400mg/L，误差≤±5%
氨氮传感器	监测氮污染	量程：0-100mg/L，误差≤±3%
总磷传感器	监测磷污染	量程：0-20mg/L，误差≤±3%
pH传感器	监测酸碱度	量程：0-14pH，误差≤±0.1pH
电导率传感器	监测水体导电性	量程：0-20000μS/cm
重金属分析仪	监测铅、汞、镉等	误差≤±5%
浊度传感器	监测水体浊度	量程：0-1000NTU
流量计	监测废水排放总量	误差≤±2%
4G数据采集终端	远程传输监测数据	低功耗，工业级设计

四、系统部署与安装实施

监测点位布置
- 企业排污口：重点监测COD、BOD、重金属、pH等污染物指标。
- 污水处理厂进出口：评估污水处理效果，确保达标排放。
- 河流/湖泊下游：监测工业废水对环境的影响。
设备安装与联网
- 传感器固定安装在污水排放管道或沉淀池中，实时监测水质数据。
- 通过4G无线通信将数据上传云端，环保部门可远程监管。
- 采用太阳能供电（可选），保障偏远区域设备长期运行。
数据预警与处理
- 设定污染物超标阈值，若COD、BOD、重金属等超标，自动报警。
- AI分析污染变化趋势，协助企业优化废水处理工艺。
- 监管部门接收预警信息，依法查处违规排污企业。