污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)綜合應用及探討

陳興 陳穎

摘要：污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)是集在線儀器和污處設施的數據采集、傳輸、存儲、展示、統(tǒng)計及管理應用的綜合業(yè)務平臺，從在線監(jiān)控監(jiān)控數據中提取有用信息，發(fā)現問題，是在線監(jiān)控工作的根本目的。對在線監(jiān)控系統(tǒng)綜合分析，探索建立監(jiān)控平臺有效的預警機制，加強在線反控能力建設，以提高今后環(huán)境監(jiān)管工作的信息化水平及對污染事件的快速反應能力。

關鍵詞：環(huán)境監(jiān)管；信息化水平；快速反應能力

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改革開放之后,隨著經濟的迅速成長,環(huán)境污染問題也日益緊張和突出。二十世紀九十年代至今，我國經濟迅速成長時期，也是企業(yè)違法排污最瘋狂的時期。作為經濟成長主體的企業(yè)一味追求經濟利潤,對于其產生的污染缺乏熟悉,且在環(huán)保方面的投入和重視也是不足的。污染物超過標準排放,甚或違法地偷排偷放的現象非常緊張[1]。長期以來，我國的環(huán)保部門處于相對弱勢地位：人手缺乏和財力匱乏，使其在面對爆炸式增長的環(huán)境污染時，監(jiān)測能力捉襟見肘。隨著網絡和監(jiān)測技術的進步，利用電子手段輔助日常人工抽測，以彌補這一缺陷，是環(huán)保管理部門的必然選擇。經過近十年的發(fā)展和國家對節(jié)能環(huán)保工作的支持，污染源自動監(jiān)控工作已由最初僅能調取污染治理設施的開關情況，發(fā)展到實現COD、NH3-N、SO2、NOx等主要污染因子現場自動監(jiān)測分析、無線傳輸、遠程控制和實時報警。

桂林市國控重點污染源企業(yè)數量逐年增加（如圖1），自2008年起國控重點污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)初建至今，該系統(tǒng)已基本完成建設。本文對桂林市國控重點污染源在線監(jiān)控工作進行綜合分析，探討如何更大限度發(fā)揮在線監(jiān)測數據在環(huán)境監(jiān)控和企業(yè)管理中的應用。

圖1 2008-2011年桂林市國控重點污染源企業(yè)數

1 污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)特點

污染源在線自動監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心系統(tǒng)及企業(yè)現場端自動監(jiān)控系統(tǒng)組成。以水污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)為例，企業(yè)現場端自動監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控因子的樣品采集、分析儀和數據采集儀組成。自動監(jiān)控分析儀通過自動水泵將排放口廢水采集到分析儀，經過儀器分析得出分析結果，再經數據采集儀將分析結果傳至監(jiān)控中心服務器。該系統(tǒng)集在線儀器和污處設施的數據采集、傳輸、存儲、展示、統(tǒng)計及管理應用的綜合業(yè)務平臺，可提高環(huán)境監(jiān)管工作的信息化水平，提高對污染物超標排放的快速反應能力[2]。監(jiān)控系統(tǒng)能有效地獲取污染物的濃度、總量、環(huán)保設施運行效率等動態(tài)業(yè)務數據，為環(huán)境管理提供基礎數據，為SO2和COD總量減排提供技術支撐。

2 在線監(jiān)控數據有效性審核

根據《國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數據有效性審核辦法》（環(huán)發(fā)[2009]88號）要求，通過審核的在線監(jiān)測數據可作為執(zhí)法依據。企業(yè)污染源自動監(jiān)測數據有效性審核是指環(huán)保部門對企業(yè)污染源自動監(jiān)測設備定期進行監(jiān)督考核，確定其自動監(jiān)測設備正常運行。

企業(yè)污染源自動監(jiān)測設備在正常運行狀態(tài)下所提供的數據，即為通過有效性審核的污染源自動監(jiān)測數據[3]。數據有效性審核后獲得的是準確、科學的污染源在線監(jiān)控數據，為行政執(zhí)法提供科學的執(zhí)法依據。

3 在線數據的應用

3.1污染物排放超標報警中的應用

在線監(jiān)控數據量龐大，而在線監(jiān)控平臺可以通過設置相應監(jiān)測因子的超標數值，人工選擇需要查詢的數據時間段，生成超標曲線圖（如圖2）。從圖中可以直觀看到所選時間段內的企業(yè)污染物排放是否超標；若發(fā)現有超標數據，還可以通過“顯示監(jiān)測值”按鈕具體顯示出超標數值。大大減少了發(fā)現超標數據的時間，提高了工作效率。

圖2在線監(jiān)控超標曲線圖[4]

“超標事件流轉”系統(tǒng)（如圖3），能將企業(yè)超標事件記錄查詢出來，通過平臺彈出、手機短信告知等手段將超標事件在第一時間流轉到監(jiān)察部門。以便監(jiān)察部門能迅速到現場調查取證，核實“超標情況”，再將情況反饋到監(jiān)控平臺上。在監(jiān)控平臺上記錄監(jiān)控日志，事件“發(fā)起時間”，“發(fā)起人”,“流轉過程”，“情況反饋”等信息以供管理查詢之用。這樣既保證了“事件”能快速轉到相關環(huán)保部門的人員手中，降低污染物超標排放給環(huán)境造成進一步的污染，又可以提高環(huán)境監(jiān)察的“及時性”，為環(huán)境保護工作提供快捷科學的監(jiān)察手段，提升了環(huán)境應急監(jiān)測的能力.

圖3廣西重點污染源在線監(jiān)控信息系統(tǒng)“超標事件流轉”功能示意圖[5]

3.2污染物減排計算

對于污染物減排計算需要收集大量的基礎數據來進行統(tǒng)計，工程繁瑣，投入人力大。若采用自動監(jiān)控平臺進行數據統(tǒng)計則只需登陸平臺，用在線監(jiān)測得到的數據，通過編輯公式嵌入在線監(jiān)控平臺中即可由電腦進行統(tǒng)計。如：選擇“在綜合報表”，按照需要設定“選定時間、數據類型和參數”即可自動計算出需要減排企業(yè)的進出水口的污染物排放量（如圖4）。這樣可以大大節(jié)省時間和人力，更高效率的為減排工作的計算提供科學的結果。

圖4 廣西重點污染源在線監(jiān)控信息系統(tǒng)“企業(yè)排放量統(tǒng)計”功能示意圖[5]

3.3企業(yè)生產指導

在線數據除了應用于環(huán)保領域，工業(yè)企業(yè)也可以利用在線數據來指導自己的生產。

3.3.1電廠每日濕法脫硫添加石灰石用量調節(jié)

將30萬千瓦以上的電廠每日將所用煤耗量、脫硫試劑使用量、生產市場、負荷等基礎數值輸入平臺，通過平臺計算得出“填報值”與“驗證值”的“相對誤差”（圖5）。由圖中可見，“實際凈煙氣二氧化硫”濃度遠遠大于“合理凈煙氣二氧化硫”濃度，可以推斷脫硫劑用量少了，企業(yè)可以參考“相對誤差”，調整第二天脫硫試劑的使用量與耗煤量的相應關系，找到企業(yè)排污與環(huán)境保護的“黃金結合點”，這樣既做到達標排放，又能節(jié)約投料成本。

圖5 電廠石灰石濕法脫硫比對[5]

3.3.2污水處理廠化學試劑用量調節(jié)

污水處理廠進、出口在線監(jiān)控系統(tǒng)除了用于環(huán)保日常監(jiān)管以外，還可以將在線監(jiān)控平臺運用到生產管理上。如利用污水處理廠進、出口在線監(jiān)控系統(tǒng)數據來調節(jié)化學試劑的用量，合理投料；在線數據能直觀反映投料后污染物降解等指標的變化情況，減少人工摸索過程，節(jié)約運行成本，降低了投料后二次污染，保證污水達標排放。

3.3.3水泥廠旋窯二氧化硫監(jiān)控

水泥廠在旋窯窯頭安裝二氧化硫監(jiān)控探頭，若測出含有二氧化硫，可懷疑窯內有漏氣現象，企業(yè)就能及時進行排查、檢修。若沒有在線數據支持，沒能及時檢修，會影響水泥生產質量，就會造成大量SO2氣體持續(xù)外泄，對周圍的環(huán)境造成極壞的影響。

4 在線監(jiān)控反控

4.1在線監(jiān)控反控功能

在線數據的有效性除了日常監(jiān)管，比對等質控手段外，增加了對在線系統(tǒng)本身的反控功能，能進行遠程監(jiān)控，隨時隨地監(jiān)管，進一步完善了環(huán)保管理部門對企業(yè)端在線監(jiān)控系統(tǒng)的日常監(jiān)管方法和監(jiān)管能力，提高了環(huán)境保護效率，節(jié)省了人力。以力合公司開發(fā)的反控系統(tǒng)為例，反控系統(tǒng)包括 “數據查詢”、“日志查詢”、“通訊設置”、“曲線管理”、“系統(tǒng)維護”等功能（如圖6）。通過設定好的通訊協(xié)議，實時監(jiān)控企業(yè)端在線監(jiān)控儀器的運行狀態(tài)。若發(fā)現數據異常，可通過數據查詢功能查詢歷史數據，對照“故障標識”及時進行處理。如發(fā)現有測量曲線之外的數據出現，可以通過“曲線管理”功能對其 圖6力合科技股份有限公司的反控系統(tǒng)[6]

進行遠程標定。同時“標定曲線”功能也可以用于日常監(jiān)管。例如企業(yè)在線數據一定時間內無變化或者變化極小，可遠程標定曲線后，再進行廢水測量，檢查標準曲線是否有效、在線數據是否正常，以確保在線數據的有效。在線監(jiān)控反控功能為在線監(jiān)控提供科學、先進手段，有效運用可起到對聯網企業(yè)的有效監(jiān)管。

4.2反控軟件不統(tǒng)一

目前每個地區(qū)存在不同在線監(jiān)測儀器供應商，各供應商的反控軟件和平臺不統(tǒng)一，反控功能各不相同。建議在今后監(jiān)控平臺功能開發(fā)上將反控功能納入統(tǒng)一的監(jiān)控平臺中，以提高監(jiān)控平臺綜合能力，同時也便于強監(jiān)控管理部門在線反控功能的應用。

5 結語

1、污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)提供了連續(xù)的監(jiān)測數據，更能準確地反映企業(yè)的排污情況，從這些數據中發(fā)現問題，有效地利用數據進行預警，是自動監(jiān)控應用的基礎。要保證自動監(jiān)控數據的準確性，除平時操作中的標樣核查、比對、校準等質控手段外，還需要采取相應的反控手段進行隨機監(jiān)控，以便檢查作假的事件的發(fā)生。

2、當前污染源自動監(jiān)控的工作重心已由系統(tǒng)的建設、在線數據的有效性審核轉向自動監(jiān)控的應用。著力拓寬自動監(jiān)控的應用范圍，將在線數據與手工監(jiān)測數據在一定時間內進行統(tǒng)計、比對，提取有用的數據信息提供給環(huán)保管理部門，使其對排放超標污染物企業(yè)能及時處置，提高環(huán)境管理減排能力，減少環(huán)境污染；同時將在線數據用于企業(yè)管理，找到企業(yè)排污與環(huán)境保護的“黃金結合點”，做到經濟發(fā)展與環(huán)境保護“雙贏”。

3、目前的反控手段大多仍處于“各自為戰(zhàn)”的情況，將這些分散的資源集合起來，發(fā)揮更大的作用，需要國家或自治區(qū)出臺相關的規(guī)章、政策以及取得各供應商企業(yè)的積極配合方可實現。但可以預見污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)的反控功能將圍繞環(huán)保領域的特定需求進行不斷完善，開發(fā)出符合我國發(fā)展需求的系統(tǒng)已勢在必行。

4、我國環(huán)保工作發(fā)展的十幾年間，各級環(huán)保檢測人員積累了豐富的環(huán)境監(jiān)測經驗和技術，如何將這些經驗和技術融入在線監(jiān)控系統(tǒng)，使管理和操作人員能獲得豐富資料和信息，更深入了解廢水或廢氣排放的動態(tài)規(guī)律，為有中國特色的經濟發(fā)展與環(huán)境保護，提供有力的技術支撐。

參考文獻：

[1] 丁玲，百億環(huán)保項目臺前幕后[J]，中國經濟和信息化，2011，第5期，52-54

[2] 中國安防網，《污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)建設》，http://www.c-ps.net/news/content/2007/7/16152.html.

[3]魏山峰.國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數據有效性審核教程[M]. 中國環(huán)境科學出版社, 2010年

[4]廣西壯族自治區(qū)桂林市環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，http://202.103.242.179:8066/lhdata

[5]廣西重點污染源在線監(jiān)控信息系統(tǒng), http://202.103.233.156:8066/data

[6]湖南力合科技股份有限公司的反控系統(tǒng)

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。