圣凱安惡臭氣體在線監測

設計方案

目  錄

章 背景概述 1

1.1 建設背景 1

1.2 惡臭污染現狀 1

1.3 現狀分析及解決策略 2

第二章 項目概述 3

2.1建設思路 3

2.2建設意義 3

2.3建設目標 3

2.4 設計規范 3

第三章 方案建設 3

3.1 方案概述 4

3.2 建設方案 4

3.2.1 惡臭氣體監測分析儀 4

3.2.2 惡臭氣體在線監測云平臺 6

第四章 技術要求 15

4.1 數據傳輸方式 15

4.2工作條件要求 15

4.4控制標準 16

第五章 成果及效益 16

章背景概述

1.1建設背景

惡臭是引起人體厭惡或不愉快的氣味的揮發性物質，作用于人的嗅覺器官而被感知的一種污染問題，具有多組分、低濃度、瞬時性、陣發性的特點。

近幾年，我國人民群眾對于惡臭這一環境問題的反映也越來越強烈，同時由惡臭引發的污染糾紛也越來越多。惡臭污染漸漸成為了環保投訴熱點問題，越來越受到各級環保部門的重視，惡臭污染物監測治理技術也成為了民眾關注的焦點之一。

1.2惡臭污染現狀

根據國家《惡臭污染物排放標準（GB14554-1993）》，，目前控制惡臭的物質只包含氨、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、惡臭OU值在內的九個指標。但研究表明，惡臭包含的種類多達4000余種。

惡臭氣體等級劃分：

0 無臭

1 檢知闕值（勉強能聞到氣味）

2 認知闕值（氣味弱但能分辨其性質）

3 明顯檢知（氣味很明顯）

4 強臭

5 劇臭

常見惡臭物質：

分類 主要物質

無機物 硫化合物 硫化氫、二氧化硫、二硫化碳

氮化合物 二氧化氮、氨、碳酸氫銨、硫化銨

鹵素及其化合物 氯、溴、*

其他 臭氧，*

有機物 烴類 丁烯，乙炔，丁二烯，苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、萘

含硫化合物 硫醇類 甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、二異硫醇等

硫醚類 二甲二硫，甲硫醚，二乙硫、二丙硫、二丁硫、二苯硫

含氮化合物 胺類 二乙胺、乙二胺

酰胺類 二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、酪酸酰胺

吲哚類 吲哚，β-甲基吲哚

其他 吡啶，丙烯腈，硝基苯

含氧化合物 醇和酚 甲醇、乙醇、丁醇、*、甲酚

醛 甲醛，乙醛

酮和醚 丙酮，丁酮，己酮。二苯醚

酸 甲酸、乙酸、酪酸

酯 丙烯酸乙酯，異丁烯酸甲酯

鹵素衍生物 鹵代烴 甲基氯、二氯甲烷，*、氯乙烯

氯醛 三氯乙醛

1.3現狀分析及解決策略

前幾年，惡臭的感觀測試主要依賴人工嗅辨，需要人員多（至少7名）、耗時長，對測試環境條件要求高。惡臭氣體成分分析主要使用GC、GC/MS、HPLC、DOAS等檢測設備，但存在樣品前處理復雜、檢測時間長、不具備連續性等問題，在污染事故評價和環境監管中具有較大的應用局限性。

人工嗅辨惡臭監測流程

而無線傳感網絡具有集成性高，智能化程度高，覆蓋的區域廣，信息實時采集并對環境的變化隨時做出響應等特征，將之用來檢測惡臭氣體及相關工作范疇必有極為廣闊潛力。

因此，圣凱安根據無線傳感網絡的基本理論和惡臭氣體在線監測的實際需求，提出了基于物聯網技術的在線惡臭監測方法。設計了一個能夠在線測量惡臭氣體濃度、環境溫度、濕度等參數的綜合系統。

第二章項目概述

2.1建設思路

圣凱安惡臭氣體在線監測系統包含了一整套完善的解決方案，該解決方案囊括了從底層數據采集一直到上層應用軟件全部“物聯網”工作鏈，整套方案采用B/S模塊化架構設計，靈活易用。

2.2建設意義

部署惡臭氣體在線監測系統，配合城市現有的環境監測站點，可以準確、及時、全面地放映環境質量現狀及發展趨勢，為環境管理、污染源控制、環境規劃等提供科學依據。并結合天氣狀況、城市交通、人口密度、工業產值等元素，進行系統的研究，為保護環境、改善大氣環境質量、提高人們幸福感起到技術支撐作用。

具體可歸納為：

? 根據環境標準，評價環境質量。

? 根據污染分布情況，追蹤尋找污染源，為實現監督管理、控制污染源提高依據。

? 構建云計算海量數據處理平臺，儲存本區域海量數據，積累*監測資料，為研究環境容量、實施總量控制、目標管理、預測環境質量提供數據。

? 為保護人類健康、保護環境、合理使用自然資源，制定環境法規、標準、規劃等服務。

2.3建設目標

? 建立自動化環境監測站，提升惡臭氣體監測水平，實現監測無人化智能化操作；

? 建立環境大數據平臺：以物聯網技術、云計算技術為基礎，結合環保相關部門數據，實現對惡臭氣體數據的實時監測、實時傳輸、數據分析、智能化大數據挖掘等功能。

? 建立健全的污染防治方案，通過大數據為政府對污染治理提供意見和建議；

? 依托大數據平臺，與行業企業深度合作，創新人才培養模式，完善管理體系，提高企業競爭力；

? 通過建立水大數據平臺，對接政府環測部門，提高環境監測準確度，提高政策決策科學系，提升基地社會服務能力。

2.4 設計規范

《惡臭污染排放標準》   GB 14554-1993

《空氣質量惡臭的測定三點比較式臭袋法》GB/T 14675-1993

《空氣質量的測定氣相色譜法》 GB/T 14676-1993

《空氣質量甲苯、二甲苯、苯乙烯的測定氣相色譜法》 GB/T 14677-1993

《空氣質量硫化氫、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫的測定氣相色譜法》   GB/T 14678-1993

《空氣質量氨的測定次氯酸鈉-水楊酸分光光度法》  GB/T 14679-1993

GB50493-2009《石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》

GB 12358-2006《作業場所環境氣體檢測報警儀通用技術要求》

第三章方案建設

3.1 方案概述

圣凱安根植環境領域多年，在承擔國家重大儀器專項的基礎上研發出來的“惡臭在線監測系統”。采用傳感器陣列模式，根據多個現場試驗出的惡臭模型，配以遠程信號傳輸系統、氣象監測系統、氣體采集系統，通過無線網絡啟動在線監測儀，終將分析的結果和所獲取的氣象參數、環境參數傳至區域惡臭在線監控平臺。

該惡臭在線監測系統可以應用在諸如污水處理廠、垃圾填埋場、畜禽養殖場等存在惡臭排放的地方。

3.2 建設方案

3.2.1 惡臭氣體監測分析儀

（1）產品概述

圣凱安惡臭氣體監測儀是一款多功能微型氣體監測儀，內置抽氣泵，采用*高靈敏度傳感器，測量精準穩定。儀器可針對某一氣體單獨檢測也可以針對多種氣體組合檢測，可選配溫濕度參數同時檢測。

工業級高精觸摸屏，完美顯示當前濃度值、大值、小值、1分種和1小時平均值，并可選取任意時間段時間歷史數據查詢，曲線顯示；內置大容量存儲芯片，可輕松存儲10萬以上數據，并通過接口數據導出。

（2）核心部件

圣凱安技術的預標定智能型氣體傳感器模組具有體積小、重量輕、精度高、穩定性強、智能化、模塊化等特點。可組合1-9種甚至更多不同氣體同時在線監測使用。統一輸出信號方便用戶集成。

采用本質安全型電路設計，出廠已經過圣凱安二次開發溫度補償，信號放大，用戶使用時無需再標定，直接采集信號使用即可。只需要對接一次，后續即可對應上千種目標氣體的監測。

技術參數：

3.2.2 惡臭氣體在線監測云平臺

（1）設計思路

? 云平臺設計

所有數據儲存在云端，云端服務器可支持私有云與公有云不同需求架設。

? 采用B/S模塊化架構設計

系統整體采用B/S架構。可利用web直接登錄，數據展現直觀，界面美觀，并且各相關人員通過Internet可以隨時查閱到權限范圍內的數據。

? 以元數據管理為核心智能垃圾焚燒廠安惡臭氣體在線監測 設計方案

系統中的元數據是指：統計信息體系、查詢分類/分組標準、統計數據等。

系統對上述元數據進行統一編碼、描述、分類分域管理。系統可以動態擴展和維護元數據，并以元數據為紐帶，保持不同歷史時期數據的內在聯系，實現數據的共享，為數據倉庫、數據挖掘技術、統計分析的應用和開展統計預測等后續應用奠定基礎。

? 支持不同用戶類型和不同角色

系統的用戶對象：政府部門、學校學院、系統管理員等。

? 適應不同的調查組織模式

系統*適應現行的分析模式。同時以元數據管理為核心，在系統的底層設計中充分考慮組織模式改革的長遠發展需要，使之*流域環境保護的科學管理模式。

? 具有完善的多級管理機制智能垃圾焚燒廠安惡臭氣體在線監測 設計方案

系統從整體構架和運行機制上充分考慮不同的應用需求，建立良好的數據上傳和信息交互機制，從而實現數據多級管理的應用模式。

? 提供靈活的數據接口

平臺提供靈活的數據接口，確保系統的可拓展性，支持多種軟件數據格式。

（2）建設原則設計方案體現高性價比比，是本方案設計的指導思想，也是本方案設計的基本出發點和追求的目標。

本設計主要貫徹“高質量”及“低成本”兩條主線來進行設計的。

系統不僅要能滿足業務工作和業務流程的需求，同時提供有效的細分和管理的手段，配合系統提供的基于多維數據倉庫的分析手段，利用業主方的業務數據，建立直觀的多維數據模型，進行圖形對比分析和數據挖掘，通過對業主方的業務數據的聯機在線分析，為業主方提供決策支持和分析手段。

? 安全性

系統包含一個完整的惡臭氣體在線監測與管理流程，涉及多個信息處理環節，并涉及到部分不宜公開的內容。因此，系統嚴格地限定各級使用者的訪問權限和操作權限，并具備良好的抵抗外部各種沖擊的能力和災難恢復能力，以保證系統的正常運行以及信息的安全、保密、完整。

在系統設計上考慮整個系統的安全措施，使用業界成熟的技術和產品，采用安全可靠的系統架構，利用完善的安全策略保證信息的安全可靠。

? 靈活性和擴展性

本系統的數據源于各監控區域的惡臭氣體分析儀。因此本系統建設的原則之一是能夠靈活地適應數據源的變化。另外，基于業務領域及監測范圍可能存在變化，本系統可以通過靈活的方式采集信息和對外提供信息。

而隨著系統使用者的需求、系統規模、時間的推移等發生變化，系統在建設過程中充分考慮靈活組織與存儲信息，以增強系統擴展能力。系統功能的增強、增加不會引起系統總體架構上的變動。

? 可靠性

系統時時刻刻都在處理著大量的環境監測數據，任何時刻的系統設備故障都有可能帶來重大損失，為了滿足需求，本系統具備很高的穩定性和可靠性，以及很高的平均*率。保證故障發生時系統能夠提供有效的失效轉移或快速恢復等性能。

? 開放性

現有的數據采集系統、數據傳輸系統、業務系統等相互之間能夠進行順暢的數據交換，并且提供*符合業界標準的、主流的接口。

? 集成性和實用性

惡臭氣體在線監測系統的建設可以充分體現業務特點，充分利用現有資源，合理配置系統軟硬件，保護用戶投資。著眼建成后實際的使用與未來技術發展方向，具有良好的擴展能力，系統對組織架構和業務流程的變動具備低敏感性和優秀的支持性能，當組織機構或業務流程發生變動時，系統如需變更，變更手段應簡單易行。

? 可維護性和易用性

由于信息組織和利用具有靈活性、擴展性的特點，對系統管理維護的要求很高，在本系統設計過程中充分考慮系統的管理維護能力。在不影響決策者正常思維方式的前提下，系統提供靈活、易用、友好的操作界面，具備良好的親和力，尤其在前臺展現部分，界面應符合應用習慣，具備良好的可定制能力，定制過程簡單易用。

（3）技術架構

（4）網絡拓撲

（5）系統架構

物理環境感知層：客戶可根據現場需要采集控制的環保對象選擇傳感器、氣體檢測儀、氣體報警器、微型空氣監測站等，如：氨氣氣體報警器、智能型氣體傳感器、硫化氫氣體檢測儀、無人機氣體檢測儀等。

實時數據傳輸層：這一層負責把感知層采集到的各個環境數據由各種網絡方式傳遞到云平臺，同時也會根據云平臺的指令傳遞及控制現場設備。

在線監控平臺層：

云平臺層是應用層的基礎，也是環境在線監控物聯網系統與用戶的接口。用戶可根據監控點的數量及設備，靈活配置實時數據監測、實時畫面、統計分析、實時報警、維護提醒等功能。

多媒體綜合應用層：

云平臺層會根據系統的配置將實時數據推送到監控大屏、云服務中心、手機app等，且自動生成的報表可以為后期的建設和改進提供有利的數據。

（6）功能描述

? 實時在線數據監測

所有監測點數據統一在監測平臺上顯示，用戶實時在平臺上查看所有檢測儀采集的各類氣體數據。

? GPS實時定位

支持地圖比例尺縮放、搜索、定位等功能，適合客戶對每個下屬監控點位進行統一、分組管理，避免雜亂，一目了然。

? 報警信息推送

系統通過手機短信向管理人員推送監測點設備故障、異常情況等相關報警信息。

? 關鍵數據動態顯示

可對各監測點實時工藝進行展示，包括設備運行狀態、環境數據、監管參數等。

? 用戶及設備統一管理

此功能可實現監測點位信息的增、改、查、刪等基本操作，更規范的管理各監測設備。此外，企業端可設置不同的操作權限，實現不同級別操作人員對數據訪問范圍和數據讀寫性的嚴格控制，建立統一用戶管理平臺，實現所有用戶的身份管理。

? 遠程Web監控

管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統，查看監測現場情況，直接操作現場設備。

? 視頻監控集成

用戶可以根據需求集成現場監控視頻，對現場環境、重要設備、關鍵生產環節進行遠程視頻監控，實時了解現場發生的情況。

? 邏輯快速定義部署

所有監測點的信息、傳感器信息可實時在線遠程管理、部署、配置；無需修改系統代碼，用戶可在系統中自由定義所有傳感器報警閥值及報警處理方式。

四．技術要求

4.1 數據傳輸方式

數據傳輸應用局域網方式，如有需要可以開辟公網外接方式以方便遠程操作。

4.2工作條件要求

對于監測器的工作條件要求如下表：

1 工作電壓 220V

2 儲存溫度 —50°C - +80°C

3 工作溫度 —50°C - +80°C

4 防塵要求 防塵，有可更換防塵設施

5 放置位置 室外或室內

6 監控項目 氨、硫化氫、總揮發性有機物及惡臭值

7 放置位置 室外或室內

8 環境要求 防曬、防雨、防凍

9 安裝條件 安裝方便，可在樓頂或地面安裝

10 后期維護 要求簡單易于操作

11 監測頻次 連續監測

4.4控制標準

根據自身實際情況進行氣體選型，惡臭值需要與國內目前采用的標準方法《三點比較式臭袋法》國標進行關聯性對比及校正。

5.日常運行費用

日常運行費用及人員配備：

耗電：四個監測器每天耗電不大于5千瓦時

維修合同：每年簽訂一次

計控維護人員:一人   日常維護管理：一人

五．成果及效益

該監測系統安裝后，便可以準確反映區域內惡臭及總揮發性有機物濃度變化規律，加強企業對自身廢氣排放的了解以便更有效的控制，實時監測系統也方便政府與廣大市民的監督，提升企業社會形象。

全面掌握：對各個監測點的數據進行匯聚，將散落在不同系統，描述不同內容的局部數據發揮整體作用。

精確分析：可以以某個企業、某個區域、某個時段等作為分析對象，依靠數據的相互印證和補充而實現精確分析。

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