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污染源自动监测设备动态管控系统技术及应用 王燕 摘要：污染源自动监控开展已有十多年的时间，建设工作取得了很大成效，自动监测设备在环境管理和环境执法中发挥了应有的作用。目前，自动监测数据已广泛应用于排污收费、应急处置、总量减排等多个方面，深入开展污染源在线监测和充分利用在线监测数据也逐渐成为环境保护工作的一项主要内容。然而，部分不法企业通过破坏或干扰自动监测设施正常运行、对监测数据弄虚作假等手段，掩盖其偷排或超标排放行为，从中谋取非法利益，误导了环境管理和决策，影响了政府公信力。这些造假手段大多采取修改设备工作参数、植入造假程序、远程遥控等软件造假方式，“技术含量”高，隐蔽性强，消除痕迹快，调查取证难。自动监测数据造假在全国具有普遍性，国家及各省环境监管部门采取了多种措施，均难以从根本上解决这一问题，造假现象仍然屡禁不止。鉴于此，本文是对污染源自动监测设备动态管控系统技术进行研究，仅供参考。 关键词：污染源；自动监测设备；动态管控 一、系统概况 动态管控系统通过对现有环境监测软件、数据审核软件、数据采集与监视控制系统（SCADA）和数据采集传输系统升级，提出自动监测设备工作参数、运行状态和监测数据“三同时”监控的解决方案。系统实现了对重点污染源主要污染物的24h自动监测，并实时发布自动监测数据，能有效发现和减少排污企业通过修改设备参数等手段对监测数据的造假行为，提高了数据的准确率和有效率。 二、系统改进方案 目前大多数自动监测设备都由分析仪、工控机、数据采集传输仪三部分构成，设备校正过程可以由分析仪、工控机来完成，其中在工控机上操作更加简单，给维护工作带来了很大的便利，同时也导致各种参数极易被修改。基于烟气污染源监控中数据造假的主要环节在数据处理设备工控机上，借鉴废水和污水处理厂监控的现场设备联网模式，对污染源分析系统、数据采集传输仪和监控平台作改进，采取自动监测设备分析仪与数据采集传输仪直连方式（见图1）。利用数据采集传输仪计算数据，在不改变工控机原有功能的基础上，实现了自动监测设备工作参数、运行状态和监测数据的“三同时”监控。 图1污染源自动监控系统数据采集传输方式 1、分析系统的改进 将分析系统与外界的通讯方式由原来的模拟量信号输出转变为数字量信号输出，并增加了参数和状态输出。输出的参数包括影响监测数据的所有参数（量程、标气或标液浓度、校准偏差和数据修正系数等），状态输出能反映当前分析仪运行及报警情况的所有状态。同时，根据不同品牌型号自动监测设备的自身情况，改造或固化斜率、截距等关键工作参数。在分析系统环节，剔除对监测数据影响较大的参数种类（校正因子和偏移量），对不能剔除的参数（消解时间、消解温度、标气或标液浓度、校准偏差和量程等）作固化处理，从而减少影响监测数据的参数数量。 2、数据采集传输仪的改进 图2改进后的数据采集传输仪 原有的数据采集传输仪只采集监测数据，并按特定频率向监控中心传输监测数据，改进后增加了以下功能（见图2）：①将原有数据源为工控机的数据采集模块改进为自动监测设备，并统一数据采集接口；②增加数据处理模块，用于将烟气分析系统输出的监测数据数字量信号转换为最终需要上传的污染物组分标准状态下的质量浓度，即将监测到的污染物体积分数信号（10－6）转换为质量浓度（mg/m3），通过除湿计算和标准氧含量折算等方法，最终转化为监测数据基准氧含量的折算值；③增加数据统计功能，可根据实时数据统计出各污染物的10min、时、日和月均值排放数据；④增加数据存储功能，可存储2个月内的分钟数据，以及1年以上的时、日和月均值数据，并能提供按条件查询历史数据的功能；⑤增加各监测组分历史数据、统计结果、参数及状态等显示。 3、监控平台的改进 将原有的数据监控扩展成同时监控数据、参数和状态的方式（见图3）：①增加参数和状态监控模块，使监控平台能够接收和实时显示数据采集传输仪上报的自动监测设备参数和状态信息，并保存历史数据，提供实时查看和根据条件过滤查询功能；②增加智能报警功能，监控平台对各个站点实时上报的参数和状态信息实时判断，发现异常立刻报警；③增加参数和状态报警的统计功能。 图3改进后的数据监控平台 三 污染源自动监测设备主要问题分析 1、原设备参数设计存在造假空间 根据文献，大多数自动监测设备都是由分析仪、工控机、数采仪三部分构成，设备校正过程可以由分析仪、工控机来完成，在工控机上操作更为简单，给维护工作带来了很大的便利，但是同样由于操作简单，各种参数极易被修改，无论是斜率还是截距的改变都将影响自动监测数据的真实性，在数据传输过程中，光电信号的转化过程也容易造成数据的失真。目前根据省厅统一要求，我们已将工控机这个环节去除，将各种参数模块进行固化，实现自动监测设备动态管控，有效控制各种参数的修改。 2、部分设备选型过程缺乏有效监管和指导 按照国家有关规定，只要是具有“两证”（“中华人民共和国计量器具型式批准证书或生产许可证”和“国家环保部污染源监测仪器质量监督检验中心适用性检测报告”）的设备均可进入市场，但是由于各种设备所用原理不同，导致所适用的污染源种类也不同。在缺乏有效监管的情况下，大部分企业都只选择经济实惠的品牌，盲目上设备，完全不考虑实际排污情况。以废水CODCr的监测为例，目前市场上存在着COD重铬酸钾法、UV转换COD法两种设备，COD重铬酸钾法适用于大多数废水的COD监测，但是对于高氯废水会影响其准确性，而UV转换COD法处理高氯废水时性能较好，实时性好，但是不易校准，且对水质色度、浊度要求很高，不适合于间歇性排水的监测。 四、系统主要功能和应用 《污染源自动监控管理办法》（国家环境保护总局令第28号）《国家重点监控企业污染源自动监测设备监督考核规程》等规定，“有效的国控企业污染源自动监测数据是国控企业计算主要污染物排放数量和确定达标排放的依据，是环境保护主管部门总量考核、监督执法、排污申报核定等工作的基础”，明确了环保部门对国控企业污染源自动监测设备进行考核的权力和自动监测数据的地位。自动监测系统的各个环节都可能影响其测量数据的准确性和精密性，动态管控系统实现了对自动监测设备工作参数、运行状态和监测数据的“三同时”监控，并对异常状态和参数报警，同时还能远程反控，有效保证自动监测数据质量。 1、工作参数监控功能 监控平台接收和实时显示数据采集传输仪主动上报的自动监测设备参数信息，并能保存参数的历史数据，提供实时查看和根据条件过滤查询功能。 2、运行状态监控功能 监控平台接收数据采集传输仪主动上报的自动监测设备当前运行信息，并将所有的监控站点状态实时显示，同时保存状态的历史数据，提供实时查看和根据条件过滤查询功能。 3、监测数据监控功能 监控平台接收系统实时监控排污企业的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、氧含量和烟温等数值变化，对超标的监测数据作标志，并能长期保存数据分钟值和小时值，提供实时查看和根据条件过滤查询功能。 监控平台录入并保存各个站点所有参数的基准信息，并对各个站点实时上报的参数和状态信息实时判断，若参数信息被异常修改或状态信息异常，平台则立刻引发报警，提醒值班人员及时关注。监控平台能统计每个站点的参数和状态报警情况，以及同一类报警和故障在各个监测站点的分布情况。 4、反控功能 监控人员可在监控中心对现场设备进行远程反向控制等操作。监控平台对数据采集传输仪的反控指令包括对时、召唤历史数据、召唤历史设备运行状态、调取历史报警、修改配置参数等；对污染源监测设备的反控指令包括启动设备反吹、启动设备校准、启动设备零点校准/标定校准、启动和停止可编程逻辑控制器（PLC）、与监测设备对时、立即上传状态等。 结束语 通过对省控重点污染源自动监控系统升级改造，开展设备工作参数和运行状态监控及远程反控，切断了自动监测设备软件造假途径，完善和加强了自动监测数据质量审核。后续系统将根据参数对数据的影响程度划分报警级别，进一步提高自动监测数据的准确性，为环境管理提供更有力的技术支撑。 参考文献： [1]李金锋.环境保护工作中污染源自动监测系统的应用[J].技术与市场，2018，25（02）：108-109. [2]朱红波.生活垃圾收运和处置中环境远程监测系统的应用[J].环境与发展，2018，30（01）：137+139. 本文来源：https://www.dywdw.cn/9a6e56edb84cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb2d6.html
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2022-10-09
