水污染排放与水环境管理系统的制作方法

本发明涉及水处理
技术领域：
，具体涉及一种水污染排放与水环境管理系统。
背景技术：
：我国水污染控制历经以污染源达标排放控制为标志的污染源管理时代，目标总量控制为标志的污染源管理时代，目前正逐步进入到以水质达标为标志的水质管理时代。在排污许可证制度中充分体现水质的约束作用，并实现水环境质量改善的最终目标，是水质管理时代的基础，其技术关键在于排污许可限值的确定。我国目前实施的排污许可限值核定方法，主要是依据企业行业排放标准、环评审批等要求，因此更多考虑了企业的行业属性和已有法定审批要求，主要是一种基于技术的排污许可限值。在我国排污许可制度实施的初期，这种核定方法是实事求是的，符合我国水环境管理的实际情况。而基于水质的排污许可限值确定以流域水质改善为目标，将固定污染源排污许可限值的确定置于流域水质目标管理的框架之下。通过控制单元精细划分和单元内污染源解析，建立控制单元内污染物排放与水质之间的响应关系，解析固定污染源对水质的影响和贡献。通过控制单元环境容量计算与总量分配，或者通过情景设计，依据河流水质要求确定控制单元中固定污染源的排放限值，作为各个单元中“多源”排放限值。目前基于水质的排污许可限值核定技术已取得重大进展，可实现固定污染源的排放限值的精准核算。然而推广进程中，仍存在多个需要解决的问题，主要表现为：①制定的限值在行业层面是否具备可行性，限值过低以现有治理水平无法实现或利润不足以支持高昂的废水处理成本，将对行业的发展产生压制作用；②行业间排污行为差异性极大，废水基质复杂，污染物削减的难度可能存在巨大差别，限值制定需考虑行业的污染物削减潜力，对污染物削减潜力大的行业实行优先执行，对污染物削减潜力小的行业适当给予“保护”；③与现行排污许可制度缺少衔接，体现在具体的排放量限值落实到排放浓度游离于排放标准的管控体系外，环保管理者缺少执法抓手。技术实现要素：本发明旨在提供一种水污染排放与水环境管理系统，所要解决的技术问题包括如何基于水质达标排污许可限值核定上游技术计算出分配到具体流域上属于某类行业的某家企业中某种污染物的可排放总量，帮助环保管理决策者判断该限值是否能够最终执行。为了实现上述目的，本发明提供一种水污染排放与水环境管理系统，包括输入模块、处理模块、输出模块和行业最佳可行技术数据库；所述的输入模块用于供用户输入企业信息和许可信息，并存储在所述的行业最佳可行技术数据库中；所述的处理模块包括计算模块、分析模块和分级模块；所述的计算模块对通过输入模块输入并存储在行业最佳可行技术数据库中的企业信息和许可信息进行计算，通过公式将通过输入模块输入的企业信息和许可信息转化为所述的分析模块所需的参数；所述的分析模块用于进行排水量消减可行性分析和浓度消减可行性分析，将所述计算模块计算得出的参数通过条件比较，划分进相对应的设定情境；所述的分级模块对所述分析模块划分的设定情境进行数字化转换，所述的输出模块用于输出最终计算结论。所述的企业信息包括：生产产品名称、产品实际产量s，单位为t/a；实际排水量q，单位为t/a；污染物种类、污染物浓度c，单位为mg/m3和废水处理工艺。所述的许可信息包括：许可污染物种类和基于水质目标的企业分配许可排放量ew，单位为t/a。所述的生产产品名称、污染物种类、废水处理工艺、许可污染物种类为勾选设计，所述的产品实际产量s、实际排水量q、污染物浓度c、基于水质目标的企业分配许可排放量ew为填写设计。所述的分级模块进行数字化转换实行情境打分制，分值越高可行性越高。所述的计算模块能够直接计算的参数包括基于水质目标的排水量qw，单位为t/a；和基于水质目标的排放浓度cw，单位为mg/m3，计算公式为：qw＝ew/c×106，cw＝ew/q×106，其中，ew为基于水质目标的企业分配许可排放量，单位为t/a；c为污染物浓度，单位为mg/m3；q为实际排水量，单位为t/a。优选地，所述的计算模块还用于计算全厂基准排水量总和qb，单位为t/a；第一浓度对应水质分级a，第二浓度对应水质分级b和废水治理技术可行度τ；其中第一浓度对应水质分级a，第二浓度对应水质分级b和废水治理技术可行度τ无单位，第一浓度对应水质分级a和第二浓度对应水质分级b在1到5之间取值，废水治理技术可行度τ在1到3间取值，计算公式为：qb＝s1×qb1+s2×qb2+…sn×qbn，其中，s1、s2、…sn为企业各产品的实际年产量，单位为t/a，企业各产品的实际年产量的值在企业信息中获取；qb1、qb2、…qbn为企业各产品的单位产品基准排水量，企业各产品的单位产品基准排水量的值在所述的行业最佳可行技术数据库中获取；第一浓度对应水质分级a＝基于水质目标的排放浓度cw所对应等级；第二浓度对应水质分级b＝污染物浓度c所对应等级；其中，所述的行业最佳可行技术数据库中存储有由低到高的第一浓度c1、第二浓度c2、第三浓度c3、第四浓度c4和第五浓度c5，所述的计算模块从所述的行业最佳可行技术数据库中获取第一浓度c1、第二浓度c2、第三浓度c3、第四浓度c4和第五浓度c5的值，当cw>c4,cw≤c5，a＝5；当cw>c3,cw≤c4，a＝4；当cw>c2,cw≤c3，a＝3；当cw>c1,cw≤c2，a＝2；当cw≤c1，a＝1；第二浓度对应水质分级b的计算方式与第一浓度对应水质分级a的计算方式相同；废水治理技术可行度τ为处理工艺包含深度处理工艺与否、执行可行技术与否和污水末端处理的消减效率在90％以上与否三部分求和，其中处理工艺包含深度处理工艺时取值为1，处理工艺不包含深度处理工艺时取值为0；执行可行技术时取值为1，不执行可行技术时取值为0；污水末端处理的消减效率在90％以上时取值为1，污水末端处理的消减效率不在90％以上时取值为0；其中，深度处理工艺和可行技术由所述的行业最佳可行技术数据库提供对应参数组；污水末端处理的消减效率由所述的行业最佳可行技术数据库提供对应参数组，或者在所述的输入模块输入实际监测结果。所述的分析模块进行排水量消减可行性分析时，按照执行消减的迫切程度递减依次设定四个情境，包括：情景一：当满足q>qw,q>qb，则企业被划分为情景一；该企业的实际排水量同时大于基于水质目标的排水量和全厂基准排水量总和，说明该企业清洁生产程度低，耗水严重大于国内同类企业，因此判断该企业排水量需立即执行消减；情景二：当满足q<qw,q>qb，则企业被划分为情景二；该企业的实际排水量大于全厂基准排水量总和，但小于基于水质目标的排水量，说明该企业排水满足基于水质目标的排水量的要求，但该企业清洁生产程度不满足国内平均标准，耗水大于同类企业，因此判断该企业排水量需执行消减，直到达到国内平均排水水平；情景三：当满足q>qw,q<qb，则企业被划分为情景三；该企业的实际排水量大于基于水质目标的排水量，但小于全厂基准排水量总和，说明该企业清洁生产程度满足国内平均标准，但排水量不满足基于水质目标的排水量的要求；判断该企业排水量虽不符合水质目标要求，但结合浓度削减的潜力综合考虑，能够适当消减排水量；情景四：当满足q<qw,q<qb，则企业被划分为情景四；该企业的实际排水量同时小于基于水质目标的排水量和全厂基准排水量总和，说明该企业清洁生产程度高，耗水小于国内同类企业，因此判断该企业排水量消减空间很小，消减难度大；其中，q为企业的实际排水量，qw为企业的基于水质目标的排水量，qb为企业的全厂基准排水量总和。所述的分析模块进行浓度消减可行性分析时，按照执行消减的迫切程度递减同样依次设定四个情境，包括：第一情景：当满足a<b,τ<2，则企业被划分为第一情景；该企业的污染物实际排放浓度等级大于基于水质目标的排放浓度等级，判断该企业浓度需要消减，且有消减空间；第二情景：当满足a≥b,τ<2，则企业被划分为第二情景；该企业的污染物实际排放浓度等级小于等于基于水质目标的排放浓度等级，同时废水治理技术可行度较低，说明该企业实际排放浓度虽然满足水质目标达标要求，但该企业没有采取合适的废水治理技术或现有废水治理工艺落后，废水浓度有消减空间，需要选择改进废水处理工艺，进一步降低排放浓度，缓解排水量消减的压力；第三情景：当满足a<b,τ≥2，则企业被划分为第三情景；该企业的污染物实际排放浓度等级大于基于水质目标的排放浓度等级，判断该企业浓度需要消减，但消减空间小；第四情景：当满足a≥b,τ≥2，则企业被划分为第四情景；该企业的污染物实际排放浓度等级小于等于基于水质目标的排放浓度等级，判断该企业浓度无需消减，且无消减空间；其中，a为第一浓度对应水质分级，b为第二浓度对应水质分级，τ为废水治理技术可行度。所述的分级模块对所述分析模块划分的设定情境进行数字化转换，实行情境打分制，分值越高可行性越高；所述的分级模块将排水量消减可行性、浓度消减可行性和减产或停产三部分打分相加设定为10分，打分方法如下：(1)排水量消减可行性打分，满分为5分，情景一得5分，情景二得4分，情景三得2分，情景四得0分；(2)浓度消减可行性打分，满分为5分，第一情景得5分，第二情景得4分，第三情景得2分，第四情景得0分；(3)减产或停产打分，计算公式如下：减产或停产得分＝10-排水量削减可行性得分-浓度削减可行性得分。有益效果与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的水污染排放与水环境管理系统是运用互联网、大数据和模型云计算等技术，以面向服务架构(serviceorientedarchitecture,soa)和模块化设计为支撑的业务化流域管理平台。该系统综合运用优化方法和情景分析法，评估控制单元内水环境容量及各类污染源负荷消减量，将水污染总量控制作为为排污许可证限制核定确定依据，基于污染物总量分配技术体系，通过模型开发及嵌入，实现基于水质的cod、氨氮、总氮或总磷的水环境容量评估以及污染物总量分配，同时，综合考虑企业行业排放限值和地表水环境质量目标，实现基于水质目标的行业排污许可限值确定，结合最佳可行技术提供污染负荷消减量方案制定，形成负荷消减建议报告。当基于水质达标排污许可限值核定上游技术计算出分配到具体流域上属于某类行业的某家企业中某种污染物的可排放总量，环保管理决策者可通过输入必要的企业基本信息，由平台自动处理、分析后，输出该企业在该限值下的污染物削减可行性结论，从而帮助环保管理决策者判断该限值是否能够最终执行。附图说明附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。图1是本发明所述水污染排放与水环境管理系统的结构示意图。具体实施方式在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。如图1所示，本发明所述的水污染排放与水环境管理系统包括输入模块、处理模块、输出模块和行业最佳可行技术数据库；所述的输入模块用于供用户输入企业信息和许可信息，并存储在所述的行业最佳可行技术数据库中；所述的处理模块包括计算模块、分析模块和分级模块；所述的计算模块对通过输入模块输入并存储在行业最佳可行技术数据库中的企业信息和许可信息进行计算，通过公式将通过输入模块输入的企业信息和许可信息转化为所述的分析模块所需的参数；所述的分析模块用于进行排水量消减可行性分析和浓度消减可行性分析，将所述计算模块计算得出的参数通过条件比较，划分进相对应的设定情境；所述的分级模块对所述分析模块划分的设定情境进行数字化转换，所述的输出模块用于输出最终计算结论。所述的企业信息包括：生产产品名称、产品实际产量s(t/a)、实际排水量q(t/a)、污染物种类、污染物浓度c(mg/m3)和废水处理工艺。其中t/a的中文含义为“吨/年”。所述的许可信息包括：许可污染物种类和基于水质目标的企业分配许可排放量ew(t/a)。所述的生产产品名称、污染物种类、废水处理工艺、许可污染物种类为勾选设计，所述的产品实际产量s(t/a)、实际排水量q(t/a)、污染物浓度c(mg/m3)、基于水质目标的企业分配许可排放量ew(t/a)为填写设计。所述的分级模块进行数字化转换实行情境打分制，分值越高可行性越高。所述的计算模块能够直接计算的参数包括基于水质目标的排水量qw，单位为t/a；和基于水质目标的排放浓度cw，单位为mg/m3，计算公式为：qw＝ew/c×106，cw＝ew/q×106，其中，ew为基于水质目标的企业分配许可排放量，单位为t/a；c为污染物浓度，单位为mg/m3；q为实际排水量，单位为t/a。优选地，所述的计算模块还用于计算全厂基准排水量总和qb，单位为t/a；第一浓度对应水质分级a，第二浓度对应水质分级b和废水治理技术可行度τ；其中第一浓度对应水质分级a，第二浓度对应水质分级b和废水治理技术可行度τ无单位，第一浓度对应水质分级a和第二浓度对应水质分级b在1到5之间取值，废水治理技术可行度τ在1到3间取值，计算公式为：qb＝s1×qb1+s2×qb2+…sn×qbn，其中，s1、s2、…sn为企业各产品的实际年产量，单位为t/a，企业各产品的实际年产量的值在企业信息中获取；q1、q2、…qn为企业各产品的单位产品基准排水量，企业各产品的单位产品基准排水量的值在所述的行业最佳可行技术数据库中获取；第一浓度对应水质分级a＝基于水质目标的排放浓度cw所对应等级；第二浓度对应水质分级b＝污染物浓度c所对应等级；其中，所述的行业最佳可行技术数据库中存储有由低到高的第一浓度c1、第二浓度c2、第三浓度c3、第四浓度c4和第五浓度c5(如表1所示)，所述的计算模块从所述的行业最佳可行技术数据库中获取第一浓度c1、第二浓度c2、第三浓度c3、第四浓度c4和第五浓度c5的值，当cw>c4,cw≤c5，a＝5；当cw>c3,cw≤c4，a＝4；当cw>c2,cw≤c3，a＝3；当cw>c1,cw≤c2，a＝2；当cw≤c1，a＝1；第二浓度对应水质分级b的计算方式与第一浓度对应水质分级a的计算方式相同；表1等级与浓度对应关系等级12345浓度c1c2c3c4c5废水治理技术可行度τ＝处理工艺包含深度处理工艺与否(1or0)+执行可行技术与否(1or0)+污水末端处理的消减效率在90％以上与否(1or0)，其中，深度处理工艺、可行技术由所述的行业最佳可行技术数据库提供对应参数组，污水末端处理的消减效率可由所述的行业最佳可行技术数据库提供对应参数组，也可在所述的输入模块输入实际监测结果。所述的分析模块进行排水量消减可行性分析时，按照执行消减的迫切程度递减依次设定四个情境，包括：情景一：当满足q>qw,q>qb，则企业被划分为情景一；该企业的实际排水量同时大于基于水质目标的排水量和全厂基准排水量总和，说明该企业清洁生产程度低，耗水严重大于国内同类企业，因此判断该企业排水量需立即执行消减；情景二：当满足q<qw,q>qb，则企业被划分为情景二；该企业的实际排水量大于全厂基准排水量总和，但小于基于水质目标的排水量，说明该企业排水满足基于水质目标的排水量的要求，但该企业清洁生产程度不满足国内平均标准，耗水大于同类企业，因此判断该企业排水量需执行消减，直到达到国内平均排水水平；情景三：当满足q>qw,q<qb，则企业被划分为情景三；该企业的实际排水量大于基于水质目标的排水量，但小于全厂基准排水量总和，说明该企业清洁生产程度满足国内平均标准，但排水量不满足基于水质目标的排水量的要求；由于企业污染物削减可通过降低排水量，也可通过降低污染物浓度，因此判断该企业排水量虽不符合水质目标要求，但可结合浓度削减的潜力综合考虑，适当消减排水量；情景四：当满足q<qw,q<qb，则企业被划分为情景四；该企业的实际排水量同时小于基于水质目标的排水量和全厂基准排水量总和，说明该企业清洁生产程度高，耗水小于国内同类企业，因此判断该企业排水量消减空间很小，消减难度大；其中，q为企业的实际排水量，qw为企业的基于水质目标的排水量，qb为企业的全厂基准排水量总和。所述的分析模块进行浓度消减可行性分析时，按照执行消减的迫切程度递减同样依次设定四个情境，包括：第一情景：当满足a<b,τ<2，则企业被划分为第一情景；该企业的污染物实际排放浓度等级大于基于水质目标的排放浓度等级，且废水治理技术可行度较低，说明该企业实际排放浓度偏高原因很大程度是由于没有采取合适的废水治理技术或现有废水治理工艺落后，因此判断该企业浓度需要消减，且有消减空间；第二情景：当满足a≥b,τ<2，则企业被划分为第二情景；该企业的污染物实际排放浓度等级小于等于基于水质目标的排放浓度等级，同时废水治理技术可行度较低，说明该企业实际排放浓度虽然满足水质目标达标要求，但该企业没有采取合适的废水治理技术或现有废水治理工艺落后，废水浓度有一定的消减空间，可选择改进废水处理工艺，进一步降低排放浓度，缓解排水量消减的压力；第三情景：当满足a<b,τ≥2，则企业被划分为第三情景；该企业的污染物实际排放浓度等级大于基于水质目标的排放浓度等级，但废水治理技术可行度较高，说明该企业废水处理难度大，虽然采用了较高水平废水处理技术，但浓度消减效果差，因此判断该企业浓度需要消减，但消减空间小；第四情景：当满足a≥b,τ≥2，则企业被划分为第四情景；该企业的污染物实际排放浓度等级小于等于基于水质目标的排放浓度等级，废水治理技术可行度较高，说明该企业已采用较高水平废水处理技术，且浓度排放可控制在较低水平，因此判断该企业浓度无需消减，且无消减空间；其中，a为第一浓度对应水质分级，b为第二浓度对应水质分级，τ为废水治理技术可行度。所述的分级模块对所述分析模块划分的设定情境进行数字化转换，实行情境打分制，分值越高可行性越高；所述的分级模块将排水量消减可行性、浓度消减可行性和减产或停产三部分打分相加设定为10分，打分方法如下：(1)排水量消减可行性打分，满分为5分，情景一可得5分，情景二可得4分，情景三可得2分，情景四得0分。(2)浓度消减可行性打分，满分为5分，第一情景可得5分，第二情景可得4分，第三情景可得2分，第四情景得0分。(3)减产或停产打分(满分10分，共9个分级)，计算公式如下：减产或停产得分＝10-排水量削减可行性得分-浓度削减可行性得分。所述的输出模块用于输出最终计算结论，得分与结论转换规则见表2。表2得分与结论转换规则序号得分情况对应结论1排水量消减可行性得分最高建议企业提标清洁生产技术，降低排水量2浓度消减可行性得分最高建议企业提标处理技术，降低排放浓度3减产或停产得分最高建议企业减产或停产同时所述的输出模块根据排水量消减可行性、浓度消减可行性和减产或停产三部分得分占比，输出可行占比图。以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。当前第1页12