惡臭電子鼻在線監(jiān)測系統(tǒng)
1項(xiàng)目背景
惡臭是指難聞的臭味。迄今憑人的嗅覺就能感覺到的惡臭物質(zhì)就有4000多種,其中對人體健康危害較大的有幾十種。有的散發(fā)出腐敗的臭魚味,如胺類;有的刺鼻,如氨類和醛類;有的放出臭雞蛋味,如硫化氫;有的類似爛洋蔥或爛洋白菜味等等。惡臭物質(zhì)使人呼吸不暢,惡心嘔吐,煩躁不安,頭暈?zāi)X脹,甚至把人熏倒,濃度高時(shí),還會使人窒息而死。惡臭物質(zhì)分布很廣,影響范圍大,已成為一些國家的公害。惡臭物質(zhì)多來源于化學(xué)、制藥、制紙、制革、肥料、食品、鑄造等工業(yè)。惡臭對人的呼吸系統(tǒng) 、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)都有不同程度的損害。惡臭還會使人煩躁不安,工作效率減低,判斷力和記憶力下降。高濃度惡臭物質(zhì)突然襲擊,有時(shí)會把人當(dāng)場熏倒,造成事故。
傳統(tǒng)的惡臭的監(jiān)測方法主要有嗅覺測定法和儀器測定法。嗅覺測定法是根據(jù)人的嗅覺來評價(jià)氣味強(qiáng)度和適與不適的方法。這種方法需要用真空瓶或氣袋采樣,然后由專業(yè)的嗅辨師來判定臭氣濃度。儀器測定法是用氣象色譜儀或分光光度計(jì)等進(jìn)行惡臭物質(zhì)測定。這兩種種方法由于操作環(huán)節(jié)眾多,各個(gè)環(huán)節(jié)要求的人工比較多,時(shí)效性差、人工成本高等一系列問題,無法滿足日益增加的惡臭監(jiān)測的需求。
惡臭電子鼻在線監(jiān)測系統(tǒng)是模擬人的嗅覺系統(tǒng),通過陣列式氣體傳感器對未知樣品的響應(yīng),利用專業(yè)算法對樣品揮發(fā)的氣體進(jìn)行檢測分析。具有連續(xù)性,時(shí)效性強(qiáng),一致性好等優(yōu)勢。越來越多的被廣大用戶使用。
2.編制依據(jù)
?《中華人民共和國大氣污染防治法》
?《大氣污染防治行動計(jì)劃》(國發(fā)[2013]37號)
?《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》(國發(fā)[2018]22號)
? 《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物(SO2、NO2、O3、CO)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝驗(yàn)收
技術(shù)規(guī)范》(HJ 193-2013)
? 《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93)
? 《大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》(HJ/T55-2000)
? 《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/664-2013)
? 《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物氣相色譜連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》
(HJ 1010-2018)
? 《2018年重點(diǎn)地區(qū)環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測方案》
3建設(shè)目標(biāo)
惡臭電子鼻在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè),以高靈敏度,高穩(wěn)定性的監(jiān)測儀器為基礎(chǔ),根據(jù)各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和氣象條件,可進(jìn)行污染源排放溯源分析,快速定位重點(diǎn)排放源,實(shí)現(xiàn)污染物擴(kuò)散趨勢推算及微觀尺度的預(yù)報(bào)預(yù)警,以支持環(huán)境精細(xì)化管理的工作要求。
?第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題,使群眾投訴在第一時(shí)間得到解決,矛盾在第一時(shí)間
得到化解,群眾滿意度得到提升。
?通過對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定區(qū)域空氣污染的主要成因和來源,為相關(guān)管理部門提供針對性的減排策略、管控措施建議等,實(shí)現(xiàn)“靶向治理”。
? 由被動監(jiān)管向主動監(jiān)管,由人工監(jiān)管向自動監(jiān)管、由盲目性監(jiān)管向精細(xì)
化監(jiān)管轉(zhuǎn)變,提升監(jiān)管效率,降低監(jiān)管成本。
? 震懾和預(yù)防企業(yè)違法排污行為。
4 總體架構(gòu)
惡臭電子鼻在線監(jiān)測系統(tǒng)一是根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的污染特征及生產(chǎn)工藝過程,選取敏感點(diǎn)位來布點(diǎn),一是將目標(biāo)區(qū)域分為網(wǎng)格進(jìn)行布點(diǎn),對網(wǎng)格中的污染物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過對海量監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對污染過程動態(tài)跟蹤、反演,全面、及時(shí)、準(zhǔn)確地反映污染發(fā)展趨勢,了解網(wǎng)格內(nèi)的空氣質(zhì)量及實(shí)時(shí)變化,分清污染來源,為各級部門實(shí)施環(huán)境監(jiān)管提供決策依據(jù)。
總體架構(gòu)由感知層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成 感知層:在監(jiān)測區(qū)域選取監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行組合布點(diǎn),氨、三甲胺、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、臭氣濃度。
數(shù)據(jù)層:通過多種傳輸方式接收感知設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù),包括惡臭數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等,通過環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)控平臺,采用先進(jìn)的云計(jì)算處理技術(shù)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的存儲和統(tǒng)計(jì)分析,為環(huán)境管理部門有效監(jiān)管及科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。
應(yīng)用層:通過微型站、惡臭電子鼻在線監(jiān)測系統(tǒng)及環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)控平臺,最終實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境網(wǎng)格化監(jiān)管、預(yù)警預(yù)報(bào)、污染源追溯、移動監(jiān)管及數(shù)據(jù)服務(wù)。
5點(diǎn)位布設(shè)要求
? 污染監(jiān)測點(diǎn)原則上應(yīng)設(shè)在熱點(diǎn)網(wǎng)格內(nèi)對大氣質(zhì)量產(chǎn)生明顯影響的固定污染源周邊,如生產(chǎn)工藝車間周邊,傳輸管道周邊。
? 主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下,應(yīng)在污染源的下風(fēng)向布設(shè)監(jiān)測點(diǎn),以捕捉到最大污染恃征為原則進(jìn)行布設(shè)。上風(fēng)口可酌情布設(shè)點(diǎn)位作為對照。
? 對固定污染源較多且集中的工業(yè)園區(qū)等,污染源監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向的工業(yè)園區(qū)邊界,兼顧排放強(qiáng)度大的污染源及污染的最大落地濃度。
? 各布設(shè)點(diǎn)的設(shè)置條件要盡可能一致,使得獲得的大氣污染數(shù)據(jù)具有可比性。
6儀器介紹
惡臭電子鼻在線監(jiān)測系統(tǒng)采用陣列式氣體傳感器技術(shù)及算法,可實(shí)時(shí)監(jiān)測城市垃圾填埋場、垃圾處理站、垃圾發(fā)電廠、垃圾焚燒場地、化工園區(qū),醫(yī)藥企業(yè)、養(yǎng)殖場,污水處理廠等地引發(fā)惡臭的物質(zhì)及有害物質(zhì)。
儀器外觀及監(jiān)測原理:
用電化學(xué)和氣敏半導(dǎo)體分析技術(shù)來實(shí)現(xiàn)惡臭氣體監(jiān)測。
儀器原理圖:
7技術(shù)參數(shù)
(1)氨氣監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:電化學(xué)
量程范圍:0~20/100PPM(可定制量程和單位)
分辨率:0.1PPM
零點(diǎn)漂移:±1ppb/24h
響應(yīng)時(shí)間:≤30s
(2)硫化氫監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:電化學(xué)
量程范圍:0~10/50PPM(可定制量程和單位)
分辨率:0.1PPM
零點(diǎn)漂移:±1ppb/24h
響應(yīng)時(shí)間:≤30s
(3)臭氣監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:電化學(xué)
量程范圍:0~100/1000(可定制量程)
分辨率:0.1無量綱
響應(yīng)時(shí)間:≤30s
(4)甲硫醇監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:電化學(xué)
量程范圍:0~10/20PPM(可定制量程和單位)
分辨率:0.1PPM
響應(yīng)時(shí)間:≤30s
(5)甲硫醚監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:電化學(xué)
量程范圍:0~50PPM(可定制量程和單位)
分辨率:0.1PPM
響應(yīng)時(shí)間:≤30s輸 出:RS485接口,4-20mA,0-1V/2V/5V/10V,具有2個(gè)
(6)二甲二硫醚監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理: 電化學(xué)
量程范圍: 0~50PPM(可定制量程和單位)
分辨率: 0.1PPM
響應(yīng)時(shí)間: ≤30s
(7)二硫化碳監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:PID光離子原理
量程范圍:0~50/100PPM(可定制量程和單位)
分辨率: 0.01PPM
響應(yīng)時(shí)間: ≤30s
(8)苯乙烯監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:電化學(xué)
量程范圍:0~20PPM(可定制量程和單位)
分辨率: 0.1PPM
響應(yīng)時(shí)間: ≤30s
(9)三甲胺監(jiān)測模塊
技術(shù)指標(biāo)
測量原理:電化學(xué)
量程范圍:0~10/20PPM(可定制量程和單位)
分辨率: 0.1PPM
響應(yīng)時(shí)間: ≤10s
8質(zhì)控方案
(1)標(biāo)氣校準(zhǔn)
在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室,采用不同濃度的標(biāo)氣設(shè)備進(jìn)行標(biāo)物校準(zhǔn)。
(2)馴化校準(zhǔn)
在不同環(huán)境條件下(氣象、污染濃度等),將惡臭電子鼻在線監(jiān)測儀器與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行深度機(jī)器學(xué)習(xí),形成每臺儀器獨(dú)有的馴化參數(shù)。
(3)環(huán)境校準(zhǔn)
在實(shí)際大氣環(huán)境中,將惡臭電子鼻在線監(jiān)測儀器與國標(biāo)方法設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格比對測試,根據(jù)比對結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)。
9功能特點(diǎn)
?采用泵吸式的采樣方式,流量計(jì)精準(zhǔn)控制流量,確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定與準(zhǔn)確。
?在傳感器的選型上,根據(jù)參數(shù)選擇,每一個(gè)參數(shù)都選擇對應(yīng)的國際知名品牌傳感器,保證了檢測精度與穩(wěn)定性。
?智能檢測模塊自動識別傳感器,常規(guī)配置為四參數(shù),可根據(jù)需要增加或減少傳感器,
?4G網(wǎng)絡(luò)無線傳輸數(shù)據(jù),HJ-212協(xié)議聯(lián)網(wǎng)參數(shù)在屏幕上可配置,極大的方便了與各平臺聯(lián)網(wǎng);
?7寸顯示屏,電容觸摸IPS屏幕,分辨率為1024*600,全視角高清顯示。
?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)秒級更新,能實(shí)現(xiàn)一年以上的數(shù)據(jù)存儲,可本機(jī)查看歷史數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)可通過USB口導(dǎo)出。
?外觀設(shè)計(jì)簡單大方,安裝方式多樣,可選壁掛式、立桿安裝;
10其他定制參數(shù)可參考下表(量程可選擇):
檢測對象 |
監(jiān)測量程 |
分辨率 |
精度 |
響應(yīng)時(shí)間 |
檢出限 |
原理 |
惡臭濃度 |
0-1000 OU |
0.1 OU |
±5%FS |
≤30s |
1 OU |
MOS |
氨氣(NH3) |
0~100ppm |
1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
硫化氫(H2S) |
0~50ppm |
0.05ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
氯氣(CL2) |
0~20ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
氯化氫(HCL) |
0~20ppm |
0.2ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
氟化氫(HF) |
0~10ppm |
0.01ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
二甲基甲酰胺(DMF) |
0-100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
PID |
苯甲醛 |
0-100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
PID |
醋酸 |
0-1000ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
PID |
二甲胺 |
0-100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
PID |
二硫化碳 |
0-100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
甲苯 |
0-100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
PID |
甲醇 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
催化燃燒 |
四氫呋喃 |
0-100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
PID |
苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
二甲苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
非甲烷總烴 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
甲醛 |
0~10ppm |
0.001ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
酚類 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
丙酮 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
煙塵 |
0-30mg/m3 |
0.1mg/m3 |
±10% |
≤60s |
100 ug |
激光光散射 |
苯乙烯 |
0~10ppm |
0.01ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
苯并芘 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
一氧化氮 |
0~10ppm |
0.001ppm |
±5%FS |
≤30s |
20ppb |
電化學(xué) |
二氯甲烷 |
0-500PPM |
0.1PPM |
±5%FS |
≤10s |
1PPM |
PID |
HBr |
0~10ppm |
0.01ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
間甲酚 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
吡啶 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
乙醇 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
乙酸 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
乙酸乙酯 |
0~100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
粉塵 |
0-30mg/m3 |
0.1mg/m3 |
±10% |
≤60s |
100 ug |
激光光散射 |
硝基苯類 |
0-20PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
乙烯 |
0~10ppm |
0.01ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
復(fù)合傳感器 |
正丁烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
甲烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
乙炔 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
1,3-丁二烯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
丙烯 |
0~10ppm |
0.01ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
甲硫醇 |
0~10ppm |
0.01ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
乙基苯 |
0-10ppm |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,2-二甲基苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,3-二甲基苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,2,4-三甲基苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,3,5-三甲基苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
庚烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
正辛烷 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
環(huán)己烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
氯苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
乙酸異丁酯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,4-二氯苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,3-二氯苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,2-二氯苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
2-丁酮 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
2-己酮 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
甲基環(huán)己烷 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
1,2,4-三氯苯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
乙酸正丁酯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
2-甲基己烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
3-甲基己烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
2-甲基庚烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
乙基環(huán)己烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
正己烷 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
甲酸乙酯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
乙酸甲酯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
丙烯酸乙酯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
丙烯酸正丁酯 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
環(huán)己酮 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
異丙醇 |
0-10PPM |
0.1PPM |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
復(fù)合傳感器 |
硫酸霧 |
0~50ppm |
0.05ppm |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
復(fù)合傳感器 |
0-1000 OU |
0.1 OU |
±5%FS |
≤30s |
1 OU |
MOS |
|
三甲胺 |
0-10PPM |
0.001PPM |
±5%FS |
≤10s |
20ppb |
PID |
二氯乙烷 |
0-500PPM |
0.1PPM |
±5%FS |
≤10s |
1PPM |
PID |
SiH4(硅烷) |
0-50PPM |
0.01PPM |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
復(fù)合傳感器 |
GeH4(鍺烷) |
0-50PPM |
0.01PPM |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
復(fù)合傳感器 |
PH3(磷化氫) |
0-20PPM |
0.01PPM |
±5%FS |
≤10s |
50ppb |
電化學(xué) |
乙腈 |
0-100PPM |
0.1PPM |
±5%FS |
≤30s |
100ppb |
半導(dǎo)體 |
氯仿(三氯甲烷) |
0-100PPM |
0.1PPM |
±5%FS |
≤30s |
100ppb |
半導(dǎo)體 |
丙烷 |
0-100%LEL |
0.1%LEL |
±5%FS |
≤30s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
磷化氫 |
0-20PPM |
0.1PPM |
±5%FS |
≤30s |
50ppb |
電化學(xué) |
氮?dú)猓?span>N2) |
0-30%VOL |
0.1%VOLL |
±5%FS |
≤30s |
0.05%LVOL |
電化學(xué) |
二氧化碳(CO2) |
0-500PPM |
0.1PPM |
±5%FS |
≤10s |
1PPM |
紅外 |
氧氣(O2) |
0-30%LEL |
0.10% |
±5%FS |
≤10s |
0.05% |
電化學(xué) |
乙醛(CH3CHO) |
0-100ppm |
0.1ppm |
±5%FS |
≤10s |
50ppb |
電化學(xué) |
丁醇(C4H10O) |
0-100%LEL |
0-0.1%LEL |
±5%FS |
≤10s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |
乙二醇(EG) |
0-100%LEL |
0-0.1%L |
±5%FS |
≤10s |
0.5%LEL |
催化燃燒 |