一、恶臭在线监测系统概述
恶臭在线监测系统是一种利用传感器、仪器和网络技术,对空气中的恶臭物质进行实时采集、传输和分析的系统。它的发展历程与环境问题的日益凸显以及科技的不断进步密切相关。
随着工业生产、城市生活、畜禽养殖等活动的发展,恶臭气体的产生和排放不断增加,对环境和人体健康造成严重影响。为了有效地监测和控制这些恶臭气体,恶臭在线监测系统应运而生。早期的监测方法主要依赖人工嗅辨,这种方法不仅效率低下,而且准确性和可靠性也难以保证。随着传感器技术的发展,恶臭在线监测系统逐渐实现了自动化和智能化,能够实时、准确地检测空气中的恶臭物质。
恶臭在线监测系统作为一种先进的环境监测技术,具有重要的意义。它能够及时发现恶臭物质的排放源,为环境管理部门提供科学依据,采取有效的治理措施。同时,它也能够提高公众对环境问题的关注和参与度,促进社会的和谐与进步。例如,在一些城市的垃圾填埋场、污水处理厂等区域安装了恶臭在线监测系统,公众可以通过网络平台随时查询这些区域的恶臭状况,增强了对环境问题的监督。
据统计,我国每年产生的恶臭气体排放量巨大,其中大部分来自城市垃圾填埋场、污水处理厂、畜禽养殖场等地方。这些恶臭气体不仅对人们的生活质量和健康造成严重影响,还对环境和安全带来巨大威胁。恶臭在线监测系统的出现,为解决这些问题提供了有力的支持。
二、工作原理及组成
(一)工作原理
恶臭在线监测系统模拟人的嗅觉器官对气味进行 “感知、分析和判断”。电子鼻一般由气敏传感器阵列、信号处理子系统和模式识别子系统等三大部分组成。工作时,气味分子被气敏传感器阵列吸附,产生信号。生成的信号被送到信号处理子系统进行处理和加工,比如通过对信号进行放大、滤波、数字化等操作,去除噪声和干扰,提取有用的特征信息。最后由模式识别子系统对信号处理的结果作出判断,利用先进的算法和模型,将处理后的信号与已知的恶臭气体特征进行对比和分类,确定恶臭气体的种类和浓度。
越来越多的研究证明,运用电子鼻技术进行气味分析,可以客观、准确、快捷地评价气味,并且具有重复性好的特点,这是人和动物的鼻子所不及的。
(二)组成部分
恶臭在线监测系统由监测点、传输网络、数据处理和应用平台组成,各部分协同工作,实现对恶臭气体的实时监测和数据共享。
- 监测点:通常由环境恶臭气体采集探头组成,用于采集环境中的恶臭气体样本。一般放置在恶臭气体源附近,如城市垃圾填埋场、污水处理厂、畜禽养殖场等区域。采集探头接收恶臭气体,并将样本传输到监测主机。
- 传输网络:包括数据传输设备,通过互联网等方式将系统的监测数据传输到控制中心或其他指定的设备。可以采用有线或无线的通信方式,确保数据传输的稳定和及时。例如,利用 4G 无线传输原理,实现远程数据查看和管理。
- 数据处理:由恶臭气体在线监测主机、数据处理及报警系统组成。监测主机接收采集探头采集的恶臭气体样本,经过分析后产生报警信息或将数据传输至其他设备中进行记录或处理。数据处理及报警系统处理由监测主机传回来的数据,判断是否有恶臭气体超标,如果超标则及时发出报警信号。
4.应用平台:包括监测管理软件,一般是 PC 或手机等终端设备上安装的恶臭气体在线监测管理软件,能够监控系统状态、接收数据、处理数据、显示检测结果,提供历史数据记录查询和生成各种报表等功能。同时,应用平台也为环境管理部门和公众提供了一个便捷的查询和监督渠道,实现数据共享。
三、应用场景广泛
(一)水域监测
水域(包括海洋、河流、湖泊、排水沟、渠等)以岸边为厂界边界线,其采样点设置与无组织排放源监测相同。恶臭在线监测系统可对水域中的恶臭气体进行实时监测,及时掌握水质污染情况。例如,在一些河流区域,由于周边的工业排放、生活污水等原因,可能会产生硫化氢、氨等恶臭气体。通过安装恶臭在线监测系统,可以及时发现这些问题,并采取相应的治理措施。据统计,约有 30% 的河流存在不同程度的恶臭污染问题,主要是由于生活污水和工业废水的排放所致。
(二)厂界监测
在工厂厂界的下风向侧,或有臭气方位的边界线上进行监测,及时发现无组织排放源的恶臭问题。根据 GB15554/93 标准,厂界的监测采样点可选择 2 – 4 个。当受条件限制无法按要求布设监测采样点时,也可将监测采样点设于工厂厂界内侧靠近厂界的位置。例如,在一些化工园区,由于众多企业的生产活动,可能会产生各种恶臭气体。通过在厂界安装恶臭在线监测系统,可以实时监测恶臭气体的浓度和扩散情况,为环境管理部门提供科学依据,督促企业采取有效的治理措施。
(三)有组织排放源监测
对臭气进入大气的排气口,或水平排气道和排气筒下部进行监测,确保有组织排放源的恶臭气体达标排放。当生产设备安装了净化设施时,采样点应设置在净化设施后的排气筒上,需要检测净化设施的去除率时,还应在净化设施前设置监测点。例如,在一些垃圾焚烧发电厂,通过对排气口的恶臭气体进行监测,可以及时了解净化设施的运行效果,确保排放的气体符合环保标准。据统计,经过有效的净化处理,垃圾焚烧发电厂的恶臭气体排放量可降低 70% 以上。
(四)特殊场所监测
如垃圾中转站、处理厂、污水处理厂、屠宰厂等场所,安装恶臭在线监测系统能有效提升综合治理效果。在这些场所,由于大量的有机废弃物和污水的存在,容易产生硫化氢、甲硫醇等恶臭气体。例如,在垃圾中转站,通过安装恶臭在线监测系统,可以实时监测恶臭气体的浓度,当浓度超标时,及时启动除臭设备,如喷洒除臭剂、增加通风等措施,有效降低恶臭气体对周边环境的影响。在污水处理厂,恶臭在线监测系统可以与污水处理工艺相结合,通过监测数据调整处理工艺参数,提高污水处理效果的同时,减少恶臭气体的产生。在屠宰厂,恶臭在线监测系统可以帮助企业及时发现问题,采取有效的除臭措施,改善工作环境,减少对周边居民的影响。
四、优势显著
一)实时监测与分析
恶臭在线监测系统能够实现 24 小时不间断在线监测,通过高灵敏度的传感器自动采集数据。系统内的先进分析算法能够快速对采集到的数据进行分析,实时掌握恶臭物质的浓度变化。例如,在垃圾填埋场,系统可以实时监测硫化氢、氨气等恶臭气体的浓度,一旦浓度出现异常波动,能够及时发出警报,为管理人员采取应对措施争取宝贵时间。同时,系统准确反映恶臭分布和扩散变化规律,加强了对自身恶臭气体类型以及浓度的了解,以便更有效地控制恶臭污染。比如在化工园区,通过对不同区域的监测,可以清晰地了解到恶臭气体的扩散方向和浓度变化趋势,为制定针对性的治理方案提供科学依据。
(二)提高管理效率
对于企业和监管部门来说,恶臭在线监测系统极大地提高了管理效率和水平。企业可以通过系统实时掌握生产过程中恶臭气体的排放情况,及时调整生产工艺,减少恶臭气体的产生。监管部门则可以通过网络布点式监控,实时了解各个监测区域的恶臭状况,无需进行现场巡检即可掌握全局。例如,某城市的环境管理部门通过安装恶臭在线监测系统,实现了对全市多个重点区域的实时监控,管理效率提高了 50% 以上。系统自动报警功能使得问题能够及时被发现,数据可追溯查询功能为问题的分析和解决提供了有力支持。终端加后台软件一体化系统解决方案,为企业和监管部门提供了便捷、高效的管理工具。
(三)实现溯源预警
恶臭在线监测系统能够迅速找到污染源头,实现污染物溯源、预警及分析。系统通过在恶臭污染敏感区域及周边建设大气恶臭污染在线监测网络,结合风向、风速、温度、湿度等气象参数,利用先进的模型算法,精准分析恶臭气体的扩散轨迹和影响范围,从而快速锁定污染源头。例如,在一次突发的恶臭污染事件中,某地区的恶臭在线监测系统通过对监测数据的实时分析,迅速确定了一家化工企业的废气排放口为污染源头,为及时采取应急处置措施提供了关键信息。系统的预警功能能够在恶臭气体浓度即将超标或出现异常变化时提前发出警报,为企业和监管部门争取时间采取预防措施,避免污染事件的发生。
(四)信息共享与指导工作
恶臭在线监测系统通过对采集的大数据进行分析,实现信息共享,指导实际控臭、除臭工作,节约成本。系统按日、月做出大数据分析报告,使各个点位监测结果和实际工作结合起来。企业可以根据分析报告及时发现和掌握各个点位在不同时间段、不同气候条件下、不同生产状况下的臭气浓度变化规律,以此为依据调整除臭设备的运行参数,优化除臭方案,提高除臭效果,节约控臭、除臭成本。例如,一家垃圾处理厂通过分析系统提供的大数据报告,调整了除臭剂的喷洒时间和剂量,除臭成本降低了 30%。同时,系统实现的信息共享功能,使得环境管理部门、企业和公众能够实时了解恶臭状况,提高了公众对环境问题的参与度,促进了社会的和谐与进步。