工业企业环境风险智慧管控项目探索——以十堰市房县工业企业为例

工业企业环境风险智慧管控项目探索——以十堰市房县工业企业为例

李萌1  畅思夏2

湖北山鼎环境科技股份有限公司

 2湖北工业职业技术学院

摘要：随着国家的发展和人民对生态环境需求的提升，生态文明建设的显著地位日益凸显，随着相关环保法律法规的修订与出台，环境风险成为工业企业的关注重点。通过建设源网河”一体化监控体系，智能分析，科学溯源，可以对工业企业的环境风险加强防范，帮助地方政府更加精准快速的实现环境监管，在水环境异常发生时及时预警，避免造成更大的环境损害。

关键词：环境风险；智慧管控；环境监测

一、项目解析

（一）项目概述

房县，隶属于湖北省十堰市，位于湖北省西北部、十堰市南部，县辖区内建有三个工业园，工业园集中预处理后纳管排污至下游污水处理厂，经处理达地表IV类标准后排放至堵河流域，该流域为南水北调水源区—丹江口水库上游。

着眼于房县辖区内对提高水环境管理水平的迫切需求，集成5G通信、物联网、大数据、人工智能、BIM等核心先进技术，通过对辖区内水体等环境质量数据以及工业企业排放水质数据、管网内水质数据等多元环境质量信息的整合、分析、预判，并结合当地水文、地质、气象等环境信息，建设房县工业企业风险管控智慧网络，实现实时反应监测数据、快速应对环境风险、科学预警、动态防控的建设目标。

房县工业企业风险管控智慧平台的建设能够针对突发的水环境异常事件，建立起布点科学、设备完备的监测监控预警网络，通过对环境质量指标的实时观测及时发现环境污染事件，借助完备的“源网河”一体化监控体系，智能分析，科学溯源，并借助科学的预警阈值和GIS展示分析结果及时预警。

（二）项目目标分析

1、加强辖区内水环境质量监管，实现数据实时动态监管

通过将辖区及附近辖区内的水质在线站，水质微站在线监控数据，现有的在线监控数据和排放口视频监控数据接入前端监控平台，对水量较大、浓度较高的涉水排放企业加装污染核心因子监测并实时提取数据，可以实现实时查看企业排放情况，实时监控辖区内水环境质量情况，在数据异常和超标等情况下实现报警。

2、加强工业园区管网内水质情况监查。

针对辖区内三个工业园区的排污管网进行针对性的摸排，选定关键点位加装智能管网水质监测设备，根据排放特征，将污染核心因子和视频监控数据接入前端监控平台。实时查看污染因子变化趋势和现场状况，并且可以在数据异常和现场有突发状况等情况下实现报警，

3、构建厂网河一体化数据智能监管体系，快速溯源分析

通过建立相关数学模型，分析各个水厂污水特征，实现智能分析判断，决策辅助等功能，根据各节点水质情况数据变化趋势，进行快速溯源分析。

4、全面数据获取、上下串联、数据共享

通过建设在线数据监控平台，将所有在线数据和便携数据都统一收集，统一管理，统一归档，统一分析，统一使用。开放数据接口，接收/发送上下游平台数据，预备与十堰市城市智慧大脑、丹江口水质保障平台等数据平台进行对接。

（三）项目建设思路

本项目结合辖区内环境质量、污染源及相关信息监测的实际需求和房县在环保、应急管理等方面的建设现状，在借鉴国内外类似信息化平台的建设经验，按照“智慧环保”的建设思路和“平战结合、以平为主”的功能定位，建设房县辖区内工业企业风险管控智慧平台，实现对房县辖区及周边区域的环境监测预警、应急响应等，提高辖区内突发环境事故的监测监控预警能力，减少人员伤亡和财产损失。

二、需求分析

（一）污染源监管现状分析

1、涉水、涉气企业污染源管理

房县涉水、涉气企业调研结果显示，共有约100家企业涉及工业废水、废气排放，主要为成分包括医疗、制药废水、酒类酿造废水、机加工废水等。

部分工业废水污染物浓度较高，通常含有合成酯类或半合成酯类表面活性剂及其它污染物（如苯环类），同时还含有石油类、磷酸盐、氨氮等其它污染物。

区域内企业工业废水排放量小且分散，日排水＜50m³/d的企业达90%，日排水＜20m³/d的企业多达60%，分散在东城工业园、北城工业园、城西工业园等4个工业园内的涌沟两侧。

2、工业污水管网监测管理

目前，房县东城工业园部分企业使用排水管网进行污水排放，部分企业工业污水经过预处理后排放至边沟，由沟口截流进入下游生活污水处理厂进行处理，北城工业园多数企业排放纳入管网，城西工业园及其他区域分散型工业企业则多数为边沟排放。

3、集中污水处理厂排放管理

房县辖区内集中污水处理厂当前包括城关污水处理厂（生活污水处置），北城工业园污水处理厂、东城工业园污水处理厂，以及在建的城关污水处理厂二期。

（二）业务需求分析

1、环保主管部门的监管督查和应急处置能力需提高

环保主管部门除了日常的巡查，在某些企业或状况下，还需要通过各平台共享或快速测量直接监测污染数据，一切处置和判罚都需要以数据为基础，根据现在国家要求企业监测的相关参数的规定，环保主管部门也需要有对应的监测、辨别能力，能够说得清、测的准、判的公。需要在废水监测设备、常规废气监测设备、已经应急污染状态判断方面，增加监测和数据获取能力，保证主管单位和监管人能够在各类终端稳定获取数据信息以支撑环境质量监管工作开展。

2、辖区内涉水涉气工业污染源排放管理能力需要增强

东城、北城工业辖区内是房县的重点区域，聚集企业数量多、种类多，企业工艺类型各异，排放污染物类型复杂。尤其高酸碱度废水和高浓度废水排放监控难度大。

辖区范围内主要涉水、涉气企业共计45家，除部分工业园内企业受到在线监测设备监管外，余下涉水涉气污染排放企业多数没有自动监控设备，部分企业存在废水未处理达标直接排放市政管网的问题，针对该类企业中排污量，排污浓度较大的企业，应衡量成本和风险之间的平衡，加装快速取样及核心污染因子监测设备，保证核心污染因子数据的及时获取，为监管工作提供数据支撑。

3、工业园管网内部水质监测能力需建设

房县辖区特别是工业园内现有管网情况较为复杂，其中东城工业园属于管网、边沟混合排放，北城工业园大部分企业使用管网排放，城西工业园区内尚无污水管网，这些管网的内部情况缺乏有效的监察，对污染物溯源造成了很大的困扰。本项目从硬件和软件两方面对管网监察的能力进行建设。

4、一体化污染物溯源能力需完善

为了确保监控数据能够切实的对污染物快速溯源、快速处理起到足够的支撑作用，应对当前的监测数据进行统合，并建立从厂区内小监控模型到小流域生态环境监管大模型，从而确保数据的一体联动，为应急处置、预报预警、污染物溯源等模块提供有力的信息支撑。

5、环境在线监测数据统一管理能力需建设

需要建设一套环境在线监控系统，对各类在线监测数据进行统一采集和管理。并以开发智慧手机app的方式，实现移动端的在线数据查看。

环境在线监控系统计划使用租用服务器和相关网络端口的方式进行建设，系统需要能够收集到各类环境污染在线监测数据、并以GIS的方式进行实时数据的展示，并以不同颜色表示数据污染程度，同时结合污染源排污许可管理体系和区域环境质量管理要求，运用数据形成管理体系，使系统具备数据存储、查询、备份、分析、预警、共享等功能。

（三）系统性能指标分析

系统的用户涉及多个部门、单位，用户数量较多，所以对系统的并发处理能力要求较高，同时，对服务器承载能力、对网络传输的稳定、高速等的要求也相对较高。

操作应用系统的性能要稳定高效实用、数据更新及时方便、数据调用快捷准确、维护简便、数据组织合理、可扩展性和兼容性好。主要性能指标如下：

支持并发用户数不小于全部使用用户数的30％；

具有7×24小时稳定运行的能力；

系统处理操作响应通常不大于1秒；

系统处理复杂查询响应小于3秒；

GIS系统查询分析响应时间小于3秒；

三、总体设计方案

（一）建设原则和策略

在项目建设过程中，应坚持以下原则：

统筹规划，分步实施。

先进实用，适度超前。

政企联动，协同应对。

上下贯通，信息共享。

加强管理，资源保障。

（二）总体设计目标

1、环保督查和应急监测能力建设

房县辖区水环境质量在线监测站点的建设日趋完善，企业自行监测、自主验收政策落实实施，为进一步提升环境主管部门的环保督查能力，需要对部分设备进行检修、升级，并增加相应的核心污染因子在线监测设备。

2、涉水、涉气企业监测监控能力建设

为了更好实现区域环境质量的有效管理，在涉水、涉气企业中根据排水量和浓度，以及以往环保主管部门对于企业本身环境影响水平的了解，选取8家非重点排污企业，增加数据监测子站，利用电极法监测出水COD或其他具有表征性的核心因子。

3、管网重点点位设施监测监控能力建设

为支撑辖区内水质、空气质量监测预警工作，以便为辖区内风险和环境质量管理提供科学依据，增加更加全面的监测因子，包括部分设施出水的电导率、PH值、浊度等。

4、辖区内水质、空气质量在线监测系统建设。

主要包括：企业接管及辖区内上下游河流水质氨氮、COD等数据的监控。

5、环境在线监测平台建设。

包括监控大屏以及各种在线监测数据的采集、查询、分析、报表、打印、报警等其它内容，为了能够实时直观的展现在线数据的污染情况。

（三）平台总体架构

依据物联网建设思路，总体设计架构分为监测网络层、基础支撑层、业务系统层等部分。以实现最终“测、管、治”的联动目标。

1、监测网络层

根据调研结果，筛选特征污染因子、确定监控因子、优化监控布点、强化监控能力建设。针对水、气、固废/危废、风险源等管理对象，建立自动、智能、全面的监控网络，实时、动态感知企业污染排放信息、治理设施运行信息、环境质量风险信息等。为摸清环境污染底数、环境影响分析、环境预警及后期的大数据应用提供重要的大数据支撑。

2、基础支撑层

基础支撑层包括网络传输、云服务器的性能设计、配置、租用等，还包括数据的租用和设计建设，是系统平台建设的基础支撑，是项目数据的存储、分析、共享的核心和支撑。

3、业务系统层

本项目建设平台将汇集所有在线数据的采集和存储，并且利用公网GIS服务实现GIS展示，并且支撑会议大屏展示，查询等功能。

（四）平台网络架构

图1. 网络拓扑架构

四、项目实施

本项目实施的组织架构如下：

辖区内智慧环境监管系统项目建设与运行管理架构图

（一） 项目管理

项目设置项目管理组，负责项目实施的日常管理工作，并及时将项目情况向领导小组汇报。项目管理组的主要职责包括：

（1）负责项目的立项准备和建设方案设计组织工作；

（2）制定项目阶段目标和工作计划，把控项目进度，并配合有关部门进行论证、评估及审批等工作；

（3）确定项目的招标采购方式，编制项目招标文件，组织相关人员进行招标答疑，组织专家评审投标文件，签订商业合同等一系列与招投标相关的工作；

（4）指导项目各承建单位的工作和人员安排，检查监督各承建单位的工作，统筹协调各承建单位之间的关系；

（5）负责编制基建投资计划，制订项目财务管理办法等与资金管理相关的工作，配合完成项目采购和验收中有关的财务支付、审批核算和财务决算等工作；

（6）负责项目验收组织管理工作，组织推进项目试运行、单项验收、初步验收和竣工验收等工作。

（二）业务应用管理

抽调辖区内环保分局等相关部门专业人员成立业务应用组，业务应用组主要辖区内智慧环境监管系统项目的软件部分的建设管理工作，主要包括：

（1）配合系统开发单位进行业务需求分析和确认，以保障系统开发符合用户实际需求；

（2）对软件系统的深化设计方案、系统原型界面和功能模块进行审核确认；

（3）协助系统开发单位与其他项目承建单位的对接与集成，负责协调需要共享对接的其他单位或部门资源；

（4）协助系统开发单位对系统上线部署和试运行进行协调；

（5）负责对培训计划的进行制定，对培训工作进行组织实施和管理，对培训效果进行评估；

（6）负责制定系统推广使用的计划、制度和规范等，对系统应用推广工作进行组织管理。

（三）工程技术管理

工程技术组主要负责辖区内智慧环境监管系统项目硬件设备设施部分的工程实施的组织管理、协调配合和技术把关工作，主要包括：

（1）根据建设任务组织制订工程实施方案、实施计划和具体时间进度表；

（2）承担工程进度管理和质量管理，配合硬件设备设施供应商开展到货验收、安装施工工作；

（3）负责协调各类前端监测监控系统的现场安装施工的组织管理和协调工作；

（4）负责工程各相关单位和项目各构成部分的协调、衔接和配合等工作，协调各硬件供应商与软件开发单位的系统集成、对接和联调联试。

参考文献

[1]魏伶伶，孙中平，刘羿漩，生态环境一体化智慧监管系统平台设计 [J].现代计算机，2023，29（19）：57-64

[2]刘俊杰，小流域生态环境智慧监管项目分析—以十堰市茅箭区茅塔河流域为例 [J]区域治理，2024（15）：174-176