在線(xiàn)監測超標異常數據如何應用

隨著(zhù)污染源在線(xiàn)監測設備在各行各業(yè)越來(lái)越多的應用，在線(xiàn)監測數據運行中出現超標數據、異常數據的情況也越來(lái)越多，在線(xiàn)監測超標異常數據如何辨別，污染源自動(dòng)監控平臺數據如何處理，才能更好的發(fā)揮自動(dòng)監控平臺在環(huán)境執法中的作用，厘清排污單位、在線(xiàn)監測設備廠(chǎng)家、運維單位及相關(guān)管理部門(mén)的各方責任，本文結合在線(xiàn)監測運行中經(jīng)常出現的超標異常數據的原因進(jìn)行分析，并對在線(xiàn)監測和監控平臺數據的應用提出相關(guān)建議，以下分析及建議僅供參考。

在線(xiàn)監測超標異常數據主要指環(huán)境管理部門(mén)污染源自動(dòng)監控平臺產(chǎn)生的相關(guān)數據的報警，報警根據平臺軟件內設定的參數判斷和邏輯關(guān)系產(chǎn)生，平臺數據分析參數設置合理、邏輯關(guān)系科學(xué)，產(chǎn)生的報警信息可以為環(huán)境管理和現場(chǎng)執法提供精準信息，提高工作效率；平臺數據分析簡(jiǎn)單不科學(xué)，產(chǎn)生大量報警信息，推送至執法人員現場(chǎng)核實(shí)，造成執法資源的嚴重浪費，工作效率低下。在線(xiàn)監測平臺報警數據包括超標數據報警和異常數據報警，異常數據主要包括數據零值、恒值、負值、數據異常大或無(wú)數據的情況。

超標數據01

超標數據主要包括實(shí)際排放污染物濃度超標、停產(chǎn)后折算濃度數據超標和在線(xiàn)監測質(zhì)控、故障形成的數據超標。實(shí)際超標是在在線(xiàn)監測設備工作正常情況下，由于工藝工況調整或操作不當，以及治理設施突發(fā)性故障形成的排放污染物濃度超過(guò)排放限值的情況。實(shí)際超標判斷時(shí)應根據在線(xiàn)監測狀態(tài)，結合監測的其它參數輔助分析，確定在線(xiàn)監測是否正常運行，同時(shí)再結合生產(chǎn)工藝及治理設施工藝判斷是生產(chǎn)環(huán)節和治理環(huán)節的問(wèn)題。

停產(chǎn)后折算數據超標主要表現在管理部門(mén)對污染源停運后是否采用停爐模式，將污染物濃度和排放量強制歸零未予以明確，在線(xiàn)監測設備廠(chǎng)家和運維單位不敢擅自開(kāi)啟停爐模式，造成停爐后監測數據在漂移誤差允許范圍內，折算濃度數據超標的情況。

在線(xiàn)監測設備根據標準要求需要定期進(jìn)行校準或者質(zhì)控，標準中未對校準、質(zhì)控期間數據保持還是實(shí)時(shí)變化上傳給予明確，只是要求對相關(guān)數據進(jìn)行標記，在線(xiàn)監控平臺缺少對標記數據的識別和處理功能，造成質(zhì)控、故障期間上傳數據不能保持輸出的，形成周期性超標的情況。

異常數據/零值02

在線(xiàn)監控平臺數據零值是異常數據中最常見(jiàn)的情況，主要表現在平臺數據在一定時(shí)間內持續為零值，平臺產(chǎn)生數據異常報警信息，一般零值報警針對的是污染物濃度值；污染物濃度零值在廢水排放口氨氮濃度、總磷濃度出現的頻次較高，在煙氣排放口中二氧化硫和顆粒物濃度零值的情況較為多見(jiàn)。零值出現的行業(yè)多在污水處理廠(chǎng)出口、水泥行業(yè)的窯尾煙氣、石灰窯煙氣、燃氣鍋爐煙氣、布袋除塵器排放廢氣監測中出現。

零值產(chǎn)生的主要原因

1.污水處理出口氨氮和總磷零值：

從工藝工況方面分析，一般市政污水處理廠(chǎng)由于受進(jìn)水污染物濃度低和水量小等因素影響，經(jīng)生化處理后脫磷除氮效果較好，很多污水廠(chǎng)排放氨氮、總磷數據在0.1mg/L以下，加上各個(gè)品牌在線(xiàn)監測設備檢測精度等因素影響，很容易造成監測數據低于檢出限，顯示為零的情況出現。從在線(xiàn)監測設備原理方面分析，污水廠(chǎng)氨氮數據為零的情況相對較多，氨氮測量多采用水楊酸分光度計法和納氏試劑分光度計法，水楊酸法試劑易受溫度、光照等方面因素影響，造成試劑變質(zhì)，在實(shí)際水樣中氨氮濃度較低的情況下，造成在線(xiàn)監測設備測量數據出現零值的情況；空氣中的氨或者銨鹽氣溶膠對在線(xiàn)監測設備測量過(guò)程中使用的零樣形成影響，造成測量數據經(jīng)常性零值；部分水質(zhì)在線(xiàn)監測設備泵閥密閉性較差、試劑計量誤差較大、測量光源穩定性較差，形成系統測量誤差，出現零值的情況。

城鎮生活污水處理廠(chǎng)進(jìn)水量少，氨氮排放數據出現數據零值的情況較多。

2.煙氣在線(xiàn)監測設備監測二氧化硫和顆粒物經(jīng)常性零值：

從工藝工況上分析，由于煙氣治理設施深度治理和超低排放的推進(jìn)，涉氣排放企業(yè)脫硫設施在設計建設時(shí)處理容量普遍較大，污染源初始濃度普遍有所降低，治理設施正常運行情況下部分行業(yè)排放二氧化硫普遍較低甚至為零，同時(shí)部分行業(yè)脫硝過(guò)量逃逸的氨和水溶性鹽對監測產(chǎn)生較大影響。從在線(xiàn)監測設備原理上分析，冷干法CEMS在濕法脫硫后受煙氣中水分的影響，預處理對SO2的吸附存在10-30mg/m3不等的損失，在高濕低排放濃度的場(chǎng)合，SO2數據為零的情況經(jīng)常發(fā)生，熱濕法CEMS由于采樣管路及接頭處存在加熱盲點(diǎn)，SO2監測數據偏低或者零值；稀釋法CEMS受稀釋氣中SO2的濃度不確定因素，對監測數據產(chǎn)生影響，部分時(shí)段SO2數據接近于零。安裝在布袋除塵器后的顆粒物濃度監測設備，由于布袋除塵器效率較高，同時(shí)受流速及顆粒物顏色、采樣過(guò)程中的吸附等因素影響，監測數據較低甚至為零。從污染源管理角度分析，部分行業(yè)不需要對SO2或者顆粒物濃度進(jìn)行監測，管理部門(mén)要求安裝在線(xiàn)監測，造成監測數據長(cháng)期零值（比如天燃氣鍋爐監測SO2和顆粒物的場(chǎng)合、水泥窯頭監測SO2和NOx的場(chǎng)合、部分顆粒物排放無(wú)組織改有組織排放后間斷性排放的場(chǎng)合等）。

異常數據/恒值03

在線(xiàn)監測平臺數據恒值的情況主要表現在平臺污染物濃度數據在一定時(shí)間段內保持某個(gè)數據不變化或者變化較小，煙氣排放口多為SO2和顆粒物數據恒值不變化，廢水排放口各項污染物均有恒值不變化情況的出現，形成數據恒值的原因主要有數據傳輸問(wèn)題、在線(xiàn)監測設備問(wèn)題、生產(chǎn)工藝工況問(wèn)題。

1.數據傳輸問(wèn)題

在線(xiàn)監測設備數據傳輸包括數采儀、DAS上位機、PLC等數據采集處理部分，受數據采集處理器件質(zhì)量和性能差別因素影響，在長(cháng)期運行中部分器件發(fā)生死機情況，死機后監控平臺數據恒值無(wú)變化；重置復位后可恢復正常運行，多為數采儀和上位機死機的情況。

2.在線(xiàn)監測設備問(wèn)題

在線(xiàn)監測設備故障報警后無(wú)測量數據造成上傳至監控平臺數據無(wú)變化，數據產(chǎn)生恒值報警；此情況多在廢水在線(xiàn)監測設備表現較為突出，即水質(zhì)分析儀發(fā)生無(wú)水樣、無(wú)試劑或加熱、降溫等過(guò)程異常時(shí)產(chǎn)生報警不進(jìn)行測量的情況。煙氣在線(xiàn)監測設備主要表現在煙氣中含水、氨等物質(zhì)，在線(xiàn)監測預處理配置不適合現場(chǎng)工況，預處理內對待測物質(zhì)吸附，監測數據長(cháng)期零值恒值的情況。顆粒物監測設備由于設備選型不能適用于工況，造成監測數據無(wú)法反應現場(chǎng)實(shí)際排放情況，監測數據零值、超大時(shí)，對設備參數進(jìn)行調整，造成監測數據恒值或波動(dòng)較小。

某污水處理廠(chǎng)階段性排放，每天大約12小時(shí)無(wú)污水排放，流量監測數據為零，在線(xiàn)設備采集不到水樣無(wú)測量數據，監控平臺數據恒值，恒值超過(guò)8小時(shí)，平臺產(chǎn)生報警，并推送至相關(guān)人員。注：數據來(lái)源河北省污染源自動(dòng)監控系統V3.0

3.生產(chǎn)工藝工況原因

部分行業(yè)受生產(chǎn)和管控等因素影響階段性排放，不排放期間監測污染物數據零值恒值。煙氣排放主要表現在鑄造行業(yè)多為晚上生產(chǎn)，白天停運；部分行業(yè)重污染期間停產(chǎn)，監測數據恒值無(wú)明顯變化等。廢水排放口主要表現在長(cháng)期無(wú)廢水排放，在線(xiàn)監測設備無(wú)法取樣測量，上傳數據恒值無(wú)變化。

廢水排放口長(cháng)期無(wú)排放，流量數據為零或者很?。髁啃r(shí)潛水泵不足以抽取水樣），在線(xiàn)監測設備無(wú)法采集水樣進(jìn)行測量，平臺數據恒值報警。

無(wú)數據、負值、數據超大04

在線(xiàn)監測平臺無(wú)數據主要表現為部分參數無(wú)數據或者全部參數無(wú)數據，負值多為污染物折算濃度，數據超大是污染物濃度或者參數數據遠遠大于邏輯數據的情況，形成不符合實(shí)際排放情況的數據，數據超大主要由數據傳輸中的干擾以及數據解析中的錯誤等原因造成。

1.無(wú)數據多為數據傳輸環(huán)境出現的問(wèn)題，比如數據傳輸通訊中斷，數采儀欠費、DTU天線(xiàn)斷開(kāi)，網(wǎng)絡(luò )信號無(wú)覆蓋等現場(chǎng)端情況，以及在線(xiàn)監控平臺服務(wù)器故障，平臺軟件維護或者異常形成無(wú)數據的情況。

2.數據負值一般為分析儀儀器零點(diǎn)漂移，數據傳輸采用數字信號傳輸的，或者是污染物折算濃度負值，污染物折算濃度負值主要由于停產(chǎn)后氧量大于21%時(shí)，污染物濃度未歸零，按照過(guò)量空氣系數計算公式進(jìn)行計算后數據為負，尤其是在熱濕法CEMS上受濕度儀零點(diǎn)漂移的影響，停產(chǎn)后濕度數據不為零，折算系數根據干氧濃度進(jìn)行計算，干氧數據大于21%的情況時(shí)，折算系數為負值。

3.數據超大一般出現在傳輸信號受到?jīng)_擊干擾時(shí)，接收端接收數據較大，或者PLC、上位機、數采儀及平臺接收到異常通訊信息時(shí)產(chǎn)生錯誤代碼造成，主要是各部件在異常通訊或者異常數據時(shí)，數據處理機制不統一所致。

平臺對超標異常數據次數統計的意義

1.平臺定期對一定區域內污染源在線(xiàn)監測數據超標、異常次數進(jìn)行統計分析，從一定程度上可以反應出污染源排放、在線(xiàn)監測設備及運維方面的問(wèn)題。

2.在線(xiàn)監控平臺對超標異常數據次數進(jìn)行統計，從某些方面反應出各級環(huán)境管理部門(mén)對污染源在線(xiàn)監測管理上存在的問(wèn)題。比如部分企業(yè)停產(chǎn)后在線(xiàn)監控平臺污染物折算濃度經(jīng)常超標，企業(yè)未及時(shí)申報，環(huán)境管理部門(mén)未及時(shí)發(fā)現并對停產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行報停，造成超標次數較多。再如企業(yè)每天在監控平臺對超標異常情況進(jìn)行報告處理，且經(jīng)過(guò)基層環(huán)境管理部門(mén)審核，上級環(huán)境管理部門(mén)依然通報超標異常情況，并要求再次現場(chǎng)審核，形成重復性的工作，造成執法資源的浪費。

3.在線(xiàn)監控平臺對超標異常數據次數進(jìn)行統計分析，一定程度上反應出在線(xiàn)監控平臺存在缺陷和問(wèn)題。主要表現在監控平臺不能對在線(xiàn)監測數據及狀態(tài)標識進(jìn)行判斷，對監測數據進(jìn)行標識，尤其是在線(xiàn)監測維護期間形成異常數據，平臺推送超標異常報警信息；平臺不能對數據有效性進(jìn)行判別，常見(jiàn)的情況有廢水排放口長(cháng)期無(wú)排放，流量數據為零，污染物濃度數據長(cháng)期恒值無(wú)變化，平臺每八小時(shí)推送一次報警，停產(chǎn)20余天的，產(chǎn)生300余次無(wú)用報警信息的情況，統計后單臺設備異常次數150余次，形成一些誤導管理部門(mén)的報告。

不同監測方法受干擾影響因素各不相同，同時(shí)測量同一位置測量數據各不相同，個(gè)別地方同一排放口安裝有兩套CEMS，監測數據差別大時(shí)如何處理？

在線(xiàn)監測超標異常數據應用的建議

1.多數行業(yè)煙氣自動(dòng)監控系統監測污染物濃度需要進(jìn)行折算，受大氣污染治理管控等因素影響，部分涉氣排放企業(yè)經(jīng)常性停限產(chǎn)，期間監測含氧量升高，污染物折算濃度超標，相關(guān)標準未明確停爐期間污染物濃度是否進(jìn)行折算。建議相關(guān)管理部門(mén)明確停爐期間污染物濃度是否進(jìn)行折算，以及停爐判斷的條件，或環(huán)境管理部門(mén)對自動(dòng)監控平臺進(jìn)行調整，對超標異常數據結合數據標記進(jìn)行綜合判斷，防止誤報警給排污單位、運維單位和基層執法人員形成工作上的不便利。

2.自動(dòng)監控設備需要周期性的校準、維護，不同品牌的自動(dòng)監控設備，校準維護期間上傳數據的方式不同（恒值標記或實(shí)時(shí)數據標記），新標準實(shí)施后校準維護周期縮短，校準維護期間超標異常數據次數增多。建議環(huán)境管理部門(mén)明確自動(dòng)監控系統校準維護期間數據上傳的方式，或監控平臺結合超標異常數據及標記進(jìn)行綜合判斷，避免將維護期間的數據作為報警數據進(jìn)行推送，對在線(xiàn)監測運行情況統計時(shí)將維護報警信息予以剔除，或者結合標準和維護的頻次判斷維護單位操作是否符合規范。

3.間斷性排放廢水的場(chǎng)合，自動(dòng)監控測量時(shí)無(wú)水樣，數據恒值；建議環(huán)境管理部門(mén)對明確廢水自動(dòng)監控設備工作測量流程（即有排放時(shí)采樣器采樣，采樣完成后分析儀測量，無(wú)排放時(shí)采樣器不采樣，分析儀不測量，上傳數據恒值），或監控平臺根據監測污染物數據異常時(shí)排放流量是否為零，判斷報警信息是否成立，防止出現無(wú)流量污染物監測數據報警的情況。

4.建議環(huán)境管理部門(mén)加大執法力度，厘清自動(dòng)監控設備運行中的各方的職責，對自動(dòng)監控設備性能指標不滿(mǎn)足要求、以及生產(chǎn)治理設施原因形成的超標異常情況，督促排污單位進(jìn)行整改；對因自動(dòng)監控設備質(zhì)量或者技術(shù)缺陷形成的超標異常情況，應明確自動(dòng)監控設備供應商或設備廠(chǎng)家的責任，定期公布故障率高、設備技術(shù)缺陷多的設備廠(chǎng)家和供應商名單，為排污單位選型提供參考；對自動(dòng)監控運維單位工作不到位形成的超標異常情況，追究自動(dòng)監控運維單位相關(guān)責任。

污染源在線(xiàn)監測設備運行中出現超標、異常數據存在多方面因素，簡(jiǎn)單的根據超標異常數據的次數多少來(lái)判斷排污單位或者運維單位工作情況，缺乏嚴謹性，容易產(chǎn)生誤導，影響相關(guān)人員的決策，在污染源在線(xiàn)監測系統質(zhì)量參差不齊、市場(chǎng)競爭激烈，低價(jià)中標、運維單位水平和責任心良莠不齊、相關(guān)管理制度不完善的情況下，在線(xiàn)監測數據應用時(shí)應對數據進(jìn)行細致、全面、科學(xué)的分析后再做結論，便于對排污單位和運維單位的監管，有利于基層執法人員工作的提升。