一种船舶生活污水排放在线监控装置

1.本实用新型涉及船舶生活污水排放技术领域，具体涉及一种船舶生活污水排放在线监控装置。

背景技术：

2.良好的生态文明建设是地球永续发展的千年大计，是实现人与自然和谐共生的根本遵循。目前，生态环境形势严峻，流域生态功能退化依然严重，长江“双肾”洞庭湖、鄱阳湖频频干旱见底，接近30％的重要湖库仍处于富营养化状态，长江生物完整性指数到了最差的“无鱼”等级，因此，对水域的保护刻不容缓，而船舶污水排放是水域污染的主要原因之一。
3.中国专利公开了一种用于船舶污水监控的采集装置(公开号cn210571578u)，该实用新型涉及污水采集技术领域，具体涉及一种用于船舶污水监控的采集装置，包括伸缩管道，设置于伸缩管道的若干个抽水口，若干所述抽水口单独连接有抽水管，所述伸缩管道内部中空，所述抽水管穿入伸缩管道内与抽水口相连，所述伸缩管道包括依次设置的若干节活动管，若干节所述活动管可活动伸缩相连，所述活动管套设有密封环，所述密封环一体连接有隔板，每节活动管单独开设抽水口，所述隔板将若干个抽水口分隔；本实用新型解决了现有船舶对污水采集不便的问题；采用可伸缩的管道对不同深度的污水进行采集，单独进行检测分析，从而保证污水分析准确性。
4.中国专利公开了一种船舶污水监控系统(公开号cn110436537a)，该专利技术提供了一种船舶污水监控系统，包括用于将船舶污水排出的排水通道，排水通道连接有蓄水池，蓄水池连接有预处理装置，预处理装置包括连接船舱底油污水的底油污水监测模块、连接船舱的洗舱水监测模块和连接生活污水的生活污水监测模块，蓄水池设置过滤模块与预处理装置相连，排水通道与蓄水池之间设置第一阀门；还包括中央控制装置，中央控制装置与底油污水监测模块、洗舱水监测模块、生活污水监测模块、过滤模块、回流检测模块、净化模块和回流检测模块电控制连接。
5.根据上述两篇中国专利，结合现有的船舶水污染物监控技术进行分析可知，目前多数船舶仍然存在水污染物测量分类精度不高的问题，导致单个船舶排放的水污染物测量不准，精确分类难的基础问题；另外因为船舶水污染物实施方案仍处于研究建设当中，区域建设整体结构性较差，新老环境所面临的问题交织，因此对船舶水污染物转移所存在的风险缺乏系统的监控和管理。因上述及其他原因导致船舶污水排放对水域的污染较为严重，而管理部门对污染物排放的时间与数量难以掌握，因此难以对船舶污水排放进行管理。

技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种船舶生活污水排放在线监控装置，以能够降低船舶生活污水排放对水域的污染。
7.本实用新型采用的技术方案是，一种船舶生活污水排放在线监控装置。
8.在第一种可实现方式中，一种船舶生活污水排放在线监控装置，包括：废液箱，连接排液阀的一端；排液阀，另一端连接多联体阀的第一端；多联体阀，第二端为排污口，第三端通过第一高温高压阀连接cod传感器的第一端，第四端连接液体计量器的一端；液体计量器，另一端连接蠕动泵；cod传感器，第二端连接工控机的输入端，第三端连接第二高温高压阀；船载扩展型ais设备，一端连接工控机的输出端；声光报警器，与船载扩展型ais设备的另一端连接；监控平台，通过信息传输设备与船载扩展型ais设备连接。
9.结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，包括：流量计，一端连接多联体阀的第五端，另一端连接船载扩展型ais设备。
10.结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，船载扩展型ais设备包括：顺次连接的设备接口、解码器、微控制器和串行数据接口。
11.结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，船载扩展型ais设备，接收端通过设备接口接收船舶信息，输出端通过ais无线通道连接ais，ais通过海事无线专网连接监控平台，船载扩展型ais设备的输出端还通过5g无线通道连接监控平台。
12.结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，还包括：船载扩展型enc设备，一端连接工控机的输出端，另一端连接监控平台。
13.结合第五种可实现方式，在第六种可实现方式中，船载扩展型ais设备和船载扩展型enc设备安装在本船的驾驶台，监控平台安装在海事监管中心。
14.结合第一种可实现方式，在第七种可实现方式中，包括gps接收机，gps接收机接收其他船舶信息，将其他船舶信息传输给本船的广播设备和显示器。
15.由上述技术方案可知，本实用新型的有益技术效果如下：
16.通过cod传感器和液体计量器获取船舶污水排放信息，船舶污水排放信息包括化学需氧量和污水排放量，船载扩展型ais设备将船舶污水排放信息与预设的阀值进行比较，若监测值超过预设阀值，则触发本船的声光报警器进行报警，阻止污水排放。同时，船载扩展型ais设备将船舶污水排放信息通过信息传输设备传输到监控平台，以便管理部门对船舶的污水排放进行监控和管理。且工控机中存储的船舶污水排放信息有利于管理部门掌握对污染物排放的时间与数量，从而能够对船舶污水排放进行管理，降低水域污染。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
18.图1为本实施例提供的一种船舶生活污水排放在线监控装置的结构示意图；
19.图2为本实施例提供的一种cod传感器的电路图；
20.图3为本实施例提供的一种船舶生活污水排放在线监控装置的工作流程图；
21.图4为本实施例提供的一种信息传输设备的示意图；
22.图5为本实施例提供的一种船载扩展型ais/enc设备的客户端程序设计框图；
23.附图标记：
24.1-废液箱，2-排液阀，3-多联体阀，4-第一高温高压阀，5-cod传感器，6-液体计量
器，7-蠕动泵，8-工控机，9-第二高温高压阀，10-船载扩展型ais设备，11-射频天线。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
26.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
27.结合图1所示，本实施例提供了一种船舶生活污水排放在线监控装置，包括：废液箱1，连接排液阀2的一端；排液阀2，另一端连接多联体阀3的第一端；多联体阀3，第二端为排污口，第三端通过第一高温高压阀4连接cod传感器5的第一端，第四端连接液体计量器6的一端；液体计量器6，另一端连接蠕动泵7；cod传感器5，第二端连接工控机8的输入端，第三端连接第二高温高压阀9；船载扩展型ais设备10，一端连接工控机的输出端；声光报警器，与船载扩展型ais设备的另一端连接；监控平台，通过信息传输设备与船载扩展型ais设备连接。
28.以下对实施例工作原理进行详细说明：
29.废水箱中的污水通过排液阀进入多联体阀，多联体阀通过排污口将污水排出，通过cod传感器对污水进行化学需氧量测量，获得污水排放的cod信号，通过液体计量器获取污水排放量信号，并将cod信号和污水排放量信号传输到工控机，工控机对各信号进行处理，获得船舶污水排放信息，船舶污水排放信息包括化学需氧量和污水排放量，并将船舶污水排放信息传输到船载扩展型ais设备，船载扩展型ais设备将船舶污水排放信息与预设的阀值进行比较，若监测值超过预设阀值，则触发本船的声光报警器进行报警，阻止污水排放。同时，船载扩展型ais设备将船舶污水排放信息通过信息传输设备传输到监控平台，以便管理部门对船舶的污水排放进行监控和管理。且工控机中存储的船舶污水排放信息有利于管理部门掌握对污染物排放的时间与数量，从而能够对船舶污水排放进行管理，降低水域污染。
30.在一些实施例中，工控机对cod信号和污水排放量信号进行处理，获得化学需氧量和污水排放量，以及船载扩展型ais设备将船舶污水排放信息与预设的阀值进行比较，若监测值超过预设阀值，则触发本船的声光报警器进行报警均为现有技术，因此，说明书不再赘述相关步骤。
31.可选地，装置触发声光报警器进行报警包括：在cod值量程超限、排放量超过阈值、cod传感器故障、流量计故障、排放电磁阀被错误打开中的一种或多种情况发生时，装置触发声光报警器进行报警。
32.在一些实施例中，污水排放信息包括各次排放的污水的化学需氧量、污水排放量、污水排放时间、污水排放经纬度、几何精度、传感器开/关状态、舷外排放状态，自动校验的数据、装置故障或排放报警等数据。
33.可选地，水域中各船舶的工控机中存储有各船的污水排放信息，将各船的工控机中的污水排放信息传输到海事监管中心的监控平台，监控平台对污水排队信息进行处理和分析，获得单船污水量和区域污水量等重要监控数据，并通过智能监控与预警，搭建污水产
量空间分布可视化界面，分析区域船舶营运数据与污水产生的关系，明确污水转运上岸处置的需求，同时对污水处置流程化实施智能转运管理与可视化监控，降低船舶污水排出对水域的污染。
34.在一些实施例中，海事部门在检查船舶相关污染物排放记录文件时，将记录信息与ais装置自动记录的船舶排污历史信息相对照，也可对可疑排污船舶随时进行回放调查，为海事监管提供可靠的证据，有利于在海事部门在线监测到每艘船舶的排污情况并进行取证。
35.在一些实施例中，cod传感器(chemical oxygen demand，化学需氧量)指水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折算成氧的量(以mg/l计)，是评价水体污染程度的重要综合指标之一，在一定程度上反映水体受还原性物质(有机污染物)的污染情况。cod传感器的具体电路图如图2所示。
36.在一些实施例中，船舶生活污水排放在线监控装置的流程如图3所示，船舶排放生活污水时，生化需氧量传感器采样检测，获得cod信号，对cod信号进行转换，获得污水的化学需氧量，通过数采仪和交互协议：rs232/rs422将化学需氧量输出给船载扩展型ais设备，船载扩展型ais设备通过ais或5g公网将化学需氧量传输到海事监控平台，船载扩展型ais设备或海事监控平台判断化学需氧量是否超过预设的报警阀值，若否，则不报警，若是，则触发声光报警器进行报警，来通知船员停止排放污水，或者通知执行者执行排放污水行为。
37.可选地，船舶生活污水排放在线监控装置包括：流量计，一端连接多联体阀的第五端，另一端连接船载扩展型ais设备。流量计用于监测船舶的排放量。
38.结合图1所示，可选地，船舶生活污水排放在线监控装置通过射频天线11传输信号。
39.可选地，船载扩展型ais设备包括：顺次连接的设备接口、解码器、微控制器和串行数据接口。
40.在一些实施例中，根据ice61162协议，ais能够在两个不同的vhf频道上接收和发送信息，ais的微处理器根据ais的网络协议来控制vhf链路上的信息传输和信息交换。由于vhf信道带宽的限制，排污状态的基本参数，如1和0表示“是”或“否”超标，经过tsma、dsc解码器解码后送入微控制器，微控制器将接收到的所有数据封装成符合ice61162协议的vdm或vdo语句，最后通过串行数据接口送出，或封装成bbm语句按照“ais接口交互协议”经vhf广播出去。而描述排污状态的详细参数，如具体的流量数值、cod监测值等则通过5g数字通信通道传输给海事监控平台。监控平台通过接收船载设备发送回来的船舶排污信息，结合ais传送的船位、船速等信息，通过gis与电子海图相结合，从而能够实现海事监管中心对船舶污水排放的在线监测、执法和取证。
41.结合图4所示，可选地，船载扩展型ais设备，接收端通过设备接口接收船舶信息，输出端通过ais无线通道连接ais，ais通过海事无线专网连接监控平台，船载扩展型ais设备的输出端还通过5g无线通道连接监控平台。
42.在一些实施例中，船舶生活污水排放在线监测装置获取污水排放监测信息后，如果排放指标超标，一方面可通过ais功能扩展设备对船上人员进行声光和显示告警，另一方面可利用ais信道和5g公网信道将信息传输至船舶污水排放海事监控平台。
43.可选地，船舶生活污水排放在线监控装置还包括：船载扩展型enc设备，一端连接工控机的输出端，另一端连接监控平台。
44.可选地，船载扩展型ais设备和船载扩展型enc设备安装在本船的驾驶台，监控平台安装在海事监管中心。
45.在一些实施例中，在内河船舶污水排放管路上安装传感器设备，采集船舶污水排放信息。传感器设备包括cod(化学需氧量)传感器、流量计和液体计量器。船载扩展型ais安装在驾驶台。cod传感器采集污水排放的cod信号，流量计和液体计量器采集排放量信号，将采集到的cod信号和排放量信号进行a/d转换、放大等处理后按照“信息采集检测分装置接口交互协议”，将信号传输到船载扩展型ais或enc设备，设备对各监测信号进行计算和判断，并与设定的阈值进行比较。例如，化学需氧量设定的阈值为50ppm，若化学需氧量的监测值超过50ppm，装置将触发声光报警器进行声光自动报警，并将超标排放信息通过ais和3g公网实时地传输到，再分别通过公网和专网传到海事监管中心。海事监管中心将对不满足排放条件而违规排放船舶生活污水的船舶及时予以制止和处罚。或者与船载扩展型enc设备相结合，实时记录船舶排放生活污水的具体位置，保存相关数据以便日后查询。
46.可选地，船舶生活污水排放在线监控装置包括gps接收机，gps接收机接收其他船舶信息，将其他船舶信息传输给本船的广播设备和显示器。
47.可选地，船舶生活污水排放在线监控装置包括传输设备，传输设备包括vhf数字通信通道、5g数字通信通道、信息处理与控制器、gps接收机，以及设备接口。设备接口包括rs232或rs422设备接口。
48.在一些实施例中，首先船载扩展型ais设备的接口收集本船生活污水排放的信息，如排放量、cod值等。同时gps接收机收集其他船舶信息，供装置广播和显示使用。
49.在一些实施例中，船舶生活污水排放海事监控平台通过ais传输的实时监测数据，监控装置可以方便地记录和查询与船舶生活污水排放的相关信息。实时监测数据包含：记录时间、经纬度、几何精度、传感器开/关状态，舷外排放状态，自动校验的数据和装置故障或排放报警等数据。船舶自动广播的ais数据可以快速全面地记录、回放和存档。当事故发生时迅速的展开调查和评估，实现对船舶舱底水排放的监控，进而能够实现船舶水污染物排放防控防治体系研究，从本质出发，从点到面、由近及远完善体系设计，实现闭环监测、多种船舶水污染物管控共抓、智能化和科学化治理。
50.在一些实施例中，结合目前内河船舶已经装备的ais/enc设备，进行扩展开发，完成生活污水排放监控功能的船载扩展型ais/enc设备。设备的客户端程序设计图如图5所示。
51.在一些实施例中，由于船舶水污染物种类多、管理难，以往的船舶水污染物处理方法主要是通过简单处理后直接排放至水中，缺少综合防治体系的设计。本方案围绕船舶水污染物的处理监管方法开展了全面的探索，实现了船舶水污染物处置从简单到差异化装置处理、计算区域从点到面，估算方法从经验公式到智能化计算、分析方法从定性到定量分析的转变。面向船舶水污染的排放和分布特点，提出了船舶水污染物联合防治监测方法，以及基于海事大数据的船舶水污染物估算方法，从理论上解决了船舶水污染物装置监测方法不完善以及水污染物估算方法精度差等问题，为准确的反应船舶水污染物排放趋势，对水污染物溯源以及提供公众对船舶水污染物排放量的正确认识具有重大优势。
52.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：

1.一种船舶生活污水排放在线监控装置，其特征在于，包括：废液箱，连接排液阀的一端；所述排液阀，另一端连接多联体阀的第一端；所述多联体阀，第二端为排污口，第三端通过第一高温高压阀连接cod传感器的第一端，第四端连接液体计量器的一端；所述液体计量器，另一端连接蠕动泵；所述cod传感器，第二端连接工控机的输入端，第三端连接第二高温高压阀；船载扩展型ais设备，一端连接工控机的输出端；声光报警器，与所述船载扩展型ais设备的另一端连接；监控平台，通过信息传输设备与所述船载扩展型ais设备连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括：流量计，一端连接所述多联体阀的第五端，另一端连接所述船载扩展型ais设备。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述船载扩展型ais设备包括：顺次连接的设备接口、解码器、微控制器和串行数据接口。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，船载扩展型ais设备，接收端通过设备接口接收船舶信息，船载扩展型ais设备的输出端通过ais无线通道连接ais，所述ais通过海事无线专网连接所述监控平台，船载扩展型ais设备的输出端还通过5g无线通道连接监控平台。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：船载扩展型enc设备，一端连接工控机的输出端，另一端连接监控平台。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述船载扩展型ais设备和船载扩展型enc设备安装在本船的驾驶台，所述监控平台安装在海事监管中心。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括gps接收机，所述gps接收机接收船舶信息，将船舶信息传输给本船的广播设备和显示器。

技术总结

本实用新型涉及船舶生活污水排放技术领域，具体涉及一种船舶生活污水排放在线监控装置。该装置通过COD传感器对污水进行化学需氧量测量，获得污水排放的COD信号，通过液体计量器获取污水排放量信号，并将COD信号和污水排放量信号传输到工控机，工控机对各信号进行处理，获得船舶污水排放信息，船舶污水排放信息包括化学需氧量和污水排放量，并将船舶污水排放信息传输到船载扩展型AIS设备，船载扩展型AIS设备将船舶污水排放信息与预设的阀值进行比较，若监测值超过预设阀值，则触发本船的声光报警器进行报警，阻止污水排放。同时，船载扩展型AIS设备将船舶污水排放信息通过信息传输设备传输到监控平台，以便管理部门对船舶的污水排放进行监控和管理。水排放进行监控和管理。水排放进行监控和管理。