在線監測超標異常數據如何應用

隨著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出現超標數據、異常數據的情況也越來越多，在線監測超標異常數據如何辨別，污染源自動監控平臺數據如何處理，才能更好的發揮自動監控平臺在環境執法中的作用，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經常出現的超標異常數據的原因進行分析，并對在線監測和監控平臺數據的應用提出相關建議，以下分析及建議僅供參考。

在線監測超標異常數據主要指環境管理部門污染源自動監控平臺產生的相關數據的報警，報警根據平臺軟件內設定的參數判斷和邏輯關系產生，平臺數據分析參數設置合理、邏輯關系科學，產生的報警信息可以為環境管理和現場執法提供精準信息，提高工作效率；平臺數據分析簡單不科學，產生大量報警信息，推送至執法人員現場核實，造成執法資源的嚴重浪費，工作效率低下。在線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、數據異常大或無數據的情況。

超標數據01

超標數據主要包括實際排放污染物濃度超標、停產后折算濃度數據超標和在線監測質控、故障形成的數據超標。實際超標是在在線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。實際超標判斷時應根據在線監測狀態，結合監測的其它參數輔助分析，確定在線監測是否正常運行，同時再結合生產工藝及治理設施工藝判斷是生產環節和治理環節的問題。

停產后折算數據超標主要表現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，在線監測設備廠家和運維單位不敢擅自開啟停爐模式，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。

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

異常數據/零值02

在線監控平臺數據零值是異常數據中最常見的情況，主要表現在平臺數據在一定時間內持續為零值，平臺產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。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、布袋除塵器排放廢氣監測中出現。

零值產生的主要原因

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、總磷數據在0.1mg/L以下，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，顯示為零的情況出現。從在線監測設備原理方面分析，污水廠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，在實際水樣中氨氮濃度較低的情況下，造成在線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監測設備測量過程中使用的零樣形成影響，造成測量數據經常性零值；部分水質在線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進水量少，氨氮排放數據出現數據零值的情況較多。

2.煙氣在線監測設備監測二氧化硫和顆粒物經常性零值：

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，涉氣排放企業脫硫設施在設計建設時處理容量普遍較大，污染源初始濃度普遍有所降低，治理設施正常運行情況下部分行業排放二氧化硫普遍較低甚至為零，同時部分行業脫硝過量逃逸的氨和水溶性鹽對監測產生較大影響。從在線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合，SO2數據為零的情況經常發生，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SO2的濃度不確定因素，對監測數據產生影響，部分時段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，同時受流速及顆粒物顏色、采樣過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，部分行業不需要對SO2或者顆粒物濃度進行監測，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和顆粒物的場合、水泥窯頭監測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）。

異常數據/恒值03

在線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間段內保持某個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題、在線監測設備問題、生產工藝工況問題。

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，受數據采集處理器件質量和性能差別因素影響，在長期運行中部分器件發生死機情況，死機后監控平臺數據恒值無變化；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.在線監測設備問題

在線監測設備故障報警后無測量數據造成上傳至監控平臺數據無變化，數據產生恒值報警；此情況多在廢水在線監測設備表現較為突出，即水質分析儀發生無水樣、無試劑或加熱、降溫等過程異常時產生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含水、氨等物質，在線監測預處理配置不適合現場工況，預處理內對待測物質吸附，監測數據長期零值恒值的情況。顆粒物監測設備由于設備選型不能適用于工況，造成監測數據無法反應現場實際排放情況，監測數據零值、超大時，對設備參數進行調整，造成監測數據恒值或波動較小。

某污水處理廠階段性排放，每天大約12小時無污水排放，流量監測數據為零，在線設備采集不到水樣無測量數據，監控平臺數據恒值，恒值超過8小時，平臺產生報警，并推送至相關人員。注：數據來源河北省污染源自動監控系統V3.0

3.生產工藝工況原因

部分行業受生產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多為晚上生產，白天停運；部分行業重污染期間停產，監測數據恒值無明顯變化等。廢水排放口主要表現在長期無廢水排放，在線監測設備無法取樣測量，上傳數據恒值無變化。

廢水排放口長期無排放，流量數據為零或者很?。髁啃r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，平臺數據恒值報警。

無數據、負值、數據超大04

在線監測平臺無數據主要表現為部分參數無數據或者全部參數無數據，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.無數據多為數據傳輸環境出現的問題，比如數據傳輸通訊中斷，數采儀欠費、DTU天線斷開，網絡信號無覆蓋等現場端情況，以及在線監控平臺服務器故障，平臺軟件維護或者異常形成無數據的情況。

2.數據負值一般為分析儀儀器零點漂移，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后氧量大于21%時，污染物濃度未歸零，按照過量空氣系數計算公式進行計算后數據為負，尤其是在熱濕法CEMS上受濕度儀零點漂移的影響，停產后濕度數據不為零，折算系數根據干氧濃度進行計算，干氧數據大于21%的情況時，折算系數為負值。

3.數據超大一般出現在傳輸信號受到沖擊干擾時，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產生錯誤代碼造成，主要是各部件在異常通訊或者異常數據時，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監測數據超標、異常次數進行統計分析，從一定程度上可以反應出污染源排放、在線監測設備及運維方面的問題。

2.在線監控平臺對超標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。比如部分企業停產后在線監控平臺污染物折算濃度經常超標，企業未及時申報，環境管理部門未及時發現并對停產企業進行報停，造成超標次數較多。再如企業每天在監控平臺對超標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標異常情況，并要求再次現場審核，形成重復性的工作，造成執法資源的浪費。

3.在線監控平臺對超標異常數據次數進行統計分析，一定程度上反應出在線監控平臺存在缺陷和問題。主要表現在監控平臺不能對在線監測數據及狀態標識進行判斷，對監測數據進行標識，尤其是在線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行判別，常見的情況有廢水排放口長期無排放，流量數據為零，污染物濃度數據長期恒值無變化，平臺每八小時推送一次報警，停產20余天的，產生300余次無用報警信息的情況，統計后單臺設備異常次數150余次，形成一些誤導管理部門的報告。

不同監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據各不相同，個別地方同一排放口安裝有兩套CEMS，監測數據差別大時如何處理？

在線監測超標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，部分涉氣排放企業經常性停限產，期間監測含氧量升高，污染物折算濃度超標，相關標準未明確停爐期間污染物濃度是否進行折算。建議相關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，或環境管理部門對自動監控平臺進行調整，對超標異常數據結合數據標記進行綜合判斷，防止誤報警給排污單位、運維單位和基層執法人員形成工作上的不便利。

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（恒值標記或實時數據標記），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據次數增多。建議環境管理部門明確自動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行綜合判斷，避免將維護期間的數據作為報警數據進行推送，對在線監測運行情況統計時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確廢水自動監控設備工作測量流程（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，上傳數據恒值），或監控平臺根據監測污染物數據異常時排放流量是否為零，判斷報警信息是否成立，防止出現無流量污染物監測數據報警的情況。

4.建議環境管理部門加大執法力度，厘清自動監控設備運行中的各方的職責，對自動監控設備性能指標不滿足要求、以及生產治理設施原因形成的超標異常情況，督促排污單位進行整改；對因自動監控設備質量或者技術缺陷形成的超標異常情況，應明確自動監控設備供應商或設備廠家的責任，定期公布故障率高、設備技術缺陷多的設備廠家和供應商名單，為排污單位選型提供參考；對自動監控運維單位工作不到位形成的超標異常情況，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出現超標、異常數據存在多方面因素，簡單的根據超標異常數據的次數多少來判斷排污單位或者運維單位工作情況，缺乏嚴謹性，容易產生誤導，影響相關人員的決策，在污染源在線監測系統質量參差不齊、市場競爭激烈，低價中標、運維單位水平和責任心良莠不齊、相關管理制度不完善的情況下，在線監測數據應用時應對數據進行細致、全面、科學的分析后再做結論，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。