生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎項，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
 

　　生態(tài)環(huán)境保護(hù)實用裝備
 

　　2023-Z-5
 

　　申報單位
 

　　合肥中盛水務(wù)發(fā)展有限公司
 

　　推薦單位
 

　　安徽省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會
 

　　一、技術(shù)簡介
 

　　適用范圍
 

　　智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)備主要適用于地埋式和半地埋式污水處理廠，如污水處理廠生化池、雨水調(diào)蓄池、綜合管廊、污泥處置中心、制水廠砂濾池等多個應(yīng)用場景。通過整合機(jī)器人技術(shù)、多傳感器技術(shù)、圖像識別技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)對封閉式污水池全天候、全方位、全自主智能巡檢、監(jiān)控，及時反饋水環(huán)境狀況，同時有效降低勞動強(qiáng)度，降低系統(tǒng)運(yùn)維成本，提高污水處理廠智能化管理水平，保證污水處理廠的運(yùn)行安全，填補(bǔ)該領(lǐng)域技術(shù)空白。
 

　　技術(shù)原理
 

　　1、巡檢機(jī)器人體積小，能夠快速地到達(dá)人工不能輕易到達(dá)的位置進(jìn)行巡檢；
 

　　2、在巡檢過程中采集水池內(nèi)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可以協(xié)助人工判斷水池運(yùn)行狀況；
 

　　3、對智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)可以設(shè)置定時巡檢任務(wù)，實現(xiàn)全天候自動巡檢。
 

　　工藝路線
 

　　1、行走裝置及定位跟蹤：巡檢機(jī)器人采用懸掛式軌道，通過橡膠輪與軌道面的摩擦力進(jìn)行移動，通過軌道安裝的光柵進(jìn)行機(jī)器人位置定位及校準(zhǔn)；
 

　　2、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集：通過機(jī)器人本體安裝的攝像頭進(jìn)行視頻或者圖像數(shù)據(jù)的采集；通過機(jī)器人本體安裝的氣體傳感器與溫濕度傳感器采集污水廠水池內(nèi)的氣體參數(shù)與環(huán)境參數(shù)；采用無線組網(wǎng)的通訊實現(xiàn)對巡檢數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀況的采集；
 

　　3、自動分析：異常情況自主返航，信號系統(tǒng)自主反饋；自動選擇最優(yōu)路線，自主返航完成充電；自動生成巡檢報表，巡檢過程全記錄。
 

　　裝備性能參數(shù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
 

　　運(yùn)行速度：≤0.5M/S可調(diào)
 

　　定位精度：≤30mm
 

　　續(xù)航時間：≥4KM
 

　　工作溫度：-35℃——+60℃
 

　　工作濕度：5%——93%(無冷凝水)
 

　　云臺性能：垂直范圍 0°——+90°；水平范圍 0°——355°
 

　　攝像頭性能：分辨率：1920 * 1080；變焦倍數(shù)：光學(xué)變焦4倍，數(shù)字變焦16倍
 

　　防護(hù)等級：IP66
 

　　應(yīng)用效果
 

　　在一般污水處理廠的整個污水處理環(huán)節(jié)中，運(yùn)維人員需要每隔幾個小時就要進(jìn)行一次例行巡檢，而在污水處理的環(huán)節(jié)中，有很多場景運(yùn)維人員無法輕易到達(dá)，同時還需要進(jìn)行安全防護(hù)，對水廠的運(yùn)行增加了大量的人力物力，本套裝備應(yīng)用到污水處理廠后，運(yùn)維人員只需要在中控室，通過設(shè)置巡檢機(jī)器人的巡檢任務(wù)就能夠完成日常的巡檢工作，有效地降低運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度和危險系數(shù)，同時能夠根據(jù)巡檢機(jī)器人采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行工況與設(shè)備的分析，提高了水廠的運(yùn)行效率，減少了水廠系統(tǒng)的運(yùn)維成本。
 

　　研發(fā)背景
 

　　為了保證污水處理廠的正常工作，需要定期對污水處理廠進(jìn)行現(xiàn)場巡檢，以保障污水處理廠安全運(yùn)行。國內(nèi)大多數(shù)污水處理廠的巡檢任務(wù)都是由人工完成的，耗時耗力，特別是封閉式生化池通常是巡檢人員在開孔的池板上探頭觀察或手持儀表巡查，觀察難度大、巡視死角多、工作強(qiáng)度大，且池內(nèi)環(huán)境復(fù)雜惡劣，并聚集有毒有害氣體易導(dǎo)致人員中毒，危險性很大。同時，生化池內(nèi)有機(jī)物在厭氧消化過程中會釋放大量的甲烷和硫化氫，通過檢查孔溢出后，遇到火星極易發(fā)生爆炸，對巡檢人員及整個污水池的安全會造成非常嚴(yán)重的威脅。由于人工巡檢的局限性，獲取的池內(nèi)曝氣情況容易失真，會造成無法準(zhǔn)確地判斷污水處理設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，對最終的出水水質(zhì)造成嚴(yán)重的影響，存在化學(xué)污染的可能性。
 

　　本項目研發(fā)的智能巡檢機(jī)器人，通過實時監(jiān)測池內(nèi)H2S、NH3、CH4、O2的濃度、拍攝污水曝氣狀況，解決了信息采集及反饋的不精確不及時等問題，杜絕了人員傷害、爆炸風(fēng)險以及潛在的化學(xué)污染，對污水處理廠安全運(yùn)行起到非常重要的作用，并將智能化、信息化、自動化技術(shù)運(yùn)用到封閉式污水處理單元，開創(chuàng)了封閉式污水池巡檢的新思路，為未來污水處理大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域技術(shù)空白，意義重大。
 

　　裝備特點(diǎn)
 

　　本套設(shè)備是以巡檢機(jī)器人為核心的智能巡檢系統(tǒng)，整合機(jī)器人技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，實現(xiàn)對污水池的全天候、全方位、全自主智能巡檢和監(jiān)控，有效降低勞動強(qiáng)度，降低系統(tǒng)運(yùn)維成本，提高正常巡檢作業(yè)和管理的自動化和智能化水平。
 

　　智能巡檢機(jī)器人采用模塊化設(shè)計，主要構(gòu)成部件都可進(jìn)行模塊化拆裝，提高了維修的便利性。整套系統(tǒng)采用基于無線組網(wǎng)通訊技術(shù)，實現(xiàn)搭建寬窄、固移結(jié)合的巡檢通信系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)傳輸通道，解決移動、遮蔽非視距等復(fù)雜應(yīng)用場景下的巡檢通信需求。
 

　　二、典型應(yīng)用案例
 

　　案例名稱
 

　　白龍港污水處理廠提標(biāo)改造工程BLG-E11標(biāo)項目(智能機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)備安裝及調(diào)試)
 

　　案例簡介
 

　　上海白龍港污水處理廠提標(biāo)改造工程，白龍港污水廠廠外新征用地分為三塊，分別為西北地塊、西南地塊和南部地塊。西北地塊布置50萬m3/d 一級A全流程地下污水處理廠，西南地塊布置20 萬m3/d生物處理設(shè)施，南部地塊布置50萬m3/d生物處理設(shè)施和180萬m3/d深度處理設(shè)施，另50萬m3/d深度處理設(shè)施設(shè)置在廠區(qū)現(xiàn)狀用地內(nèi)。
 

　　我司在該項目中主要負(fù)責(zé)生化池內(nèi)部使用的智能巡檢機(jī)器人的供貨及安裝調(diào)試工作，主要是配合污水處理廠能夠?qū)嵤┯^察到地埋封閉式生化池內(nèi)部運(yùn)營實景觀察，同時對曝狀態(tài)進(jìn)行分析監(jiān)查，為污水處理廠的運(yùn)營工作提供助力。
 

　　達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
 

　　運(yùn)行速度：≤0.5M/S可調(diào)
 

　　定位精度：≤30mm
 

　　續(xù)航時間：≥4KM
 

　　工作溫度：-35℃——+60℃
 

　　工作濕度：5%——93%(無冷凝水)
 

　　云臺性能：垂直范圍 0°——+90°；水平范圍 0°——355°
 

　　攝像頭性能：分辨率：1920 * 1080；變焦倍數(shù)：光學(xué)變焦4倍，數(shù)字變焦16倍
 

　　防護(hù)等級：IP66
 

　　業(yè)主單位
 

　　上海電科智能系統(tǒng)股份有限公司
 

　　投運(yùn)時間
 

　　自2019年6月19日—2020年12月31日
 

　　工藝流程
 

　　1、行走裝置及定位跟蹤：巡檢機(jī)器人采用懸掛式軌道，通過橡膠輪與軌道面的摩擦力進(jìn)行移動，通過軌道安裝的光柵進(jìn)行機(jī)器人位置定位及校準(zhǔn)；
 

　　2、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集：通過機(jī)器人本體安裝的攝像頭進(jìn)行視頻或者圖像數(shù)據(jù)的采集；通過機(jī)器人本體安裝的氣體傳感器與溫濕度傳感器采集污水廠水池內(nèi)的氣體參數(shù)與環(huán)境參數(shù)；采用無線組網(wǎng)的通訊實現(xiàn)對巡檢數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀況的采集；
 

　　3、自動分析：異常情況自主返航，信號系統(tǒng)自主反饋；自動選擇最優(yōu)路線，自主返航完成充電；自動生成巡檢報表，巡檢過程全記錄。
 

　　運(yùn)行情況
 

　　智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實時監(jiān)測池內(nèi)H2S、NH3、CH4、O2的濃度，并進(jìn)行曝氣狀況分析預(yù)測，達(dá)到設(shè)計時預(yù)定的功能。
 

　　智能巡檢機(jī)器人替代人工在地下污水處理廠進(jìn)行巡檢，通過實時監(jiān)測池內(nèi)H2S、NH3、CH4、O2的濃度、拍攝污水曝氣狀況，解決了信息采集及反饋的不精確不及時等問題，杜絕了人員傷害、爆炸風(fēng)險以及潛在的化學(xué)污染，對污水處理廠的安全運(yùn)行起到非常重要的作用，智能巡檢機(jī)器人通過集成高清圖像、自動化水質(zhì)采樣于一體，實現(xiàn)曝氣池實時作業(yè)狀態(tài)信息與樣本的采集。通過氣泡群圖像分析對曝氣狀態(tài)進(jìn)行智能判斷與曝氣量統(tǒng)計，曝氣智能識別分析預(yù)測系統(tǒng)，實現(xiàn)曝氣量的識別與預(yù)測，對生物反應(yīng)池運(yùn)行健康狀態(tài)的精準(zhǔn)診斷。智能巡檢設(shè)備軟件監(jiān)控平臺可對污水廠進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，可對所轄廠區(qū)內(nèi)多組系統(tǒng)進(jìn)行更高層次的綜合控制和管理，將智能化、信息化、自動化技術(shù)運(yùn)用到封閉式污水處理單元，開創(chuàng)了封閉式污水池巡檢的新思路，也為未來污水處理大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域技術(shù)空白。
 

　　三、技術(shù)申報單位聯(lián)系信息
 

　　單位名稱：合肥中盛水務(wù)發(fā)展有限公司
 

　　單位地址：安徽省合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)九龍路與榮成路交口東湖高新創(chuàng)新中心19幢
 

　　聯(lián)系人：王兵兵
 

　　原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 |智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)