基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，包括水气两相采样模块；预处理模块，对从所述的水气两相采样模块获得的待测气体进行干燥；集成传感器监测模块，监测所采集的待测气体的各项参数和水质的各项参数；数据传输处理模块，获取采集的待测气体的各项气体参数数据和各项水质参数数据信号；可视化排放量在线监测平台

【技术实现步骤摘要】
基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统、方法、装置、处理器及存储介质


[0001]本专利技术涉及废弃物处理领域，尤其涉及温室气体在线监测
，具体是指一种基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统
、
方法
、
装置
、
处理器及其计算机可读存储介质
。

技术介绍

[0002]温室气体是指那些能够吸收并重新辐射地球表面向大气层内的长波辐射的气体，如二氧化碳
(CO2)、
甲烷
(CH4)、
氧化亚氮
(N2O)
等
。
[0003]对于废弃物处理行业，污水处理厂为其中温室气体排放量的一大来源，其工艺流程中产生大量
N2O、CH4、CO2等气体，其减排受国家高度重视
。2021
年3月
29
日生态环境部发布
《
关于加强企业温室气体排放报告管理相关工作的通知
》
，强调在废弃物处理等行业应建立高质量的温室气体监测体系，为减排提供准确的数据支撑
。
[0004]对于污水处理行业温室气体的监测体系，以短时长
、
间断性采样配套实验室气相色谱分析的离线监测方式为主
。
这种方式存在时间分辨率与采样频率过低的问题，无法反映污水处理工艺的昼夜变化规律，也往往会严重低估温室气体的排放强度
。
并且污水处理过程中产生的温室气体大多属于无组织逸散，离线监测受限于采样频率
、
采样周期的限制，对于昼夜
、
季节辨析力不强，监测数据不足
。
生活污水的时间分布差异性大，导致排放温室气体时间分布差异性大，离线监测到的数据更具随机性，导致监测数据误差大
。
[0005]因此，需要一种基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测系统对上述问题做出改善，致力于降低污水处理过程中的温室气体排放监测的不确定性，从而解决污水处理工艺与温室气体排放量关系不清的难题，降低碳排放，助力提早实现双碳目标
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足操作简便
、
误差小
、
适用范围较为广泛的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统
、
方法
、
装置
、
处理器及其计算机可读存储介质
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统
、
方法
、
装置
、
处理器及其计算机可读存储介质如下：
[0008]该基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其主要特点是，所述的系统包括：
[0009]水气两相采样模块，用于监测污水厂全厂区温室气体排放；
[0010]预处理模块，与所述的水气两相采样模块相连接，用于对从所述的水气两相采样模块获得的待测气体进行干燥，并控制实时采集的待测气体流量；
[0011]集成传感器监测模块，与所述的预处理模块相连接，用于通过气体传感器矩阵和气体分析仪器监测所采集的待测气体的各项参数，通过水质传感器监测所采集的水质的各
项参数，并传输给所述的数据传输处理模块；
[0012]数据传输处理模块，与所述的集成传感器监测模块相连接，用于获取采集的待测气体的各项气体参数数据和各项水质参数数据信号，通过自组网无线通信传输至所述的电子无线通信数据终端，计算实时通量并生成各气体组分连续性排放曲线；
[0013]可视化排放量在线监测平台，与所述的数据传输处理模块相连接，用于将数据处理单元所处理获得的结果体现在平台的前端部分进行可视化
。
[0014]较佳地，所述的水气两相采样模块包括有组织排放气体采样单元
、
无组织排放气体采样单元和水质采样单元，所述的有组织排放气体采样单元
、
无组织排放气体采样单元和水质采样单元的输出端均与预处理模块相连接；
[0015]所述的有组织排放气体采样单元包括气体管道传感矩阵，包含数个配备自动化控制的阀门的气管，用于在多个有组织排放预设采样点位处采集待测气体，并将其传输至所述的预处理模块；
[0016]所述的无组织气体采样单元包括并联式气体自动采样漂浮箱矩阵和气体管道传感矩阵，所述的并联式气体自动采样漂浮箱矩阵包含数个气体自动采样漂浮箱，用于在多个无组织排放预设采样位点处分别收集待测气体，所述的气体管道传感矩阵通过数个配备自动化控制的阀门的气体管道与所述的并联式气体自动采样漂浮箱矩阵相连接，用于将所述漂浮箱内待测气体传输至所述的预处理单元
。
[0017]较佳地，所述的水质采样单元包括数字式溶解氧电极
、
数字式氨氮电极
、
数字式
COD
电极
、
数字式
SS
电极
、
数字式
pH
电极
、
数字式
ORP
电极
、
数字式电导率电极中的至少一种，用于采集有组织排放部分和无组织排放部分的池体水质参数
。
[0018]较佳地，所述的预处理模块包括气水分离器
、
不锈钢隔膜泵和精细过滤器，所述的气水分离器与所述的水气两相采样模块相连接，用于对从所述的水气两相采样模块获得的待测气体进行干燥，所述的不锈钢隔膜泵与所述的气水分离器相连接，用于控制实时采集的待测气体流量，所述的精细过滤器与所述的不锈钢隔膜泵相连接
。
[0019]较佳地，所述的集成传感器监测模块，包括：
[0020]气体参数监测单元，与水气两相采样模块的气体管道传感矩阵相连接，所述的气体参数监测单元包括气体传感器矩阵和气体分析仪器，所述的气体参数监测单元通过气体传感器矩阵和气体分析仪器监测所采集的待测气体的各项参数，并将其传输给所述的数据传输处理模块；
[0021]水质参数监测单元，与水气两相采样模块的水质采样单元相连接，通过水质传感器监测所采集的水质的各项参数，并将其传输给所述的数据传输处理模块
。
[0022]较佳地，所述的气体传感器矩阵包括气体温度传感器
、
气体流量传感器
、
气体流速传感器
、
动压传感器
、
静压传感器
、
全压传感器
、
计压传感器
、
计温传感器
、
工况体积传感器
、
标况体积传感器
、
标干流量传感器中的至少一种传感器
。
[0023]较佳地，所述的气体传感器矩阵包括非分散红外分析法
NDIR、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其特征在于，所述的系统包括：水气两相采样模块，用于监测污水厂全厂区温室气体排放；预处理模块，与所述的水气两相采样模块相连接，用于对从所述的水气两相采样模块获得的待测气体进行干燥，并控制实时采集的待测气体流量；集成传感器监测模块，与所述的预处理模块相连接，用于通过气体传感器矩阵和气体分析仪器监测所采集的待测气体的各项参数，通过水质传感器监测所采集的水质的各项参数，并传输给所述的数据传输处理模块；数据传输处理模块，与所述的集成传感器监测模块相连接，用于获取采集的待测气体的各项气体参数数据和各项水质参数数据信号，通过自组网无线通信传输至所述的电子无线通信数据终端，计算实时通量并生成各气体组分连续性排放曲线；可视化排放量在线监测平台，与所述的数据传输处理模块相连接，用于将数据处理单元所处理获得的结果体现在平台的前端部分进行可视化
。2.
根据权利要求1所述的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其特征在于，所述的水气两相采样模块包括有组织排放气体采样单元
、
无组织排放气体采样单元和水质采样单元，所述的有组织排放气体采样单元
、
无组织排放气体采样单元和水质采样单元的输出端均与预处理模块相连接；所述的有组织排放气体采样单元包括气体管道传感矩阵，包含数个配备自动化控制的阀门的气管，用于在多个有组织排放预设采样点位处采集待测气体，并将其传输至所述的预处理模块；所述的无组织气体采样单元包括并联式气体自动采样漂浮箱矩阵和气体管道传感矩阵，所述的并联式气体自动采样漂浮箱矩阵包含数个气体自动采样漂浮箱，用于在多个无组织排放预设采样位点处分别收集待测气体，所述的气体管道传感矩阵通过数个配备自动化控制的阀门的气体管道与所述的并联式气体自动采样漂浮箱矩阵相连接，用于将所述漂浮箱内待测气体传输至所述的预处理单元
。3.
根据权利要求2所述的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其特征在于，所述的水质采样单元包括数字式溶解氧电极
、
数字式氨氮电极
、
数字式
COD
电极
、
数字式
SS
电极
、
数字式
pH
电极
、
数字式
ORP
电极
、
数字式电导率电极中的至少一种，用于采集有组织排放部分和无组织排放部分的池体水质参数
。4.
根据权利要求1所述的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其特征在于，所述的预处理模块包括气水分离器
、
不锈钢隔膜泵和精细过滤器，所述的气水分离器与所述的水气两相采样模块相连接，用于对从所述的水气两相采样模块获得的待测气体进行干燥，所述的不锈钢隔膜泵与所述的气水分离器相连接，用于控制实时采集的待测气体流量，所述的精细过滤器与所述的不锈钢隔膜泵相连接
。5.
根据权利要求1所述的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其特征在于，所述的集成传感器监测模块，包括：气体参数监测单元，与水气两相采样模块的气体管道传感矩阵相连接，所述的气体参数监测单元包括气体传感器矩阵和气体分析仪器，所述的气体参数监测单元通过气体传感器矩阵和气体分析仪器监测所采集的待测气体的各项参数，并将其传输给所述的数据传输
处理模块；水质参数监测单元，与水气两相采样模块的水质采样单元相连接，通过水质传感器监测所采集的水质的各项参数，并将其传输给所述的数据传输处理模块
。6.
根据权利要求5所述的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其特征在于，所述的气体传感器矩阵包括气体温度传感器
、
气体流量传感器
、
气体流速传感器
、
动压传感器
、
静压传感器
、
全压传感器
、
计压传感器
、
计温传感器
、
工况体积传感器
、
标况体积传感器
、
标干流量传感器中的至少一种传感器
。7.
根据权利要求5所述的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其特征在于，所述的气体传感器矩阵包括非分散红外分析法
NDIR...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱恺培，钱晓雍，王沁意，张珺绮，林乐松，陈昱皓，张芷晴，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：