在線監(jiān)測超標異常數(shù)據(jù)如何應(yīng)用

隨著污染源在線監(jiān)測設(shè)備在各行各業(yè)越來越多的應(yīng)用，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)運行中出現(xiàn)超標數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)的情況也越來越多，在線監(jiān)測超標異常數(shù)據(jù)如何辨別，污染源自動監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)如何處理，才能更好的發(fā)揮自動監(jiān)控平臺在環(huán)境執(zhí)法中的作用，厘清排污單位、在線監(jiān)測設(shè)備廠家、運維單位及相關(guān)管理部門的各方責任，本文結(jié)合在線監(jiān)測運行中經(jīng)常出現(xiàn)的超標異常數(shù)據(jù)的原因進行分析，并對在線監(jiān)測和監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)的應(yīng)用提出相關(guān)建議，以下分析及建議僅供參考。

在線監(jiān)測超標異常數(shù)據(jù)主要指環(huán)境管理部門污染源自動監(jiān)控平臺產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)的報警，報警根據(jù)平臺軟件內(nèi)設(shè)定的參數(shù)判斷和邏輯關(guān)系產(chǎn)生，平臺數(shù)據(jù)分析參數(shù)設(shè)置合理、邏輯關(guān)系科學，產(chǎn)生的報警信息可以為環(huán)境管理和現(xiàn)場執(zhí)法提供精準信息，提高工作效率；平臺數(shù)據(jù)分析簡單不科學，產(chǎn)生大量報警信息，推送至執(zhí)法人員現(xiàn)場核實，造成執(zhí)法資源的嚴重浪費，工作效率低下。在線監(jiān)測平臺報警數(shù)據(jù)包括超標數(shù)據(jù)報警和異常數(shù)據(jù)報警，異常數(shù)據(jù)主要包括數(shù)據(jù)零值、恒值、負值、數(shù)據(jù)異常大或無數(shù)據(jù)的情況。

超標數(shù)據(jù)01

超標數(shù)據(jù)主要包括實際排放污染物濃度超標、停產(chǎn)后折算濃度數(shù)據(jù)超標和在線監(jiān)測質(zhì)控、故障形成的數(shù)據(jù)超標。實際超標是在在線監(jiān)測設(shè)備工作正常情況下，由于工藝工況調(diào)整或操作不當，以及治理設(shè)施突發(fā)性故障形成的排放污染物濃度超過排放限值的情況。實際超標判斷時應(yīng)根據(jù)在線監(jiān)測狀態(tài)，結(jié)合監(jiān)測的其它參數(shù)輔助分析，確定在線監(jiān)測是否正常運行，同時再結(jié)合生產(chǎn)工藝及治理設(shè)施工藝判斷是生產(chǎn)環(huán)節(jié)和治理環(huán)節(jié)的問題。

停產(chǎn)后折算數(shù)據(jù)超標主要表現(xiàn)在管理部門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，在線監(jiān)測設(shè)備廠家和運維單位不敢擅自開啟停爐模式，造成停爐后監(jiān)測數(shù)據(jù)在漂移誤差允許范圍內(nèi)，折算濃度數(shù)據(jù)超標的情況。

在線監(jiān)測設(shè)備根據(jù)標準要求需要定期進行校準或者質(zhì)控，標準中未對校準、質(zhì)控期間數(shù)據(jù)保持還是實時變化上傳給予明確，只是要求對相關(guān)數(shù)據(jù)進行標記，在線監(jiān)控平臺缺少對標記數(shù)據(jù)的識別和處理功能，造成質(zhì)控、故障期間上傳數(shù)據(jù)不能保持輸出的，形成周期性超標的情況。

異常數(shù)據(jù)/零值02

在線監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)零值是異常數(shù)據(jù)中最常見的情況，主要表現(xiàn)在平臺數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)持續(xù)為零值，平臺產(chǎn)生數(shù)據(jù)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(xiàn)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。零值出現(xiàn)的行業(yè)多在污水處理廠出口、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(jiān)測中出現(xiàn)。

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由于受進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，很多污水廠排放氨氮、總磷數(shù)據(jù)在0.1mg/L以下，加上各個品牌在線監(jiān)測設(shè)備檢測精度等因素影響，很容易造成監(jiān)測數(shù)據(jù)低于檢出限，顯示為零的情況出現(xiàn)。從在線監(jiān)測設(shè)備原理方面分析，污水廠氨氮數(shù)據(jù)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)，在實際水樣中氨氮濃度較低的情況下，造成在線監(jiān)測設(shè)備測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)零值的情況；空氣中的氨或者銨鹽氣溶膠對在線監(jiān)測設(shè)備測量過程中使用的零樣形成影響，造成測量數(shù)據(jù)經(jīng)常性零值；部分水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備泵閥密閉性較差、試劑計量誤差較大、測量光源穩(wěn)定性較差，形成系統(tǒng)測量誤差，出現(xiàn)零值的情況。

城鎮(zhèn)生活污水處理廠進水量少，氨氮排放數(shù)據(jù)出現(xiàn)數(shù)據(jù)零值的情況較多。

2.煙氣在線監(jiān)測設(shè)備監(jiān)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(shè)施深度治理和超低排放的推進，涉氣排放企業(yè)脫硫設(shè)施在設(shè)計建設(shè)時處理容量普遍較大，污染源初始濃度普遍有所降低，治理設(shè)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，同時部分行業(yè)脫硝過量逃逸的氨和水溶性鹽對監(jiān)測產(chǎn)生較大影響。從在線監(jiān)測設(shè)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合，SO2數(shù)據(jù)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，SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)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(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，部分時段SO2數(shù)據(jù)接近于零。安裝在布袋除塵器后的顆粒物濃度監(jiān)測設(shè)備，由于布袋除塵器效率較高，同時受流速及顆粒物顏色、采樣過程中的吸附等因素影響，監(jiān)測數(shù)據(jù)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或者顆粒物濃度進行監(jiān)測，管理部門要求安裝在線監(jiān)測，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)長期零值（比如天燃氣鍋爐監(jiān)測SO2和顆粒物的場合、水泥窯頭監(jiān)測SO2和NOx的場合、部分顆粒物排放無組織改有組織排放后間斷性排放的場合等）。

異常數(shù)據(jù)/恒值03

在線監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)恒值的情況主要表現(xiàn)在平臺污染物濃度數(shù)據(jù)在一定時間段內(nèi)保持某個數(shù)據(jù)不變化或者變化較小，煙氣排放口多為SO2和顆粒物數(shù)據(jù)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(xiàn)，形成數(shù)據(jù)恒值的原因主要有數(shù)據(jù)傳輸問題、在線監(jiān)測設(shè)備問題、生產(chǎn)工藝工況問題。

1.數(shù)據(jù)傳輸問題

在線監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸包括數(shù)采儀、DAS上位機、PLC等數(shù)據(jù)采集處理部分，受數(shù)據(jù)采集處理器件質(zhì)量和性能差別因素影響，在長期運行中部分器件發(fā)生死機情況，死機后監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)恒值無變化；重置復位后可恢復正常運行，多為數(shù)采儀和上位機死機的情況。

2.在線監(jiān)測設(shè)備問題

在線監(jiān)測設(shè)備故障報警后無測量數(shù)據(jù)造成上傳至監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)無變化，數(shù)據(jù)產(chǎn)生恒值報警；此情況多在廢水在線監(jiān)測設(shè)備表現(xiàn)較為突出，即水質(zhì)分析儀發(fā)生無水樣、無試劑或加熱、降溫等過程異常時產(chǎn)生報警不進行測量的情況。煙氣在線監(jiān)測設(shè)備主要表現(xiàn)在煙氣中含水、氨等物質(zhì)，在線監(jiān)測預處理配置不適合現(xiàn)場工況，預處理內(nèi)對待測物質(zhì)吸附，監(jiān)測數(shù)據(jù)長期零值恒值的情況。顆粒物監(jiān)測設(shè)備由于設(shè)備選型不能適用于工況，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)無法反應(yīng)現(xiàn)場實際排放情況，監(jiān)測數(shù)據(jù)零值、超大時，對設(shè)備參數(shù)進行調(diào)整，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)恒值或波動較小。

某污水處理廠階段性排放，每天大約12小時無污水排放，流量監(jiān)測數(shù)據(jù)為零，在線設(shè)備采集不到水樣無測量數(shù)據(jù)，監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)恒值，恒值超過8小時，平臺產(chǎn)生報警，并推送至相關(guān)人員。注：數(shù)據(jù)來源河北省污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)測污染物數(shù)據(jù)零值恒值。煙氣排放主要表現(xiàn)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(jiān)測數(shù)據(jù)恒值無明顯變化等。廢水排放口主要表現(xiàn)在長期無廢水排放，在線監(jiān)測設(shè)備無法取樣測量，上傳數(shù)據(jù)恒值無變化。

廢水排放口長期無排放，流量數(shù)據(jù)為零或者很?。髁啃r潛水泵不足以抽取水樣），在線監(jiān)測設(shè)備無法采集水樣進行測量，平臺數(shù)據(jù)恒值報警。

無數(shù)據(jù)、負值、數(shù)據(jù)超大04

在線監(jiān)測平臺無數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)為部分參數(shù)無數(shù)據(jù)或者全部參數(shù)無數(shù)據(jù)，負值多為污染物折算濃度，數(shù)據(jù)超大是污染物濃度或者參數(shù)數(shù)據(jù)遠遠大于邏輯數(shù)據(jù)的情況，形成不符合實際排放情況的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)超大主要由數(shù)據(jù)傳輸中的干擾以及數(shù)據(jù)解析中的錯誤等原因造成。

1.無數(shù)據(jù)多為數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境出現(xiàn)的問題，比如數(shù)據(jù)傳輸通訊中斷，數(shù)采儀欠費、DTU天線斷開，網(wǎng)絡(luò)信號無覆蓋等現(xiàn)場端情況，以及在線監(jiān)控平臺服務(wù)器故障，平臺軟件維護或者異常形成無數(shù)據(jù)的情況。

2.數(shù)據(jù)負值一般為分析儀儀器零點漂移，數(shù)據(jù)傳輸采用數(shù)字信號傳輸?shù)模蛘呤俏廴疚镎鬯銤舛蓉撝?，污染物折算濃度負值主要由于停產(chǎn)后氧量大于21%時，污染物濃度未歸零，按照過量空氣系數(shù)計算公式進行計算后數(shù)據(jù)為負，尤其是在熱濕法CEMS上受濕度儀零點漂移的影響，停產(chǎn)后濕度數(shù)據(jù)不為零，折算系數(shù)根據(jù)干氧濃度進行計算，干氧數(shù)據(jù)大于21%的情況時，折算系數(shù)為負值。

3.數(shù)據(jù)超大一般出現(xiàn)在傳輸信號受到?jīng)_擊干擾時，接收端接收數(shù)據(jù)較大，或者PLC、上位機、數(shù)采儀及平臺接收到異常通訊信息時產(chǎn)生錯誤代碼造成，主要是各部件在異常通訊或者異常數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)處理機制不統(tǒng)一所致。

平臺對超標異常數(shù)據(jù)次數(shù)統(tǒng)計的意義

1.平臺定期對一定區(qū)域內(nèi)污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)超標、異常次數(shù)進行統(tǒng)計分析，從一定程度上可以反應(yīng)出污染源排放、在線監(jiān)測設(shè)備及運維方面的問題。

2.在線監(jiān)控平臺對超標異常數(shù)據(jù)次數(shù)進行統(tǒng)計，從某些方面反應(yīng)出各級環(huán)境管理部門對污染源在線監(jiān)測管理上存在的問題。比如部分企業(yè)停產(chǎn)后在線監(jiān)控平臺污染物折算濃度經(jīng)常超標，企業(yè)未及時申報，環(huán)境管理部門未及時發(fā)現(xiàn)并對停產(chǎn)企業(yè)進行報停，造成超標次數(shù)較多。再如企業(yè)每天在監(jiān)控平臺對超標異常情況進行報告處理，且經(jīng)過基層環(huán)境管理部門審核，上級環(huán)境管理部門依然通報超標異常情況，并要求再次現(xiàn)場審核，形成重復性的工作，造成執(zhí)法資源的浪費。

3.在線監(jiān)控平臺對超標異常數(shù)據(jù)次數(shù)進行統(tǒng)計分析，一定程度上反應(yīng)出在線監(jiān)控平臺存在缺陷和問題。主要表現(xiàn)在監(jiān)控平臺不能對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)及狀態(tài)標識進行判斷，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行標識，尤其是在線監(jiān)測維護期間形成異常數(shù)據(jù)，平臺推送超標異常報警信息；平臺不能對數(shù)據(jù)有效性進行判別，常見的情況有廢水排放口長期無排放，流量數(shù)據(jù)為零，污染物濃度數(shù)據(jù)長期恒值無變化，平臺每八小時推送一次報警，停產(chǎn)20余天的，產(chǎn)生300余次無用報警信息的情況，統(tǒng)計后單臺設(shè)備異常次數(shù)150余次，形成一些誤導管理部門的報告。

不同監(jiān)測方法受干擾影響因素各不相同，同時測量同一位置測量數(shù)據(jù)各不相同，個別地方同一排放口安裝有兩套CEMS，監(jiān)測數(shù)據(jù)差別大時如何處理？

在線監(jiān)測超標異常數(shù)據(jù)應(yīng)用的建議

1.多數(shù)行業(yè)煙氣自動監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測污染物濃度需要進行折算，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(jiān)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行折算。建議相關(guān)管理部門明確停爐期間污染物濃度是否進行折算，以及停爐判斷的條件，或環(huán)境管理部門對自動監(jiān)控平臺進行調(diào)整，對超標異常數(shù)據(jù)結(jié)合數(shù)據(jù)標記進行綜合判斷，防止誤報警給排污單位、運維單位和基層執(zhí)法人員形成工作上的不便利。

2.自動監(jiān)控設(shè)備需要周期性的校準、維護，不同品牌的自動監(jiān)控設(shè)備，校準維護期間上傳數(shù)據(jù)的方式不同（恒值標記或?qū)崟r數(shù)據(jù)標記），新標準實施后校準維護周期縮短，校準維護期間超標異常數(shù)據(jù)次數(shù)增多。建議環(huán)境管理部門明確自動監(jiān)控系統(tǒng)校準維護期間數(shù)據(jù)上傳的方式，或監(jiān)控平臺結(jié)合超標異常數(shù)據(jù)及標記進行綜合判斷，避免將維護期間的數(shù)據(jù)作為報警數(shù)據(jù)進行推送，對在線監(jiān)測運行情況統(tǒng)計時將維護報警信息予以剔除，或者結(jié)合標準和維護的頻次判斷維護單位操作是否符合規(guī)范。

3.間斷性排放廢水的場合，自動監(jiān)控測量時無水樣，數(shù)據(jù)恒值；建議環(huán)境管理部門對明確廢水自動監(jiān)控設(shè)備工作測量流程（即有排放時采樣器采樣，采樣完成后分析儀測量，無排放時采樣器不采樣，分析儀不測量，上傳數(shù)據(jù)恒值），或監(jiān)控平臺根據(jù)監(jiān)測污染物數(shù)據(jù)異常時排放流量是否為零，判斷報警信息是否成立，防止出現(xiàn)無流量污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)報警的情況。

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

污染源在線監(jiān)測設(shè)備運行中出現(xiàn)超標、異常數(shù)據(jù)存在多方面因素，簡單的根據(jù)超標異常數(shù)據(jù)的次數(shù)多少來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，在污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量參差不齊、市場競爭激烈，低價中標、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，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用時應(yīng)對數(shù)據(jù)進行細致、全面、科學的分析后再做結(jié)論，便于對排污單位和運維單位的監(jiān)管，有利于基層執(zhí)法人員工作的提升。