廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日常維護(hù)研究

摘要：隨著工業(yè)活動(dòng)的增加和環(huán)境保護(hù)法規(guī)的完善，傳統(tǒng)的污染監(jiān)測(cè)方法已無法滿足現(xiàn)代環(huán)境管理的需求，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。為解決廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在日常維護(hù)中遇到的多方面問題，通過結(jié)合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀，探討系統(tǒng)日常運(yùn)行中傳感器精度下降、數(shù)據(jù)通信不穩(wěn)定、生物膜和化學(xué)沉積物堵塞以及電源故障等常見問題。針對(duì)具體問題，提出相應(yīng)的維護(hù)策略，優(yōu)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)效能的有效性，并為相關(guān)人員提供實(shí)踐性參考。

關(guān)鍵詞：廢水廢氣；污染源；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；日常維護(hù)

中圖分類號(hào)：X84 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）11-0088-03

Study on the Daily Maintenance of the Online Monitoring System of Waste Water and Waste Gas Pollution Sources

CHEN Yuning

（Shenzhen Keqin Technology Co.， Ltd.， Shenzhen 518100， China）

Abstract： With the increase of industrial activities and the improvement of environmental protection laws and regulations， the traditional pollution monitoring methods have been unable to meet the needs of modern environmental management， and online monitoring system comes into being. In order to solve the various problems encountered in the daily maintenance of the online monitoring system of waste water and waste gas pollution sources， the common problems such as sensor accuracy decline， data communication instability， biofilm and chemical sediment blockage and power failure in the daily operation of the system are discussed by combining the development status of online monitoring system maintenance. In view of the specific problems， the corresponding maintenance strategy is put forward， and the effectiveness of the online monitoring system is successfully optimized， so as to provide practical reference for relevant personnel.

Keywords： waste water and waste gas; pollution source; online monitoringsystem; daily maintenance

廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)策略中的核心技術(shù)之一，主要作用是實(shí)時(shí)監(jiān)控污染物排放，確保污染物排放符合環(huán)境法規(guī)要求。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)精準(zhǔn)性與可靠性的需求急劇增加。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依托傳感器、數(shù)據(jù)處理軟件和通信技術(shù)為相關(guān)監(jiān)管部門提供了動(dòng)態(tài)且連續(xù)的污染評(píng)估機(jī)制。這種技術(shù)不僅幫助監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效管理，還促進(jìn)了企業(yè)自我監(jiān)控與環(huán)境責(zé)任的提升。因此，對(duì)該系統(tǒng)的研究和維護(hù)具有重要意義，直接關(guān)系到環(huán)境政策的執(zhí)行力和公眾的健康安全。結(jié)合廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析其實(shí)際維護(hù)中存在的問題，并提出相應(yīng)的維護(hù)方法，以確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期有效。

1 廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日常維護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成前所未有的影響，其中對(duì)于水體和大氣層面的污染尤為嚴(yán)重。這些污染物不僅威脅自然生態(tài)平衡，還直接或間接影響人類健康。為有效控制污染產(chǎn)生及排放，進(jìn)行現(xiàn)代環(huán)境管理。其中，廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮重要作用[1]。因此，通過開展廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常維護(hù)，確保該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠、精準(zhǔn)和實(shí)時(shí)性，有利于提高環(huán)境管理的有效性。同時(shí)，日常維護(hù)是確保廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠持續(xù)提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。只有穩(wěn)定運(yùn)行的監(jiān)控設(shè)備，才能為相關(guān)監(jiān)管部門提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，以評(píng)估環(huán)境狀況與規(guī)劃相應(yīng)環(huán)保措施。例如，在發(fā)現(xiàn)特定污染物超標(biāo)時(shí)，及時(shí)督促相關(guān)企業(yè)調(diào)整工業(yè)排放、處理設(shè)施運(yùn)作等，可極大地縮短環(huán)境恢復(fù)時(shí)間，降低長(zhǎng)期污染風(fēng)險(xiǎn)[2]。

2 廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日常維護(hù)中的常見問題

2.1 傳感器精度下降

傳感器是廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心組件，負(fù)責(zé)檢測(cè)特定污染物的濃度并將其轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù)。隨著時(shí)間推移，各種原因?qū)е聜鞲衅骶认陆?。其中，長(zhǎng)期暴露于惡劣環(huán)境條件下（極端溫度、濕度或化學(xué)腐蝕等），傳感器元件將逐漸退化，灰塵、污垢或其他微粒也將積聚于傳感器表面，干擾其正常工作。此外，在沒有適當(dāng)防護(hù)措施的情況下，紫外線和其他輻射形式也會(huì)損壞傳感器的敏感元件[3]。

2.2 數(shù)據(jù)通信不穩(wěn)定

廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需保證從采集點(diǎn)傳輸?shù)椒治鲋行幕蛘哂脩艚缑娴臄?shù)據(jù)傳輸持續(xù)穩(wěn)定，但在實(shí)踐中數(shù)據(jù)通信經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。通信故障可由網(wǎng)絡(luò)硬件故障、軟件缺陷或不兼容、電磁干擾等造成。在城市環(huán)境中，無線設(shè)備的大量使用將造成頻段擁擠，并引發(fā)數(shù)據(jù)包丟失或延遲等問題。這些通信問題不僅影響數(shù)據(jù)流動(dòng)性和時(shí)效性，還增加數(shù)據(jù)管理和處理過程中出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

2.3 生物膜和化學(xué)沉積物堵塞

生物膜的形成是自然界的一種普遍現(xiàn)象，在廢水處理和排放監(jiān)測(cè)領(lǐng)域尤為常見。微生物群落可以在任何濕潤(rùn)表面形成保護(hù)層，并逐步發(fā)展為復(fù)雜結(jié)構(gòu)，即生物膜。在廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，生物膜不僅能夠堵塞管道、濾網(wǎng)等機(jī)械部件，還會(huì)直接覆蓋傳感器，影響其功能。同時(shí)，有些工業(yè)過程中產(chǎn)生的化學(xué)沉積物也會(huì)累積在設(shè)備表面，最終導(dǎo)致嚴(yán)重堵塞問題。

2.4 電源故障

對(duì)于需要連續(xù)運(yùn)行以提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)的廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言，電源供應(yīng)至關(guān)重要，然而電源故障普遍存在且具有一定破壞性。停電、電壓波動(dòng)甚至雷擊均可能導(dǎo)致系統(tǒng)突然斷電或設(shè)備內(nèi)部電路損壞。由于許多污染源位于偏遠(yuǎn)地區(qū)或基礎(chǔ)設(shè)施欠發(fā)達(dá)地帶，當(dāng)?shù)仉娏?yīng)往往不穩(wěn)定，或者完全依賴于使用可耗竭資源如采取燃料發(fā)電機(jī)等替代方案，極大地增加了電源故障率。

3 廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)日常維護(hù)的優(yōu)化措施

3.1 定期校準(zhǔn)和更換傳感器

廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)環(huán)境中的特定污染物。受環(huán)境侵蝕、化學(xué)反應(yīng)和物理磨損等外部因素的影響，傳感器的精度會(huì)逐漸下降，不可避免地影響整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可靠性。為保持傳感器的操作效率并保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，維護(hù)人員需定期校準(zhǔn)和更換傳感器。

傳感器校準(zhǔn)是指使用已知標(biāo)準(zhǔn)或參考點(diǎn)調(diào)整傳感器輸出，使其與預(yù)期值相匹配的過程。例如，對(duì)于廢水監(jiān)測(cè)中使用的pH傳感器，校準(zhǔn)頻率應(yīng)為每月一次。維護(hù)人員可將傳感器暴露于pH值分別為4.00、7.00和10.00的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，其中每份緩沖溶液都應(yīng)事先經(jīng)過稱重，并按照廠商提供的比例與去離子水混合以確保其精度。在校準(zhǔn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)pH值讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)偏差相差超過0.1，則需要進(jìn)行調(diào)整或進(jìn)一步檢查。對(duì)于電導(dǎo)率（Electrical Conductivity，EC）傳感器，校準(zhǔn)頻率為每?jī)芍芤淮?。維護(hù)人員可使用1 400 μS/cm和12 880 μS/cm的電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行雙點(diǎn)校正，并在溫度為20 ℃條件下預(yù)備溶液，確保所有設(shè)備都在相同溫度下操作，避免溫度變化帶來誤差。

除定期校正外，維護(hù)人員還需定期更換長(zhǎng)期使用或性能下降的傳感器。例如，在含硫化氫（H2S）高濃度廢氣監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中，H2S傳感器會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間暴露在高濃度H2S環(huán)境中而快速退化。因此，維護(hù)人員可設(shè)置一個(gè)固定周期（如6個(gè)月）來評(píng)估傳感器的性能，并記錄每次的靈敏度衰減情況；如果檢測(cè)到靈敏度下降超過15%，則立即更換新的傳感器。

3.2 增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)連接與備份

在廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常維護(hù)中，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)連接與備份可提升通信穩(wěn)定性，是確保數(shù)據(jù)傳輸不受干擾、實(shí)時(shí)監(jiān)控污染物排放的關(guān)鍵。若網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或數(shù)據(jù)未能有效備份，將導(dǎo)致關(guān)鍵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收延遲或丟失，從而影響環(huán)境管理的決策。

為增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性，維護(hù)人員需要全面評(píng)估現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施。評(píng)估內(nèi)容包括但不限于當(dāng)前使用的帶寬大小、網(wǎng)絡(luò)流量峰值、數(shù)據(jù)傳輸速率以及歷史上的中斷頻率。例如，如果當(dāng)前系統(tǒng)在每天中的特定時(shí)段出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率下降，則表明網(wǎng)絡(luò)帶寬過于狹窄，不足以處理高峰時(shí)段的數(shù)據(jù)流量。結(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求，維護(hù)人員可升級(jí)現(xiàn)有路由器或交換機(jī)來增加帶寬容量。假設(shè)原始路由器僅支持100 Mb/s的以太網(wǎng)連接，則可替換為支持1 Gb/s連接的設(shè)備以顯著提升網(wǎng)絡(luò)吞吐能力。同時(shí)，在多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)部署分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如引入多個(gè)子網(wǎng)和交換機(jī)，并確保每個(gè)子網(wǎng)具備至少20%以上的帶寬冗余度，可以在一個(gè)子網(wǎng)出現(xiàn)問題時(shí)避免整體系統(tǒng)受到影響。此外，維護(hù)人員可在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝4G長(zhǎng)期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）或5G無線備份通信模塊，對(duì)其配置，以便在有線網(wǎng)絡(luò)失效時(shí)自動(dòng)接管數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。

對(duì)于數(shù)據(jù)備份方面，維護(hù)人員需制定全面的數(shù)據(jù)管理策略。該策略包含本地存儲(chǔ)和云存儲(chǔ)兩部分，并確保所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠即時(shí)同步到這兩處位置。本地存儲(chǔ)應(yīng)采用磁盤陣列冗余技術(shù)（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）配置，以提高存儲(chǔ)可靠性。例如，使用RAID 5配置，并確保至少有一塊硬盤空間作為“熱備”，以隨時(shí)準(zhǔn)備替換任何損壞的硬盤，從而降低因突發(fā)故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 定期清潔和采用防污技術(shù)

在廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常維護(hù)中，傳感器和采樣設(shè)備易受到沉積物、生物膜、化學(xué)沉淀等污染。這些污染物影響設(shè)備的準(zhǔn)確性和響應(yīng)時(shí)間，甚至可能導(dǎo)致設(shè)備故障。為保障數(shù)據(jù)較高質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，需制定嚴(yán)格的清潔程序并應(yīng)用防污技術(shù)。

在維護(hù)實(shí)踐中，首先需要建立標(biāo)準(zhǔn)操作程序，明確每種傳感器和采樣設(shè)備的清潔頻率、方法以及所需材料。清潔時(shí)，維護(hù)人員需記錄每次清潔前后傳感器讀數(shù)的變化（如pH值或EC值）、所花費(fèi)時(shí)間、使用溶液的pH值或電導(dǎo)率等數(shù)據(jù)，再比較這些數(shù)據(jù)，評(píng)估清潔措施的有效性，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整清潔周期或方法。

針對(duì)更頑固的沉積物問題，維護(hù)人員可采用超聲波清洗技術(shù)，每季度進(jìn)行一次超聲波清理。清理時(shí)需將溫度控制在25 ℃，持續(xù)15 min以達(dá)到最佳效果。超聲波能夠破壞微小顆粒間的黏合力，從而徹底移除附著在設(shè)備表面的沉積物。

3.4 增設(shè)不間斷電源加強(qiáng)檢查

廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要24 h不間斷運(yùn)行，以持續(xù)監(jiān)控環(huán)境數(shù)據(jù)，因此凸顯在系統(tǒng)中增設(shè)不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）的重要性。

電源設(shè)置中，首先需確定UPS的容量需求，以所有監(jiān)測(cè)設(shè)備的最大功率消耗為基礎(chǔ)，并附加25%的額外功耗作為安全余量。例如，若所有設(shè)備最大功率消耗為800 W，則至少需要1 000 W容量的UPS以保證足夠的供電能力。選定合適容量后，維護(hù)人員再選擇UPS的類型。以在線式UPS為例，如果監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功率需求為1 000 W，則可以選擇一臺(tái)至少1 200 VA/kW輸出能力的在線式UPS。同時(shí)，維護(hù)人員需制定針對(duì)UPS的檢查計(jì)劃，以確保其始終處于最佳工作狀態(tài)。例如，每月進(jìn)行一次視覺檢查，以確認(rèn)指示燈正常工作且沒有明顯損壞；每季度進(jìn)行一次模擬測(cè)試，通過模擬電源中斷情況確保UPS能夠無縫轉(zhuǎn)換到電池供電。

除周期性檢查外，維護(hù)人員在實(shí)際操作過程中還可利用智能監(jiān)控軟件跟蹤UPS狀態(tài)和性能?，F(xiàn)代化智能UPS通常配置網(wǎng)絡(luò)管理功能，管理人員可利用局域網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，設(shè)置閾值警報(bào)，并自動(dòng)記錄事件日志和性能數(shù)據(jù)如輸入/輸出電壓、負(fù)載率等。

4 結(jié)論

通過系統(tǒng)性總結(jié)廢水廢氣污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在日常運(yùn)行中遇到的關(guān)鍵問題，探討并提出針對(duì)維護(hù)問題的有效解決方案。結(jié)果表明，定期校準(zhǔn)傳感器、強(qiáng)化數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、采用防污技術(shù)清潔設(shè)備以及確保電源供應(yīng)穩(wěn)定性等措施，可顯著提高該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。隨著人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展，更多的先進(jìn)技術(shù)將應(yīng)用于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。相關(guān)部門及人員應(yīng)持續(xù)關(guān)注技術(shù)的發(fā)展，并適時(shí)整合新方法與工具，以實(shí)現(xiàn)更高效、更自動(dòng)化的污染監(jiān)控，更精確地評(píng)估環(huán)境政策的效果和影響。

參考文獻(xiàn)

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