TSIOT 109-2022 农村生活污水处理设施 物联感知系统技术要求.pdf

ICS 35.240.50 CCS 登记号：L67 51310000501782151B 团体标准 T/SIOT 109-2022 农村生活污水处理设施 物联感知系统技术要求 Rural domestic sewage treatment facilities Technical requirements for IoT sensing system 2022-02-25 发布 2022-03-25 实施 上 海 市 物 联 网 行 业 协 会 发 布 全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 I 目次 前言.II 1 范围.3 2 规范性引用文件.3 3 术语和定义.3 4 概述.4 4.1 系统总体架构.4 4.1.1 说明.4 4.1.2 物理层.5 4.1.3 物联感知层.5 4.1.4 网络层体系.5 4.1.5 计算机资源层体系.5 4.1.6 平台层支撑系统.5 4.1.7 应用层.6 4.1.8 展示层.6 4.2 展示层建设.6 4.3 应用层建设.6 4.4 支撑平台建设.6 4.5 物联感知层建设.6 4.5.1 一般要求.6 4.5.2 技术要求.6 4.5.3 感知层配置.6 4.6 物理层建设.7 5 物联感知设备技术要求.7 5.1 通用要求.7 5.2 进水/出水流量计.8 5.3 水质监测设备技术参数.8 5.4 物联网网关.8 5.4.1 说明.8 5.4.2 技术参数.8 5.5 视频监控.9 5.6 农污设备二维码.9 附录 A（资料性）农污设施分类.10 全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由上海电气数智生态科技有限公司提出。本文件由上海市物联网行业协会归口。本文件起草单位：上海电气数智生态科技有限公司、上海环境保护有限公司、中建八局深圳科创发展有限公司、上海碧波水务设计研发中心、中水珠江规划勘测设计有限公司、杭州青泓科技有限公司、华励振环保、上海清淼光电科技有限公司、上海碧兰环保技术开发有限公司、上海同澜生态环境科技有限公司、上海旋思智能科技有限公司、久保田环保科技（上海）有限公司、自然资源部地下管线勘测工程院、武汉大学智慧水业研究所。本文件主要起草人：邱慧芳、时美、陈静、单志成、朱长富、时珍宝、唐清川、洪祖喜、汪永明、杨传雄、汤海、胡涛、郑阳华、刘林、王振、曹伟超、嵇莹。全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 3 农村生活污水处理设施 物联感知系统技术要求 1 范围 本文件规定了农村生活污水处理设施物联感知系统的总体要求、物联感知设备的分类与配置、农村生活污水处理设施平台的建设及要求等。本文件适用于基于物联网技术的农村生活污水统一监管平台的建设。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 30269.901 信息技术 传感器网络 第901部分：网关：通用技术要求 GB/T 36478.2 物联网信息交换和共享第2部分：通用技术要求 GB/T 37025 信息安全技术 物联网数据传输安全技术要求 GB/T 37044 信息安全技术 物联网安全参考模型及通用要求 GB 50395 视频安防监控系统工程设计规范 GB/T 51347 农村生活污水处理工程技术标准 HJ 91.1 污水监测技术规范 HJ 212 污染物在线监控（监测）系统数据传输标准 HJ 461 环境信息网络管理维护规范 HJ 928 环保物联网 总体框架 CJ/T 252-2011 城镇排水水质水量在线监测系统技术要求 DB31/T 11632019 农村生活污水处理设施水污染物排放标准 DB31 SW/Z 0122021 上海市农村生活污水治理技术指南（试行）DB32/T 2774 环境监控物联网系统建设要求 水环境质量监测信息传输技术规范 DB32/T 2776 生态环境监控系统建设规范 安全体系 DB32/T 2778 生态环境监控系统建设规范 网络系统工程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 物联网 internet of things 通过信息传感设备，按约定的协议，把传感器与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。3.2 物联感知系统 internet of things sensing system 全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 4 利用信息技术建设并用于农村生活污水处理设施的各类信息获取与远程监控的物联网。3.3 农村生活污水 rural domestic sewage 农村居民生活所产生的污水，主要包括冲厕、洗涤、沐浴和厨房等排放的污水，不包括混有工业废水或规模化养殖废水的污水。3.4 生活污水处理设施 rewage treatment facility 对生活污水进行收集和处理的构（建）筑物及设备。3.5 数字流量计 digital flow meter 用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表，以数字信号输出。3.6 数字电导率仪 digital conductivity meter 用来描述物质中电荷流动难易程度的参数的一种仪表，以数字信号输出。3.7 数字 PH 仪 digital PH meter 用来测量物质中氢离子的总数和总物质的量的比的一种仪表，一般称为“PH”或者“PH值”，以数字信号输出。3.8 数字氧化还原电位仪（ORP）digital PH meter 用来反应污水中所有物质表现出来的宏观氧化还原性的一种仪表，以数字信号输出。3.9 电极法氨氮仪 electrode ammonia nitrogen meter 用电极法在线监控污水中氨氮浓度的一种仪表，以数字信号输出。3.10 光学法化学需氧量分析仪 optical chemical oxygen demand analyzer 利用光学原理结合化学计量学的方法定量分析水体中的化学需氧量的一种仪表，以数字信号输出。3.11 压力计 pressure gauge 测量流体压力的仪器。通常都是将被测压力与某个参考压力（如大气压力或其他给定压力）进行比较，因而测得的是相对压力或压力差。3.12 物联网网关 internet of things gateway 用来实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换的一种设备。4 概述 4.1 系统总体架构 4.1.1 说明 运用“物联网+云平台+大数据”等技术，采用系统思维构建智慧运营项目运营管理的总体逻辑架构，以集中方式管理下属分布在污水处理厂、泵站及相关设施。系统总体架构见图1。全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 5 图1 系统总体架构 4.1.2 物理层 物理层是物联网技术构架的基础，主要包括污水处理站、提升泵站的设备运行状态、分流井、窨井、水封井、排水口、管段、化粪池、隔油池、格栅井等。物理层的建设是利用自动控制系统，通过强大的数据协议转换功能，在不影响生产运行的前提下，进行多种通信接口、通信协议的转换，实现自动采集各种设备生产运行数据。4.1.3 物联感知层 物联感知层主要是系统中使用的传感器，传感器主要包括进水/出水流量、电导率、PH、ORP、氨氮、COD、水泵、风机、边缘计算等。通过通信协议的转换，实现自动采集传感器的数据，并建立与各类数据通讯，最终形成完善的感知层体系。4.1.4 网络层体系 通过建立专线（VPN）、窄带物联网NB和移动网络(4G/5G)与互联网融合，建立网络层体系，兼容多种网络方案，保证数据传输的可靠性。4.1.5 计算机资源层体系 基于云基础设施，构建计算机资源层，包括公有云、私有云和政务云等，为数据采集传输和平台层服务提供充分保障。4.1.6 平台层支撑系统 平台层支撑系统包括中间件服务、业务中台、数据中台、平台安全服务、数字孪生、AI中台、GIS平台等。平台层支撑系统将实现与各应用子系统之间的数据共享和动态交换，并为上层各类应用提供数据服务支撑。全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 6 平台层体系将实现农村生活污水处理站、提升泵站的关键生产指标数据数据及设备运行参数接入，并对数据进行存储、维护、管理，且提供给应用层各系统使用。4.1.7 应用层 应用层包括业务监控、辅助决策、巡检养护、监测预警、后台支撑、统计分析、专家系统和监管考核等监测信息和业务信息的大数据展示。4.1.8 展示层 展示层实现业务数据PC端应用平台、监控中心、移动端等的综合展示。4.2 展示层建设 展示层应包含PC端应用平台、监控中心综合展示、移动端平台等。4.3 应用层建设 应用层建设，将监管运营需求充分结合GIS一张图、数据挖掘等技术手段，建立业务监控子系统、辅助决策子系统、巡检养护子系统、监测预警子系统、后台支撑子系统、统计分析子系统、专家系统等平台软件应用系统，为政府管理部门、运维公司和社会公众提供信息服务。4.4 支撑平台建设 云数据支撑平台包括中间件服务、业务中台、数据中台、平台安全服务、数字孪生、AI中台、GIS平台的建设。4.5 物联感知层建设 4.5.1 一般要求 物联感知层应实现农村生活污水处理设施的感知及数字传输功能，包括但不限于农村生活污水处理设施的各类感知及数据采集、传输、处理与应用等功能。4.5.2 技术要求 按照下述第5章的要求建设。4.5.3 感知层配置 感知层配置按照表1所述。全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 7 表1 监测指标及设备配置 位置 监测指标 监测设备 农污处理设施分类 A/O（A/A/O）工艺 生物滤池工艺 生物接触氧化工艺 MBR 工艺 MBBR 工艺 SBR工艺 进口 流量 流量计 调节池 液位 液位计 好氧池 液位 液位计-ORP 数字ORP仪 溶解氧 溶解氧仪 膜出水管 压力 压力计-缺氧池 溶解氧 溶解氧仪 ORP 数字ORP仪 出口 流量 流量计 电导率 数字电导率仪 氨氮 电极法氨氮仪 COD 光学法COD仪 数据采集与传输-物联网网关 设施/设备运行监控 设备运行工况 设备运行工况 设备能耗 设备能耗 视频 高清摄像头 考勤 二维码/展板-注1：“”表示应配置，“”表示可选，“”表示无不同。注2：农污处理设施工艺的配置不同，表中列出常见的六种工艺，设施分类标准参考附录A。4.6 物理层建设 物理层及农村生活污水处理设施，包括已有设施和新建设施。5 物联感知设备技术要求 5.1 通用要求 本技术要求中的部分物联感知设备数字化电导率仪、数字化氧化还原电位仪、数字化氨氮分析仪和光学法化学需氧量分析仪等应具有以下通用特征：a)设计先进、结构坚固，并便于检查、操作和维护；b)适应于农村生活污水现场条件，并能长期的运行；c)具备 4 mA 20 mA 接口和 RS232/RS485 数字接口；全国团体标准信息平台T/SIOT 109-2022 8 d)工作环境温度应为 0 50。5.2 进水/出水流量计 水量在线监测系统技术要求应符合CJ/T 252的规定。5.3 水质监测设备技术参数 水质监测设备原理及技术参数见表2。表2 水质监测设备原理及技术参数 序号 设备名称 原理 技术参数 1 数字化电导率仪 四极式测量电极或者电磁感应式电极 1)量程：0 ms/cm 100 ms/cm 2)准确度：读数的 5%3)响应时间：30 s 2 数字化氧化还原电位仪 经典原电池原理 1)量程：-2000 mv 2000 mv 2)准确度：读数的 5%3)响应时间：30 s 3 数字化氨氮分析仪 采用离子选择电极法测量氨氮浓度。氨离子选择电极直接监测水环境中的铵根离子，确定氨氮的浓度。使用