在線監測超标異常數據如何應用

随着污染源在線監測設備在各行各業越來越多的應用，在線監測數據運行中(zhōng)出現超标數據、異常數據的情況也越來越多，在線監測超标異常數據如何辨别，污染源自動監控平台數據如何處理，才能更好的發揮自動監控平台在環境執法中(zhōng)的作用，厘清排污單位、在線監測設備廠家、運維單位及相關管理部門的各方責任，本文結合在線監測運行中(zhōng)經常出現的超标異常數據的原因進行分(fēn)析，并對在線監測和監控平台數據的應用提出相關建議，以下(xià)分(fēn)析及建議僅供參考。

在線監測超标異常數據主要指環境管理部門污染源自動監控平台産生(shēng)的相關數據的報警，報警根據平台軟件内設定的參數判斷和邏輯關系産生(shēng)，平台數據分(fēn)析參數設置合理、邏輯關系科學，産生(shēng)的報警信息可以爲環境管理和現場執法提供精準信息，提高工(gōng)作效率；平台數據分(fēn)析簡單不科學，産生(shēng)大(dà)量報警信息，推送至執法人員(yuán)現場核實，造成執法資(zī)源的嚴重浪費(fèi)，工(gōng)作效率低下(xià)。在線監測平台報警數據包括超标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(dà)或無數據的情況。

超标數據01

超标數據主要包括實際排放(fàng)污染物(wù)濃度超标、停産後折算濃度數據超标和在線監測質控、故障形成的數據超标。實際超标是在在線監測設備工(gōng)作正常情況下(xià)，由于工(gōng)藝工(gōng)況調整或操作不當，以及治理設施突發性故障形成的排放(fàng)污染物(wù)濃度超過排放(fàng)限值的情況。實際超标判斷時應根據在線監測狀态，結合監測的其它參數輔助分(fēn)析，确定在線監測是否正常運行，同時再結合生(shēng)産工(gōng)藝及治理設施工(gōng)藝判斷是生(shēng)産環節和治理環節的問題。

停産後折算數據超标主要表現在管理部門對污染源停運後是否采用停爐模式，将污染物(wù)濃度和排放(fàng)量強制歸零未予以明确，在線監測設備廠家和運維單位不敢擅自開(kāi)啓停爐模式，造成停爐後監測數據在漂移誤差允許範圍内，折算濃度數據超标的情況。

在線監測設備根據标準要求需要定期進行校準或者質控，标準中(zhōng)未對校準、質控期間數據保持還是實時變化上傳給予明确，隻是要求對相關數據進行标記，在線監控平台缺少對标記數據的識别和處理功能，造成質控、故障期間上傳數據不能保持輸出的，形成周期性超标的情況。

異常數據/零值02

在線監控平台數據零值是異常數據中(zhōng)最常見的情況，主要表現在平台數據在一(yī)定時間内持續爲零值，平台産生(shēng)數據異常報警信息，一(yī)般零值報警針對的是污染物(wù)濃度值；污染物(wù)濃度零值在廢水排放(fàng)口氨氮濃度、總磷濃度出現的頻(pín)次較高，在煙氣排放(fàng)口中(zhōng)二氧化硫和顆粒物(wù)濃度零值的情況較爲多見。零值出現的行業多在污水處理廠出口、水泥行業的窯尾煙氣、石灰窯煙氣、燃氣鍋爐煙氣、布袋除塵器排放(fàng)廢氣監測中(zhōng)出現。

零值産生(shēng)的主要原因

1.污水處理出口氨氮和總磷零值：

從工(gōng)藝工(gōng)況方面分(fēn)析，一(yī)般市政污水處理廠由于受進水污染物(wù)濃度低和水量小(xiǎo)等因素影響，經生(shēng)化處理後脫磷除氮效果較好，很多污水廠排放(fàng)氨氮、總磷數據在0.1mg/L以下(xià)，加上各個品牌在線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，顯示爲零的情況出現。從在線監測設備原理方面分(fēn)析，污水廠氨氮數據爲零的情況相對較多，氨氮測量多采用水楊酸分(fēn)光度計法和納氏試劑分(fēn)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，在實際水樣中(zhōng)氨氮濃度較低的情況下(xià)，造成在線監測設備測量數據出現零值的情況；空氣中(zhōng)的氨或者铵鹽氣溶膠對在線監測設備測量過程中(zhōng)使用的零樣形成影響，造成測量數據經常性零值；部分(fēn)水質在線監測設備泵閥密閉性較差、試劑計量誤差較大(dà)、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(shēng)活污水處理廠進水量少，氨氮排放(fàng)數據出現數據零值的情況較多。

2.煙氣在線監測設備監測二氧化硫和顆粒物(wù)經常性零值：

從工(gōng)藝工(gōng)況上分(fēn)析，由于煙氣治理設施深度治理和超低排放(fàng)的推進，涉氣排放(fàng)企業脫硫設施在設計建設時處理容量普遍較大(dà)，污染源初始濃度普遍有所降低，治理設施正常運行情況下(xià)部分(fēn)行業排放(fàng)二氧化硫普遍較低甚至爲零，同時部分(fēn)行業脫硝過量逃逸的氨和水溶性鹽對監測産生(shēng)較大(dà)影響。從在線監測設備原理上分(fēn)析，冷幹法CEMS在濕法脫硫後受煙氣中(zhōng)水分(fēn)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(fàng)濃度的場合，SO2數據爲零的情況經常發生(shēng)，熱濕法CEMS由于采樣管路及接頭處存在加熱盲點，SO2監測數據偏低或者零值；稀釋法CEMS受稀釋氣中(zhōng)SO2的濃度不确定因素，對監測數據産生(shēng)影響，部分(fēn)時段SO2數據接近于零。安裝在布袋除塵器後的顆粒物(wù)濃度監測設備，由于布袋除塵器效率較高，同時受流速及顆粒物(wù)顔色、采樣過程中(zhōng)的吸附等因素影響，監測數據較低甚至爲零。從污染源管理角度分(fēn)析，部分(fēn)行業不需要對SO2或者顆粒物(wù)濃度進行監測，管理部門要求安裝在線監測，造成監測數據長期零值（比如天燃氣鍋爐監測SO2和顆粒物(wù)的場合、水泥窯頭監測SO2和NOx的場合、部分(fēn)顆粒物(wù)排放(fàng)無組織改有組織排放(fàng)後間斷性排放(fàng)的場合等）。

異常數據/恒值03

在線監測平台數據恒值的情況主要表現在平台污染物(wù)濃度數據在一(yī)定時間段内保持某個數據不變化或者變化較小(xiǎo)，煙氣排放(fàng)口多爲SO2和顆粒物(wù)數據恒值不變化，廢水排放(fàng)口各項污染物(wù)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題、在線監測設備問題、生(shēng)産工(gōng)藝工(gōng)況問題。

1.數據傳輸問題

在線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(fēn)，受數據采集處理器件質量和性能差别因素影響，在長期運行中(zhōng)部分(fēn)器件發生(shēng)死機情況，死機後監控平台數據恒值無變化；重置複位後可恢複正常運行，多爲數采儀和上位機死機的情況。

2.在線監測設備問題

在線監測設備故障報警後無測量數據造成上傳至監控平台數據無變化，數據産生(shēng)恒值報警；此情況多在廢水在線監測設備表現較爲突出，即水質分(fēn)析儀發生(shēng)無水樣、無試劑或加熱、降溫等過程異常時産生(shēng)報警不進行測量的情況。煙氣在線監測設備主要表現在煙氣中(zhōng)含水、氨等物(wù)質，在線監測預處理配置不适合現場工(gōng)況，預處理内對待測物(wù)質吸附，監測數據長期零值恒值的情況。顆粒物(wù)監測設備由于設備選型不能适用于工(gōng)況，造成監測數據無法反應現場實際排放(fàng)情況，監測數據零值、超大(dà)時，對設備參數進行調整，造成監測數據恒值或波動較小(xiǎo)。

某污水處理廠階段性排放(fàng)，每天大(dà)約12小(xiǎo)時無污水排放(fàng)，流量監測數據爲零，在線設備采集不到水樣無測量數據，監控平台數據恒值，恒值超過8小(xiǎo)時，平台産生(shēng)報警，并推送至相關人員(yuán)。注：數據來源河北(běi)省污染源自動監控系統V3.0

3.生(shēng)産工(gōng)藝工(gōng)況原因

部分(fēn)行業受生(shēng)産和管控等因素影響階段性排放(fàng)，不排放(fàng)期間監測污染物(wù)數據零值恒值。煙氣排放(fàng)主要表現在鑄造行業多爲晚上生(shēng)産，白(bái)天停運；部分(fēn)行業重污染期間停産，監測數據恒值無明顯變化等。廢水排放(fàng)口主要表現在長期無廢水排放(fàng)，在線監測設備無法取樣測量，上傳數據恒值無變化。

廢水排放(fàng)口長期無排放(fàng)，流量數據爲零或者很小(xiǎo)（流量小(xiǎo)時潛水泵不足以抽取水樣），在線監測設備無法采集水樣進行測量，平台數據恒值報警。

無數據、負值、數據超大(dà)04

在線監測平台無數據主要表現爲部分(fēn)參數無數據或者全部參數無數據，負值多爲污染物(wù)折算濃度，數據超大(dà)是污染物(wù)濃度或者參數數據遠遠大(dà)于邏輯數據的情況，形成不符合實際排放(fàng)情況的數據，數據超大(dà)主要由數據傳輸中(zhōng)的幹擾以及數據解析中(zhōng)的錯誤等原因造成。

1.無數據多爲數據傳輸環境出現的問題，比如數據傳輸通訊中(zhōng)斷，數采儀欠費(fèi)、DTU天線斷開(kāi)，網絡信号無覆蓋等現場端情況，以及在線監控平台服務器故障，平台軟件維護或者異常形成無數據的情況。

2.數據負值一(yī)般爲分(fēn)析儀儀器零點漂移，數據傳輸采用數字信号傳輸的，或者是污染物(wù)折算濃度負值，污染物(wù)折算濃度負值主要由于停産後氧量大(dà)于21%時，污染物(wù)濃度未歸零，按照過量空氣系數計算公式進行計算後數據爲負，尤其是在熱濕法CEMS上受濕度儀零點漂移的影響，停産後濕度數據不爲零，折算系數根據幹氧濃度進行計算，幹氧數據大(dà)于21%的情況時，折算系數爲負值。

3.數據超大(dà)一(yī)般出現在傳輸信号受到沖擊幹擾時，接收端接收數據較大(dà)，或者PLC、上位機、數采儀及平台接收到異常通訊信息時産生(shēng)錯誤代碼造成，主要是各部件在異常通訊或者異常數據時，數據處理機制不統一(yī)所緻。

平台對超标異常數據次數統計的意義

1.平台定期對一(yī)定區域内污染源在線監測數據超标、異常次數進行統計分(fēn)析，從一(yī)定程度上可以反應出污染源排放(fàng)、在線監測設備及運維方面的問題。

2.在線監控平台對超标異常數據次數進行統計，從某些方面反應出各級環境管理部門對污染源在線監測管理上存在的問題。比如部分(fēn)企業停産後在線監控平台污染物(wù)折算濃度經常超标，企業未及時申報，環境管理部門未及時發現并對停産企業進行報停，造成超标次數較多。再如企業每天在監控平台對超标異常情況進行報告處理，且經過基層環境管理部門審核，上級環境管理部門依然通報超标異常情況，并要求再次現場審核，形成重複性的工(gōng)作，造成執法資(zī)源的浪費(fèi)。

3.在線監控平台對超标異常數據次數進行統計分(fēn)析，一(yī)定程度上反應出在線監控平台存在缺陷和問題。主要表現在監控平台不能對在線監測數據及狀态标識進行判斷，對監測數據進行标識，尤其是在線監測維護期間形成異常數據，平台推送超标異常報警信息；平台不能對數據有效性進行判别，常見的情況有廢水排放(fàng)口長期無排放(fàng)，流量數據爲零，污染物(wù)濃度數據長期恒值無變化，平台每八小(xiǎo)時推送一(yī)次報警，停産20餘天的，産生(shēng)300餘次無用報警信息的情況，統計後單台設備異常次數150餘次，形成一(yī)些誤導管理部門的報告。

不同監測方法受幹擾影響因素各不相同，同時測量同一(yī)位置測量數據各不相同，個别地方同一(yī)排放(fàng)口安裝有兩套CEMS，監測數據差别大(dà)時如何處理？

在線監測超标異常數據應用的建議

1.多數行業煙氣自動監控系統監測污染物(wù)濃度需要進行折算，受大(dà)氣污染治理管控等因素影響，部分(fēn)涉氣排放(fàng)企業經常性停限産，期間監測含氧量升高，污染物(wù)折算濃度超标，相關标準未明确停爐期間污染物(wù)濃度是否進行折算。建議相關管理部門明确停爐期間污染物(wù)濃度是否進行折算，以及停爐判斷的條件，或環境管理部門對自動監控平台進行調整，對超标異常數據結合數據标記進行綜合判斷，防止誤報警給排污單位、運維單位和基層執法人員(yuán)形成工(gōng)作上的不便利。

2.自動監控設備需要周期性的校準、維護，不同品牌的自動監控設備，校準維護期間上傳數據的方式不同（恒值标記或實時數據标記），新标準實施後校準維護周期縮短，校準維護期間超标異常數據次數增多。建議環境管理部門明确自動監控系統校準維護期間數據上傳的方式，或監控平台結合超标異常數據及标記進行綜合判斷，避免将維護期間的數據作爲報警數據進行推送，對在線監測運行情況統計時将維護報警信息予以剔除，或者結合标準和維護的頻(pín)次判斷維護單位操作是否符合規範。

3.間斷性排放(fàng)廢水的場合，自動監控測量時無水樣，數據恒值；建議環境管理部門對明确廢水自動監控設備工(gōng)作測量流程（即有排放(fàng)時采樣器采樣，采樣完成後分(fēn)析儀測量，無排放(fàng)時采樣器不采樣，分(fēn)析儀不測量，上傳數據恒值），或監控平台根據監測污染物(wù)數據異常時排放(fàng)流量是否爲零，判斷報警信息是否成立，防止出現無流量污染物(wù)監測數據報警的情況。

4.建議環境管理部門加大(dà)執法力度，厘清自動監控設備運行中(zhōng)的各方的職責，對自動監控設備性能指标不滿足要求、以及生(shēng)産治理設施原因形成的超标異常情況，督促排污單位進行整改；對因自動監控設備質量或者技術缺陷形成的超标異常情況，應明确自動監控設備供應商(shāng)或設備廠家的責任，定期公布故障率高、設備技術缺陷多的設備廠家和供應商(shāng)名單，爲排污單位選型提供參考；對自動監控運維單位工(gōng)作不到位形成的超标異常情況，追究自動監控運維單位相關責任。

污染源在線監測設備運行中(zhōng)出現超标、異常數據存在多方面因素，簡單的根據超标異常數據的次數多少來判斷排污單位或者運維單位工(gōng)作情況，缺乏嚴謹性，容易産生(shēng)誤導，影響相關人員(yuán)的決策，在污染源在線監測系統質量參差不齊、市場競争激烈，低價中(zhōng)标、運維單位水平和責任心良莠不齊、相關管理制度不完善的情況下(xià)，在線監測數據應用時應對數據進行細緻、全面、科學的分(fēn)析後再做結論，便于對排污單位和運維單位的監管，有利于基層執法人員(yuán)工(gōng)作的提升。