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德國(guó)AIRSENSE電子鼻在化學(xué)工業(yè)區(qū)惡臭監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究
檢測(cè)樣品:惡臭氣體
檢測(cè)項(xiàng)目:惡臭強(qiáng)度 濃度值
方案概述:德國(guó) AIRSENSE 公司 Olfosense 型電子鼻以三點(diǎn)嗅袋法為理論依據(jù),用氣敏元件(即傳感器)技術(shù)代替人鼻子進(jìn)行感官測(cè)定,直接得出臭氣濃度值,即 OU 值,它由多個(gè)性能彼此重疊的氣敏傳感器和適當(dāng)?shù)哪J椒诸惙椒ńM成的具有識(shí)別單一和復(fù)雜氣體能力的裝置。并且具有兩種電化學(xué)傳感器和一個(gè) PID 傳感器,能夠直接給出氨氣、硫化氫、VOC 氣體的濃度值。
德國(guó) AIRSENSE 公司 Olfosense 型電子鼻以三點(diǎn)嗅袋法為理論依據(jù),用氣敏元件(即傳感器)技術(shù)代替人鼻子進(jìn)行感官測(cè)定,直接得出臭氣濃度值,即 OU 值,它由多個(gè)性能彼此重疊的氣敏傳感器和適當(dāng)?shù)哪J椒诸惙椒ńM成的具有識(shí)別單一和復(fù)雜氣體能力的裝置。并且具有兩種電化學(xué)傳感器和一個(gè) PID 傳感器,能夠直接給出氨氣、硫化氫、VOC 氣體的濃度值。如果發(fā)現(xiàn)環(huán)境惡臭超標(biāo),可通過(guò)遠(yuǎn)程控制啟動(dòng)自動(dòng)留樣系統(tǒng)。Olfosense 型電子鼻一般由氣體采集控制系統(tǒng)、氣敏傳感器陣列、信號(hào)處理子系統(tǒng)和模式識(shí)別子系統(tǒng)等四大部分組成。工作時(shí),通過(guò)控制器將氣味分子采集回來(lái),并流經(jīng)氣敏傳感器,氣味分子被氣敏傳感器陣列吸附,產(chǎn)生信號(hào);生成的信號(hào)被送到信號(hào)處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理和加工;并終由模式識(shí)別子系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理的結(jié)果作出判斷。
由于它具有便捷、快速、高效、成本低、可操作性強(qiáng)、對(duì)不同的樣品有多種進(jìn)樣方式加以選擇、可在線連續(xù)進(jìn)樣等特點(diǎn),被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)部門,如石油化工、環(huán)保監(jiān)測(cè)等。由于惡臭監(jiān)測(cè)取樣困難,使用常規(guī)的化學(xué)分析或嗅覺(jué)測(cè)試法測(cè)試時(shí),直接反映惡臭強(qiáng)度的能力、平行性、結(jié)果重現(xiàn)性都比較差,而且無(wú)法在線監(jiān)測(cè)污染物的排放情況,發(fā)生突發(fā)狀況時(shí)也不能及時(shí)監(jiān)測(cè)予以應(yīng)對(duì),而德國(guó) Olfsense 型電子鼻在這些方面具有很大的優(yōu)勢(shì)[17, 18],而且在這方面做了大量的跟三點(diǎn)比較式嗅袋法對(duì)比的實(shí)驗(yàn)測(cè)試,結(jié)果具有很強(qiáng)的相關(guān)性和一致性。
檢測(cè)地點(diǎn):天津?yàn)I海新區(qū)大港化工區(qū)
實(shí)驗(yàn)設(shè)備: 德國(guó) AIRSENSE 公司 Olfosense 型電子鼻
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
從圖 2 和圖 3 可以直觀的看出,化工廠的惡臭氣體和石油化工廠的是*不同的,惡臭氣體的組成是*不一樣的。4 個(gè)金屬氧化傳感器對(duì)不同類型的惡臭氣體有很好的響應(yīng)。
對(duì)某一個(gè)化工廠進(jìn)行 24 小時(shí),一個(gè)月連續(xù)監(jiān)測(cè)。從圖 4 我們發(fā)現(xiàn),某石化廠在每天的凌晨 12點(diǎn)至 4 點(diǎn)之間,臭氣濃度值普遍的高于其他時(shí)間段,經(jīng)過(guò)考察后發(fā)現(xiàn),12 點(diǎn)至 4 點(diǎn)時(shí)間段,經(jīng)常有拉貨的大卡車排隊(duì)拉貨物,更多的是汽車尾氣造成的環(huán)境污染。VOC 值在 100ppb 至 300ppb 之間波動(dòng)。這個(gè)時(shí)間段有機(jī)物會(huì)發(fā)明顯高于其他時(shí)間段。
對(duì)大港化工區(qū)某幾個(gè)路段進(jìn)行綜合比對(duì),計(jì)算平均值后,比對(duì)冬天和夏天的數(shù)據(jù),如圖 5 所示,從圖中我們可也看出,12 月份、1 月份、2 月份數(shù)據(jù)明顯高于其他月份,綜合分析,可能是因?yàn)榭諝鉂穸缺燃哟?,再加上霧霾天氣比較多的原因。今年冬季的數(shù)據(jù)又將如何呢,屆時(shí)我們還會(huì)做出分析。
如圖 5 所示是某工廠發(fā)生了短時(shí)的氨氣泄漏,電子鼻di一時(shí)間進(jìn)行了響應(yīng),工作人員發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常后,在di一時(shí)間通知了工廠進(jìn)了zui快速的處理。
結(jié)論:
德國(guó) Airsense 公司的 Olfosense 型電子鼻,在天津?yàn)I海新區(qū)大港化工區(qū)有很多的成功的案例,因?yàn)榘惭b到了大約 40 家工廠,電子鼻在 24 小時(shí)在線監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的發(fā)送到終端進(jìn)行分析和比對(duì)。一旦發(fā)生事故可第yi之間進(jìn)行響應(yīng)報(bào)警提示。分布在各個(gè)重點(diǎn)異味源周邊的 Olfosense 型電子鼻,不但能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)異味源的排放情況,還能夠及時(shí)啟動(dòng)預(yù)警,幫助環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法人員快速“鎖定” 排放源,對(duì)污染企業(yè)進(jìn)行處罰和懲戒。異味的發(fā)生具有瞬時(shí)性和不確定性,在大港地區(qū)異味治理過(guò)程中,存在著大氣污染源定位困難、缺乏監(jiān)測(cè)執(zhí)法手段等問(wèn)題。比如采取人工采樣與嗅辨員嗅辯方式進(jìn)行執(zhí)法時(shí),在接到信訪投訴到環(huán)境監(jiān)察執(zhí)法人員趕到現(xiàn)場(chǎng)之間存在著時(shí)間差,難以及時(shí)采集到有效證據(jù),對(duì)于異味源的準(zhǔn)確判斷也十分困難。115 套 Olfosense 型電子鼻的投入使用將讓這種困境得到很好的解決。
它們實(shí)現(xiàn)了對(duì)大港城區(qū)周邊污染排放“第yi時(shí)間采樣、第yi時(shí)間監(jiān)測(cè)、第儀時(shí)間預(yù)警”。“每個(gè)電子鼻收集到的數(shù)據(jù)信息都將實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控終端平臺(tái),一旦電子鼻發(fā)生預(yù)警,監(jiān)控人員將立即根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行研判。如果排放物濃度接近超標(biāo)值,將提醒企業(yè)注意,及時(shí)處理,預(yù)防污染事故發(fā)生,大限度減少異味對(duì)居民生活的影響。如果排放確實(shí)超標(biāo),還可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制操作電子鼻進(jìn)行自動(dòng)采樣,鎖定證據(jù),為下一步依法懲處提供依據(jù)。監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)處于全面運(yùn)行狀態(tài),可實(shí)時(shí)顯示來(lái)自 115 個(gè)電子鼻的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并能準(zhǔn)確無(wú)誤的發(fā)布預(yù)警信息,準(zhǔn)確率達(dá)到 80%以上、
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