生态环保产业作为支撑生态文明建设和高质量发展的关键力量，正面临着转型升级的迫切需求。环保新质生产力，正成为推动产业向前发展的核心力量。本栏目将聚焦生态环保产业的新技术、新装备、新材料、新模式，深入宣传推广科技创新成果，及时发布环境技术进步奖项，全面介绍行业内的实用技术装备和示范工程，引导行业持续创新，加快数字、智慧、科技的融合赋能，为经济社会全面绿色转型贡献力量。
 

　　生态环境保护实用装备
 

　　2023-Z-5
 

　　申报单位
 

　　合肥中盛水务发展有限公司
 

　　推荐单位
 

　　安徽省环境保护产业协会
 

　　一、技术简介
 

　　适用范围
 

　　智能巡检机器人系统设备主要适用于地埋式和半地埋式污水处理厂，如污水处理厂生化池、雨水调蓄池、综合管廊、污泥处置中心、制水厂砂滤池等多个应用场景。通过整合机器人技术、多传感器技术、图像识别技术以及物联网技术，实现对封闭式污水池全天候、全方位、全自主智能巡检、监控，及时反馈水环境状况，同时有效降低劳动强度，降低系统运维成本，提高污水处理厂智能化管理水平，保证污水处理厂的运行安全，填补该领域技术空白。
 

　　技术原理
 

　　1、巡检机器人体积小，能够快速地到达人工不能轻易到达的位置进行巡检；
 

　　2、在巡检过程中采集水池内相关指标数据，进行数据分析可以协助人工判断水池运行状况；
 

　　3、对智能巡检机器人系统可以设置定时巡检任务，实现全天候自动巡检。
 

　　工艺路线
 

　　1、行走装置及定位跟踪：巡检机器人采用悬挂式轨道，通过橡胶轮与轨道面的摩擦力进行移动，通过轨道安装的光栅进行机器人位置定位及校准；
 

　　2、数据精准采集：通过机器人本体安装的摄像头进行视频或者图像数据的采集；通过机器人本体安装的气体传感器与温湿度传感器采集污水厂水池内的气体参数与环境参数；采用无线组网的通讯实现对巡检数据及运行状况的采集；
 

　　3、自动分析：异常情况自主返航，信号系统自主反馈；自动选择最优路线，自主返航完成充电；自动生成巡检报表，巡检过程全记录。
 

　　装备性能参数及执行标准
 

　　运行速度：≤0.5M/S可调
 

　　定位精度：≤30mm
 

　　续航时间：≥4KM
 

　　工作温度：-35℃——+60℃
 

　　工作湿度：5%——93%(无冷凝水)
 

　　云台性能：垂直范围 0°——+90°；水平范围 0°——355°
 

　　摄像头性能：分辨率：1920 * 1080；变焦倍数：光学变焦4倍，数字变焦16倍
 

　　防护等级：IP66
 

　　应用效果
 

　　在一般污水处理厂的整个污水处理环节中，运维人员需要每隔几个小时就要进行一次例行巡检，而在污水处理的环节中，有很多场景运维人员无法轻易到达，同时还需要进行安全防护，对水厂的运行增加了大量的人力物力，本套装备应用到污水处理厂后，运维人员只需要在中控室，通过设置巡检机器人的巡检任务就能够完成日常的巡检工作，有效地降低运维人员的工作强度和危险系数，同时能够根据巡检机器人采集到的数据进行工况与设备的分析，提高了水厂的运行效率，减少了水厂系统的运维成本。
 

　　研发背景
 

　　为了保证污水处理厂的正常工作，需要定期对污水处理厂进行现场巡检，以保障污水处理厂安全运行。国内大多数污水处理厂的巡检任务都是由人工完成的，耗时耗力，特别是封闭式生化池通常是巡检人员在开孔的池板上探头观察或手持仪表巡查，观察难度大、巡视死角多、工作强度大，且池内环境复杂恶劣，并聚集有毒有害气体易导致人员中毒，危险性很大。同时，生化池内有机物在厌氧消化过程中会释放大量的甲烷和硫化氢，通过检查孔溢出后，遇到火星极易发生爆炸，对巡检人员及整个污水池的安全会造成非常严重的威胁。由于人工巡检的局限性，获取的池内曝气情况容易失真，会造成无法准确地判断污水处理设施的运转状况，对最终的出水水质造成严重的影响，存在化学污染的可能性。
 

　　本项目研发的智能巡检机器人，通过实时监测池内H2S、NH3、CH4、O2的浓度、拍摄污水曝气状况，解决了信息采集及反馈的不精确不及时等问题，杜绝了人员伤害、爆炸风险以及潜在的化学污染，对污水处理厂安全运行起到非常重要的作用，并将智能化、信息化、自动化技术运用到封闭式污水处理单元，开创了封闭式污水池巡检的新思路，为未来污水处理大数据平台系统的开发奠定了基础，填补了国内该领域技术空白，意义重大。
 

　　装备特点
 

　　本套设备是以巡检机器人为核心的智能巡检系统，整合机器人技术、视频检测技术、多传感器融合技术、导航定位技术以及物联网技术等，实现对污水池的全天候、全方位、全自主智能巡检和监控，有效降低劳动强度，降低系统运维成本，提高正常巡检作业和管理的自动化和智能化水平。
 

　　智能巡检机器人采用模块化设计，主要构成部件都可进行模块化拆装，提高了维修的便利性。整套系统采用基于无线组网通讯技术，实现搭建宽窄、固移结合的巡检通信系统，建立数据传输通道，解决移动、遮蔽非视距等复杂应用场景下的巡检通信需求。
 

　　二、典型应用案例
 

　　案例名称
 

　　白龙港污水处理厂提标改造工程BLG-E11标项目(智能机器人系统设备安装及调试)
 

　　案例简介
 

　　上海白龙港污水处理厂提标改造工程，白龙港污水厂厂外新征用地分为三块，分别为西北地块、西南地块和南部地块。西北地块布置50万m3/d 一级A全流程地下污水处理厂，西南地块布置20 万m3/d生物处理设施，南部地块布置50万m3/d生物处理设施和180万m3/d深度处理设施，另50万m3/d深度处理设施设置在厂区现状用地内。
 

　　我司在该项目中主要负责生化池内部使用的智能巡检机器人的供货及安装调试工作，主要是配合污水处理厂能够实施观察到地埋封闭式生化池内部运营实景观察，同时对曝状态进行分析监查，为污水处理厂的运营工作提供助力。
 

　　达到的标准或性能要求
 

　　运行速度：≤0.5M/S可调
 

　　定位精度：≤30mm
 

　　续航时间：≥4KM
 

　　工作温度：-35℃——+60℃
 

　　工作湿度：5%——93%(无冷凝水)
 

　　云台性能：垂直范围 0°——+90°；水平范围 0°——355°
 

　　摄像头性能：分辨率：1920 * 1080；变焦倍数：光学变焦4倍，数字变焦16倍
 

　　防护等级：IP66
 

　　业主单位
 

　　上海电科智能系统股份有限公司
 

　　投运时间
 

　　自2019年6月19日—2020年12月31日
 

　　工艺流程
 

　　1、行走装置及定位跟踪：巡检机器人采用悬挂式轨道，通过橡胶轮与轨道面的摩擦力进行移动，通过轨道安装的光栅进行机器人位置定位及校准；
 

　　2、数据精准采集：通过机器人本体安装的摄像头进行视频或者图像数据的采集；通过机器人本体安装的气体传感器与温湿度传感器采集污水厂水池内的气体参数与环境参数；采用无线组网的通讯实现对巡检数据及运行状况的采集；
 

　　3、自动分析：异常情况自主返航，信号系统自主反馈；自动选择最优路线，自主返航完成充电；自动生成巡检报表，巡检过程全记录。
 

　　运行情况
 

　　智能巡检机器人系统运行稳定，实时监测池内H2S、NH3、CH4、O2的浓度，并进行曝气状况分析预测，达到设计时预定的功能。
 

　　智能巡检机器人替代人工在地下污水处理厂进行巡检，通过实时监测池内H2S、NH3、CH4、O2的浓度、拍摄污水曝气状况，解决了信息采集及反馈的不精确不及时等问题，杜绝了人员伤害、爆炸风险以及潜在的化学污染，对污水处理厂的安全运行起到非常重要的作用，智能巡检机器人通过集成高清图像、自动化水质采样于一体，实现曝气池实时作业状态信息与样本的采集。通过气泡群图像分析对曝气状态进行智能判断与曝气量统计，曝气智能识别分析预测系统，实现曝气量的识别与预测，对生物反应池运行健康状态的精准诊断。智能巡检设备软件监控平台可对污水厂进行集中监控和管理，可对所辖厂区内多组系统进行更高层次的综合控制和管理，将智能化、信息化、自动化技术运用到封闭式污水处理单元，开创了封闭式污水池巡检的新思路，也为未来污水处理大数据平台系统的开发奠定了基础，填补了国内该领域技术空白。
 

　　三、技术申报单位联系信息
 

　　单位名称：合肥中盛水务发展有限公司
 

　　单位地址：安徽省合肥经济技术开发区九龙路与荣成路交口东湖高新创新中心19幢
 

　　联系人：王兵兵
 

　　原标题：环保新质生产力 |智能巡检机器人系统