河北省污染源在線監(jiān)測綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計研究

靳睿杰　封哲　王曉楠

摘 要：本文設(shè)計了一種新型的污染源在線監(jiān)測綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對污染源水在線監(jiān)測的全過程監(jiān)控，通過建立污染源在線監(jiān)測綜合監(jiān)控系統(tǒng)，提高了污染源在線監(jiān)測智能化水平，減少了人力物力的，防止企業(yè)利用更改在線監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)，參數(shù)等，為環(huán)境執(zhí)法，提高環(huán)境質(zhì)量等提供可靠保障。

關(guān)鍵詞：提高數(shù)據(jù)質(zhì)量、污染源在線監(jiān)測綜合監(jiān)控、監(jiān)測智能監(jiān)控

一、背景和意義

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我省污水排放量越來越大，污染源在排污過程中出現(xiàn)的不確定因素也越來越多，因此在監(jiān)測監(jiān)管方面也要加大投入，提供一個有效的實(shí)用的先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)和解決方法，對加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測力度顯得極為迫切。目前，我省已經(jīng)在全省重點(diǎn)污染源企業(yè)安裝了污水在線監(jiān)控系統(tǒng)，并建立了相關(guān)的監(jiān)督方案。但是監(jiān)督只能對儀器的安裝、運(yùn)行、數(shù)據(jù)、管理等方面監(jiān)控，而不能對企業(yè)排污全過程監(jiān)督，無法起到有效的監(jiān)察。在現(xiàn)場，對污染源在線儀器進(jìn)行檢查，只能發(fā)現(xiàn)儀器是否運(yùn)行正常，是否排放超標(biāo)，并不能保證儀器數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，只能用手工儀器按照在線監(jiān)測儀器手工比對方法進(jìn)行比對。按照現(xiàn)有規(guī)范，比對合格，即認(rèn)定儀器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。但是，隨著環(huán)境形勢日益嚴(yán)重，單純比對儀器，并不能保證儀器數(shù)據(jù)長期準(zhǔn)確有效。因此，提出對污染源在線監(jiān)測綜合監(jiān)控系統(tǒng)，就是指企業(yè)從生產(chǎn)，污染物處理，到最終排放都有在線儀器進(jìn)行監(jiān)控，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效，保證在線監(jiān)控數(shù)據(jù)的真實(shí)、可靠和有效，杜絕企業(yè)弄虛作假。

二、污染源在線監(jiān)測綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮的作用

傳統(tǒng)的污染源自動（在線）監(jiān)測系統(tǒng)只監(jiān)測污染排放結(jié)果，不監(jiān)測污染治理過程，無法杜絕企業(yè)為節(jié)省成本、關(guān)閉環(huán)保治理設(shè)施、運(yùn)用稀釋法等作弊手段直接排污以及“偷排暗排”的不法現(xiàn)象，而且只能對污染源進(jìn)行監(jiān)測，不能對其進(jìn)行控制，即使發(fā)現(xiàn)超標(biāo)排污行為，也難以及時采取應(yīng)對措施。污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)是在傳統(tǒng)自動監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加對污染源的遠(yuǎn)程控制功能，同時對排污企業(yè)污染治理過程進(jìn)行監(jiān)控。系統(tǒng)對全省重點(diǎn)污染排放企業(yè)進(jìn)行24h實(shí)時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)企業(yè)排污超標(biāo)，系統(tǒng)第一時間發(fā)出警報。企業(yè)接到報警后如不能在規(guī)定時間內(nèi)解決超標(biāo)排污問題，環(huán)保部門將按規(guī)定對排污違規(guī)企業(yè)進(jìn)行處罰。解決了傳統(tǒng)污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)“只監(jiān)不控”和“只監(jiān)結(jié)果，不監(jiān)過程”的弊病?？梢哉f，污染源在線監(jiān)測綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供了新的管理思路和方法，更有效的實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測監(jiān)控污染源水體水質(zhì)狀況。

三、技術(shù)關(guān)鍵及主要創(chuàng)新點(diǎn)

（一）主要研究內(nèi)容：

1、通過監(jiān)控企業(yè)的工況，了解企業(yè)的負(fù)荷，從而推斷出企業(yè)的排放。企業(yè)運(yùn)行與企業(yè)的排放有一定的比例關(guān)系，對鍋爐的燃燒，電力的消耗，水的使用，污水處理廠污泥的產(chǎn)出量進(jìn)行統(tǒng)計，通過長時間的數(shù)據(jù)積累，可以掌握企業(yè)的排放。

2、建立污染源在線監(jiān)測遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。包括監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸，污染源在線監(jiān)測設(shè)備實(shí)時控制，遠(yuǎn)程對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時校驗(yàn)，實(shí)時報警，自動生成報表等重要功能，可以全方位提升監(jiān)控能力，減少采集、分析、現(xiàn)場人力物力，有效遏制偷排等違法現(xiàn)象。

（二）技術(shù)關(guān)鍵：

1、自動監(jiān)測數(shù)據(jù)智能化判別。目前的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)審核是人工對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行初步篩選，找出其中的可疑數(shù)據(jù)，根據(jù)監(jiān)測過程中的實(shí)際情況，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的核查。這是一項(xiàng)浩大且繁瑣的工程，而且沒有現(xiàn)場實(shí)時情況，很難判定異常值是屬于污染、儀器故障或是人為干預(yù)造成。因此，針對自動監(jiān)測數(shù)據(jù)量大而且復(fù)雜的特點(diǎn)進(jìn)行自動分析，保證自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性是自動管理的重中之重。

2、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時控制。從面向結(jié)果到面向過程，實(shí)現(xiàn)全過程監(jiān)管，隨時能判斷監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，能自動反饋運(yùn)行參數(shù)。還可以遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)測狀態(tài)巡檢，當(dāng)遇到重大事件時例如某些監(jiān)測數(shù)據(jù)嚴(yán)重超標(biāo)等，啟動該功能可以瞬時記錄當(dāng)前站點(diǎn)的所有當(dāng)前數(shù)據(jù)，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)、站點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等。該記錄下來的數(shù)據(jù)，可以作為日后分析只用。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的監(jiān)控機(jī)制，系統(tǒng)自動定時生成巡檢單，巡檢單可展現(xiàn)所有被檢測環(huán)境的當(dāng)前狀態(tài)，生成的巡檢單可自動交與值班人員進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)后該巡檢單可用于歸檔審計和統(tǒng)計。

3、自動報警管理。本系統(tǒng)可以在監(jiān)測各水站水樣采集設(shè)備的同時，如果設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行不正常的情況可以及時觸動報警事件，并且系統(tǒng)還可以及時的跟蹤故障處理過程，并將處理過程存入如數(shù)據(jù)庫。故障管理的主要目標(biāo)就是盡快恢復(fù)正常的運(yùn)作并將事故對業(yè)務(wù)監(jiān)測的負(fù)面影響減到最小，從而確?？梢跃S持設(shè)備可用性的最高水平。

4、預(yù)測性維護(hù)。目前屬于響應(yīng)式維護(hù)，也就是當(dāng)監(jiān)測設(shè)備發(fā)生問題后才采取行動，這也造成設(shè)備運(yùn)行率低，監(jiān)測數(shù)據(jù)保障度差。要采用實(shí)時的監(jiān)管系統(tǒng)，通過狀態(tài)參數(shù)預(yù)測到可能出現(xiàn)的情況，及時采取措施。

（三）主要創(chuàng)新點(diǎn)：

1、遠(yuǎn)程質(zhì)控技術(shù)的應(yīng)用。可以實(shí)現(xiàn)對污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程比對，實(shí)現(xiàn)智能化判別。

2、實(shí)現(xiàn)水樣的平行測試、標(biāo)準(zhǔn)樣品的平行測試等遠(yuǎn)程質(zhì)量管理措施。

3、可以根據(jù)標(biāo)液比對情況實(shí)現(xiàn)對儀器本身線性系數(shù)的修正，保證儀器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4、遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)測狀態(tài)巡檢，當(dāng)遇到重大事件時可以瞬時記錄當(dāng)前站點(diǎn)的所有當(dāng)前數(shù)據(jù)，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)、站點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等。

5、處理數(shù)據(jù)的查詢以外，系統(tǒng)還可以提供各類監(jiān)測信息的數(shù)據(jù)挖掘功能。

四、應(yīng)用方向

（一）建立與在線監(jiān)測相匹配的遠(yuǎn)程質(zhì)量控制規(guī)范。

目前的水質(zhì)在線監(jiān)測質(zhì)量控制要求已經(jīng)不能適應(yīng)目前的水質(zhì)在線監(jiān)測體系。國家建立水質(zhì)在線監(jiān)測的目的沒有達(dá)到，根本原因是因?yàn)闊o論是企業(yè)，還是環(huán)境監(jiān)測部門本身都對水質(zhì)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)存在質(zhì)疑，對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性沒有判別標(biāo)準(zhǔn)。

如果引入遠(yuǎn)程監(jiān)管的概念，對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)做到一數(shù)一質(zhì)控，那么在線監(jiān)測數(shù)據(jù)將會發(fā)生質(zhì)的改變。每一個在線監(jiān)測數(shù)據(jù)都具備說服力，都能作為追責(zé)的依據(jù)，那么對在線監(jiān)測事業(yè)的發(fā)展也會起到巨大的推進(jìn)作用。

（二）管理模式的創(chuàng)新。

數(shù)據(jù)質(zhì)控是環(huán)境監(jiān)測管理的重要一環(huán)，遠(yuǎn)程質(zhì)控的建立必將會產(chǎn)生新的管理模式。在即將發(fā)布的“水十條”中，污水處理的指標(biāo)和監(jiān)管力度都將更加嚴(yán)格，現(xiàn)有的水質(zhì)在線管理體系難以應(yīng)對新形勢下水環(huán)境監(jiān)測管理需求，無法做到實(shí)時、有效監(jiān)管。

新的管理模式下，首先節(jié)省了人力物力的開支，再多的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)也可以輕松管理；其次，對運(yùn)營公司起到監(jiān)督考核作用；再次，對現(xiàn)場的設(shè)備儀器運(yùn)營起到考核評價作用；最后還可以作為在線監(jiān)測設(shè)備的評價標(biāo)準(zhǔn)。

（三）社會化規(guī)范化公眾服務(wù)。

隨著公眾對環(huán)境日益重視，環(huán)境監(jiān)測公眾化已是必然的發(fā)展趨勢，如何滿足公眾對環(huán)境信息知情權(quán)的需求，如何讓公眾有效的參與進(jìn)來是環(huán)境監(jiān)測公眾化的主要難題。通過遠(yuǎn)程監(jiān)管體系，我們可以開放端口對主流媒體，讓公眾參與到對企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性判別中，既可以滿足公眾的需求，又可以對企業(yè)有效監(jiān)督。

（作者單位：河北省環(huán)境監(jiān)測中心）