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TECHNICAL ARTICLESUV 法 COD 在線監測系統的價值不僅在于實時測量,更在于通過數據分析平臺實現數據的深度挖掘與應用,平臺構建需包含數據采集、存儲、分析、展示四大模塊,核心設計如下:
數據采集與存儲模塊
多源數據接入:支持 UV 法 COD 儀器數據(COD 值、溫度、濁度、儀器狀態)、其他水質儀器數據(氨氮、總磷、pH)、環境數據(降雨量、水溫、風速)、生產數據(企業開工率、廢水排放量)的接入,數據采集頻率可配置(1-60 分鐘 / 次)。
數據存儲策略:采用 “邊緣存儲 + 云端存儲" 架構,儀器本地存儲原始數據(容量≥1 年),同時上傳至云端數據庫(如 MySQL、PostgreSQL);云端數據按 “實時庫(保存 3 個月)+ 歷史庫(保存 5 年以上)" 分層存儲,滿足短期分析與長期追溯需求。
數據質量控制:上傳數據前自動進行質量校驗(如范圍校驗:COD 值是否在 0-5000mg/L 合理范圍;突變校驗:與前值偏差是否>50%),異常數據標記為 “可疑",不參與統計分析,同時觸發人工審核。
數據分析模塊
基礎統計分析:自動計算小時均值、日均值、月均值、超標率(COD 值超過排放標準的時長占比),生成趨勢曲線(支持 1 天、1 周、1 年時間尺度),直觀展示 COD 變化規律。
異常診斷分析:通過以下算法識別異常數據:
閾值法:當 COD 值超出預設范圍(如 0-5000mg/L)或變化速率超閾值(如 1 小時內上升>200mg/L),標記為異常。
聚類算法:對歷史正常數據聚類,新數據與聚類中心距離過遠則判定為異常,適用于無明確閾值的場景(如地表水背景 COD 波動)。
關聯分析:分析 COD 與其他參數的關聯性(如 COD 與降雨量的相關性),當關聯性顯著偏離歷史規律時(如雨天 COD 反而下降),標記為異常,輔助判斷是否存在數據造假或儀器故障。
預測預警分析:
短期預測:采用 ARIMA、LSTM 等時間序列模型,基于歷史 COD 數據預測未來 24-72 小時的 COD 變化趨勢,提前預警可能的超標風險(如預測 12 小時后 COD 將超過 50mg/L)。
溯源分析:針對工業集聚區,通過 COD 時空分布數據(不同企業排污口的 COD 值與排放時間),結合污水管網走向,定位 COD 超標源頭(如某化工廠排放異常)。
數據展示與應用模塊
多終端展示:
Web 端:地圖化展示監測點分布,支持單站詳情(實時數據、歷史曲線、儀器狀態)、多站對比(不同排污口 COD 值排名)、報表生成(日報 / 月報,支持導出 PDF/Excel)。
移動端(APP / 小程序):推送 COD 超標報警、運維提醒,支持掃碼查看設備信息、手動錄入現場巡檢記錄。
大屏端:用于監控中心,實時展示區域 COD 整體狀況(如 “XX 區域當前 COD 均值 35mg/L,2 個點超標"),突出顯示報警信息。
應用功能:
環保執法:自動生成企業 COD 排放超標清單,關聯排污許可證信息,為執法檢查提供依據。
工藝優化:為污水處理廠提供 COD 與曝氣、加藥的關聯分析,給出能耗優化建議(如 COD 低于 100mg/L 時,曝氣量可降低 20%)。
公眾監督:開放部分數據(如地表水 COD 均值)供公眾查詢,提升環境信息透明度。