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德国AIRSENSE电子鼻在化学工业区恶臭监测中的应用研究

2020-04-13

       德国 AIRSENSE 公司 Olfosense 型电子鼻以三点嗅袋法为理论依据,用气敏元件(即传感器)技术代替人鼻子进行感官测定,直接得出臭气浓度值,即 OU 值,它由多个性能彼此重叠的气敏传感器和适当的模式分类方法组成的具有识别单一和复杂气体能力的装置。并且具有两种电化学传感器和一个 PID 传感器,能够直接给出氨气、硫化氢、VOC 气体的浓度值。如果发现环境恶臭超标,可通过远程控制启动自动留样系统。Olfosense 型电子鼻一般由气体采集控制系统、气敏传感器阵列、信号处理子系统和模式识别子系统等四大部分组成。工作时,通过控制器将气味分子采集回来,并流经气敏传感器,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;并终由模式识别子系统对信号处理的结果作出判断。

      由于它具有便捷、快速、高效、成本低、可操作性强、对不同的样品有多种进样方式加以选择、可在线连续进样等特点,被广泛用于工业生产的各个部门,如石油化工、环保监测等。由于恶臭监测取样困难,使用常规的化学分析或嗅觉测试法测试时,直接反映恶臭强度的能力、平行性、结果重现性都比较差,而且无法在线监测污染物的排放情况,发生突发状况时也不能及时监测予以应对,而德国 Olfsense 型电子鼻在这些方面具有很大的优势[17, 18],而且在这方面做了大量的跟三点比较式嗅袋法对比的实验测试,结果具有很强的相关性和一致性。

检测地点:天津滨海新区大港化工区

实验设备:  德国 AIRSENSE 公司 Olfosense 型电子鼻

实验结果:

       从图 2 和图 3 可以直观的看出,化工厂的恶臭气体和石油化工厂的是完全不同的,恶臭气体的组成是完全不一样的。4 个金属氧化传感器对不同类型的恶臭气体有很好的响应。

       对某一个化工厂进行 24 小时,一个月连续监测。从图 4 我们发现,某石化厂在每天的凌晨 12点至 4 点之间,臭气浓度值普遍的高于其他时间段,经过考察后发现,12 点至 4 点时间段,经常有拉货的大卡车排队拉货物,更多的是汽车尾气造成的环境污染。VOC 值在 100ppb 至 300ppb 之间波动。这个时间段有机物会发明显高于其他时间段。

       对大港化工区某几个路段进行综合比对,计算平均值后,比对冬天和夏天的数据,如图 5 所示,从图中我们可也看出,12 月份、1 月份、2 月份数据明显高于其他月份,综合分析,可能是因为空气湿度比加大,再加上雾霾天气比较多的原因。今年冬季的数据又将如何呢,届时我们还会做出分析。

        如图 5 所示是某工厂发生了短时的氨气泄漏,电子鼻di一时间进行了响应,工作人员发现数据异常后,在di一时间通知了工厂进了快速的处理。

结论:

      德国 Airsense 公司的 Olfosense 型电子鼻,在天津滨海新区大港化工区有很多的成功的案例,因为安装到了大约 40 家工厂,电子鼻在 24 小时在线监测,数据实时的发送到终端进行分析和比对。一旦发生事故可第yi之间进行响应报警提示。分布在各个重点异味源周边的 Olfosense 型电子鼻,不但能够在线实时监测异味源的排放情况,还能够及时启动预警,帮助环境监察执法人员快速“锁定” 排放源,对污染企业进行处罚和惩戒。异味的发生具有瞬时性和不确定性,在大港地区异味治理过程中,存在着大气污染源定位困难、缺乏监测执法手段等问题。比如采取人工采样与嗅辨员嗅辩方式进行执法时,在接到信访投诉到环境监察执法人员赶到现场之间存在着时间差,难以及时采集到有效证据,对于异味源的准确判断也十分困难。115 套 Olfosense 型电子鼻的投入使用将让这种困境得到很好的解决。

      它们实现了对大港城区周边污染排放“第yi时间采样、第yi时间监测、第仪时间预警”。“每个电子鼻收集到的数据信息都将实时传送到监控终端平台,一旦电子鼻发生预警,监控人员将立即根据实时数据进行研判。如果排放物浓度接近超标值,将提醒企业注意,及时处理,预防污染事故发生,大限度减少异味对居民生活的影响。如果排放确实超标,还可以通过远程控制操作电子鼻进行自动采样,锁定证据,为下一步依法惩处提供依据。监测预警系统已经处于全面运行状态,可实时显示来自 115 个电子鼻的实时数据,并能准确无误的发布预警信息,准确率达到 80%以上。

 

 

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