廢水廢氣污染源在線監測系統日常維護研究

摘要：隨著工業活動的增加和環境保護法規的完善，傳統的污染監測方法已無法滿足現代環境管理的需求，在線監測系統應運而生。為解決廢水廢氣污染源在線監測系統在日常維護中遇到的多方面問題，通過結合在線監測系統維護的發展現狀，探討系統日常運行中傳感器精度下降、數據通信不穩定、生物膜和化學沉積物堵塞以及電源故障等常見問題。針對具體問題，提出相應的維護策略，優化在線監測系統效能的有效性，并為相關人員提供實踐性參考。

關鍵詞：廢水廢氣；污染源；在線監測系統；日常維護

中圖分類號：X84 文獻標識碼：A 文章編號：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測系統是現代環境保護策略中的核心技術之一，主要作用是實時監控污染物排放，確保污染物排放符合環境法規要求。隨著工業化進程的加速，環境污染問題日益嚴峻，對監測系統精準性與可靠性的需求急劇增加。在線監測系統依托傳感器、數據處理軟件和通信技術為相關監管部門提供了動態且連續的污染評估機制。這種技術不僅幫助監管機構進行有效管理，還促進了企業自我監控與環境責任的提升。因此，對該系統的研究和維護具有重要意義，直接關系到環境政策的執行力和公眾的健康安全。結合廢水廢氣污染源在線監測系統的發展現狀，分析其實際維護中存在的問題，并提出相應的維護方法，以確保監測系統長期有效。

1 廢水廢氣污染源在線監測系統日常維護的發展現狀

隨著工業化進程的加快，人類活動對環境造成前所未有的影響，其中對于水體和大氣層面的污染尤為嚴重。這些污染物不僅威脅自然生態平衡，還直接或間接影響人類健康。為有效控制污染產生及排放，進行現代環境管理。其中，廢水廢氣污染源在線監測系統發揮重要作用[1]。因此，通過開展廢水廢氣污染源在線監測系統的日常維護，確保該監測系統運行的可靠、精準和實時性，有利于提高環境管理的有效性。同時，日常維護是確保廢水廢氣污染源在線監測系統能夠持續提供高質量數據的基礎。只有穩定運行的監控設備，才能為相關監管部門提供準確數據，以評估環境狀況與規劃相應環保措施。例如，在發現特定污染物超標時，及時督促相關企業調整工業排放、處理設施運作等，可極大地縮短環境恢復時間，降低長期污染風險[2]。

2 廢水廢氣污染源在線監測系統日常維護中的常見問題

2.1 傳感器精度下降

傳感器是廢水廢氣污染源在線監測系統的核心組件，負責檢測特定污染物的濃度并將其轉換為可讀數據。隨著時間推移，各種原因導致傳感器精度下降。其中，長期暴露于惡劣環境條件下（極端溫度、濕度或化學腐蝕等），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，在沒有適當防護措施的情況下，紫外線和其他輻射形式也會損壞傳感器的敏感元件[3]。

2.2 數據通信不穩定

廢水廢氣污染源在線監測系統需保證從采集點傳輸到分析中心或者用戶界面的數據傳輸持續穩定，但在實踐中數據通信經常出現不穩定現象。通信故障可由網絡硬件故障、軟件缺陷或不兼容、電磁干擾等造成。在城市環境中，無線設備的大量使用將造成頻段擁擠，并引發數據包丟失或延遲等問題。這些通信問題不僅影響數據流動性和時效性，還增加數據管理和處理過程中出錯的風險[4]。

2.3 生物膜和化學沉積物堵塞

生物膜的形成是自然界的一種普遍現象，在廢水處理和排放監測領域尤為常見。微生物群落可以在任何濕潤表面形成保護層，并逐步發展為復雜結構，即生物膜。在廢水廢氣污染源在線監測系統中，生物膜不僅能夠堵塞管道、濾網等機械部件，還會直接覆蓋傳感器，影響其功能。同時，有些工業過程中產生的化學沉積物也會累積在設備表面，最終導致嚴重堵塞問題。

2.4 電源故障

對于需要連續運行以提供實時數據監控服務的廢水廢氣污染源在線監測系統而言，電源供應至關重要，然而電源故障普遍存在且具有一定破壞性。停電、電壓波動甚至雷擊均可能導致系統突然斷電或設備內部電路損壞。由于許多污染源位于偏遠地區或基礎設施欠發達地帶，當地電力供應往往不穩定，或者完全依賴于使用可耗竭資源如采取燃料發電機等替代方案，極大地增加了電源故障率。

3 廢水廢氣污染源在線監測系統日常維護的優化措施

3.1 定期校準和更換傳感器

廢水廢氣污染源在線監測系統中的傳感器負責檢測環境中的特定污染物。受環境侵蝕、化學反應和物理磨損等外部因素的影響，傳感器的精度會逐漸下降，不可避免地影響整個監測系統的數據準確性和可靠性。為保持傳感器的操作效率并保證數據質量，維護人員需定期校準和更換傳感器。

傳感器校準是指使用已知標準或參考點調整傳感器輸出，使其與預期值相匹配的過程。例如，對于廢水監測中使用的pH傳感器，校準頻率應為每月一次。維護人員可將傳感器暴露于pH值分別為4.00、7.00和10.00的標準緩沖溶液，其中每份緩沖溶液都應事先經過稱重，并按照廠商提供的比例與去離子水混合以確保其精度。在校準過程中，如果發現pH值讀數與標準偏差相差超過0.1，則需要進行調整或進一步檢查。對于電導率（Electrical Conductivity，EC）傳感器，校準頻率為每兩周一次。維護人員可使用1 400 μS/cm和12 880 μS/cm的電導率標準溶液進行雙點校正，并在溫度為20 ℃條件下預備溶液，確保所有設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，維護人員還需定期更換長期使用或性能下降的傳感器。例如，在含硫化氫（H2S）高濃度廢氣監測場景中，H2S傳感器會因長時間暴露在高濃度H2S環境中而快速退化。因此，維護人員可設置一個固定周期（如6個月）來評估傳感器的性能，并記錄每次的靈敏度衰減情況；如果檢測到靈敏度下降超過15%，則立即更換新的傳感器。

3.2 增強網絡連接與備份

在廢水廢氣污染源在線監測系統的日常維護中，增強網絡連接與備份可提升通信穩定性，是確保數據傳輸不受干擾、實時監控污染物排放的關鍵。若網絡連接不穩定或數據未能有效備份，將導致關鍵監測數據接收延遲或丟失，從而影響環境管理的決策。

為增強網絡連接的穩定性，維護人員需要全面評估現有網絡的基礎設施。評估內容包括但不限于當前使用的帶寬大小、網絡流量峰值、數據傳輸速率以及歷史上的中斷頻率。例如，如果當前系統在每天中的特定時段出現數據傳輸速率下降，則表明網絡帶寬過于狹窄，不足以處理高峰時段的數據流量。結合實際網絡需求，維護人員可升級現有路由器或交換機來增加帶寬容量。假設原始路由器僅支持100 Mb/s的以太網連接，則可替換為支持1 Gb/s連接的設備以顯著提升網絡吞吐能力。同時，在多個監測點部署分布式網絡架構，如引入多個子網和交換機，并確保每個子網具備至少20%以上的帶寬冗余度，可以在一個子網出現問題時避免整體系統受到影響。此外，維護人員可在關鍵節點安裝4G長期演進（Long Term Evolution，LTE）或5G無線備份通信模塊，對其配置，以便在有線網絡失效時自動接管數據傳輸任務。

對于數據備份方面，維護人員需制定全面的數據管理策略。該策略包含本地存儲和云存儲兩部分，并確保所有監測數據能夠即時同步到這兩處位置。本地存儲應采用磁盤陣列冗余技術（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）配置，以提高存儲可靠性。例如，使用RAID 5配置，并確保至少有一塊硬盤空間作為“熱備”，以隨時準備替換任何損壞的硬盤，從而降低因突發故障導致數據丟失的風險。

3.3 定期清潔和采用防污技術

在廢水廢氣污染源在線監測系統的日常維護中，傳感器和采樣設備易受到沉積物、生物膜、化學沉淀等污染。這些污染物影響設備的準確性和響應時間，甚至可能導致設備故障。為保障數據較高質量和系統穩定運行，需制定嚴格的清潔程序并應用防污技術。

在維護實踐中，首先需要建立標準操作程序，明確每種傳感器和采樣設備的清潔頻率、方法以及所需材料。清潔時，維護人員需記錄每次清潔前后傳感器讀數的變化（如pH值或EC值）、所花費時間、使用溶液的pH值或電導率等數據，再比較這些數據，評估清潔措施的有效性，并根據實際情況調整清潔周期或方法。

針對更頑固的沉積物問題，維護人員可采用超聲波清洗技術，每季度進行一次超聲波清理。清理時需將溫度控制在25 ℃，持續15 min以達到最佳效果。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備表面的沉積物。

3.4 增設不間斷電源加強檢查

廢水廢氣污染源在線監測系統需要24 h不間斷運行，以持續監控環境數據，因此凸顯在系統中增設不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）的重要性。

電源設置中，首先需確定UPS的容量需求，以所有監測設備的最大功率消耗為基礎，并附加25%的額外功耗作為安全余量。例如，若所有設備最大功率消耗為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，維護人員再選擇UPS的類型。以在線式UPS為例，如果監測系統功率需求為1 000 W，則可以選擇一臺至少1 200 VA/kW輸出能力的在線式UPS。同時，維護人員需制定針對UPS的檢查計劃，以確保其始終處于最佳工作狀態。例如，每月進行一次視覺檢查，以確認指示燈正常工作且沒有明顯損壞；每季度進行一次模擬測試，通過模擬電源中斷情況確保UPS能夠無縫轉換到電池供電。

除周期性檢查外，維護人員在實際操作過程中還可利用智能監控軟件跟蹤UPS狀態和性能。現代化智能UPS通常配置網絡管理功能，管理人員可利用局域網遠程監控和管理，設置閾值警報，并自動記錄事件日志和性能數據如輸入/輸出電壓、負載率等。

4 結論

通過系統性總結廢水廢氣污染源在線監測系統在日常運行中遇到的關鍵問題，探討并提出針對維護問題的有效解決方案。結果表明，定期校準傳感器、強化數據通信網絡、采用防污技術清潔設備以及確保電源供應穩定性等措施，可顯著提高該在線監測系統的準確性和可靠性。隨著人工智能與大數據分析技術的發展，更多的先進技術將應用于在線監測系統。相關部門及人員應持續關注技術的發展，并適時整合新方法與工具，以實現更高效、更自動化的污染監控，更精確地評估環境政策的效果和影響。

參考文獻

1 王影影，劉龍賓.流量計在線檢測技術應用于廢水監測的實踐探析[J].質量與市場，2024（5）：15-17.

2 盧巧梅.在線監測技術在環境監測中的有效應用探討[J].皮革制作與環保科技，2023（21）：144-146.

3 盧巧梅.簡述污染源廢水在線監測工作的作用及應用實踐[J].皮革制作與環保科技，2023（18）：42-44.

4 宋代雨，袁睿麟，周 琴，等.污染水質監測處理一體化無人船的設計與研究[J].計算機時代，2022（6）：19-22.