圣凯安恶臭气体在线监测

设计方案

目  录

一章 背景概述 1

1.1 建设背景 1

1.2 恶臭污染现状 1

1.3 现状分析及解决策略 2

第二章 项目概述 3

2.1建设思路 3

2.2建设意义 3

2.3建设目标 3

2.4 设计规范 3

第三章 方案建设 3

3.1 方案概述 4

3.2 建设方案 4

3.2.1 恶臭气体监测分析仪 4

3.2.2 恶臭气体在线监测云平台 6

第四章 技术要求 15

4.1 数据传输方式 15

4.2工作条件要求 15

4.4控制标准 16

第五章 成果及效益 16

一章背景概述

1.1建设背景

恶臭是引起人体厌恶或不愉快的气味的挥发性物质，作用于人的嗅觉器官而被感知的一种污染问题，具有多组分、低浓度、瞬时性、阵发性的特点。

近几年，我国人民群众对于恶臭这一环境问题的反映也越来越强烈，同时由恶臭引发的污染纠纷也越来越多。恶臭污染渐渐成为了环保投诉热点问题，越来越受到各级环保部门的重视，恶臭污染物监测治理技术也成为了民众关注的焦点之一。

1.2恶臭污染现状

根据国家《恶臭污染物排放标准（GB14554-1993）》，，目前控制恶臭的物质只包含氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、恶臭OU值在内的九个指标。但研究表明，恶臭包含的种类多达4000余种。

恶臭气体等级划分：

0 无臭

1 检知阙值（勉强能闻到气味）

2 认知阙值（气味弱但能分辨其性质）

3 明显检知（气味很明显）

4 强臭

5 剧臭

常见恶臭物质：

分类 主要物质

无机物 硫化合物 硫化氢、二氧化硫、二硫化碳

氮化合物 二氧化氮、氨、碳酸氢铵、硫化铵

卤素及其化合物 氯、溴、*

其他 臭氧，*

有机物 烃类 丁烯，乙炔，丁二烯，苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、萘

含硫化合物 硫醇类 甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、丁硫醇、二异硫醇等

硫醚类 二甲二硫，甲硫醚，二乙硫、二丙硫、二丁硫、二苯硫

含氮化合物 胺类 二乙胺、乙二胺

酰胺类 二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、酪酸酰胺

吲哚类 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，异丁烯酸甲酯

卤素衍生物 卤代烃 甲基氯、二氯甲烷，*、氯乙烯

氯醛 三氯乙醛

1.3现状分析及解决策略

前几年，恶臭的感观测试主要依赖人工嗅辨，需要人员多（至少7名）、耗时长，对测试环境条件要求高。恶臭气体成分分析主要使用GC、GC/MS、HPLC、DOAS等检测设备，但存在样品前处理复杂、检测时间长、不具备连续性等问题，在污染事故评价和环境监管中具有较大的应用局限性。

人工嗅辨恶臭监测流程

而无线传感网络具有集成性高，智能化程度高，覆盖的区域广，信息实时采集并对环境的变化随时做出响应等特征，将之用来检测恶臭气体及相关工作范畴必有极为广阔潜力。

因此，圣凯安根据无线传感网络的基本理论和恶臭气体在线监测的实际需求，提出了基于物联网技术的在线恶臭监测方法。设计了一个能够在线测量恶臭气体浓度、环境温度、湿度等参数的综合系统。

第二章项目概述

2.1建设思路

圣凯安恶臭气体在线监测系统包含了一整套完善的解决方案，该解决方案囊括了从底层数据采集一直到上层应用软件全部“物联网”工作链，整套方案采用B/S模块化架构设计，灵活易用。

2.2建设意义

部署恶臭气体在线监测系统，配合城市现有的环境监测站点，可以准确、及时、全面地放映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。并结合天气状况、城市交通、人口密度、工业产值等元素，进行系统的研究，为保护环境、改善大气环境质量、提高人们幸福感起到技术支撑作用。

具体可归纳为：

• 根据环境标准，评价环境质量。

• 根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染源提高依据。

• 构建云计算海量数据处理平台，储存本区域海量数据，积累*监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测环境质量提供数据。

• 为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源，制定环境法规、标准、规划等服务。

2.3建设目标

• 建立自动化环境监测站，提升恶臭气体监测水平，实现监测无人化智能化操作；

• 建立环境大数据平台：以物联网技术、云计算技术为基础，结合环保相关部门数据，实现对恶臭气体数据的实时监测、实时传输、数据分析、智能化大数据挖掘等功能。

• 建立健全的污染防治方案，通过大数据为政府对污染治理提供意见和建议；

• 依托大数据平台，与行业企业深度合作，创新人才培养模式，完善管理体系，提高企业竞争力；

• 通过建立水大数据平台，对接政府环测部门，提高环境监测准确度，提高政策决策科学系，提升基地社会服务能力。

2.4 设计规范

《恶臭污染排放标准》   GB 14554-1993

《空气质量恶臭的测定三点比较式臭袋法》GB/T 14675-1993

《空气质量三的测定气相色谱法》 GB/T 14676-1993

《空气质量甲苯、二甲苯、苯乙烯的测定气相色谱法》 GB/T 14677-1993

《空气质量硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫的测定气相色谱法》   GB/T 14678-1993

《空气质量氨的测定次氯酸钠-水杨酸分光光度法》  GB/T 14679-1993

GB50493-2009《石油化工企业可燃气体和有毒体检测报警设计规范》

GB 12358-2006《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》

第三章方案建设

3.1 方案概述

圣凯安根植环境领域多年，在承担国家重大仪器专项的基础上研发出来的“恶臭在线监测系统”。采用传感器阵列模式，根据多个现场试验出的恶臭模型，配以远程信号传输系统、气象监测系统、气体采集系统，通过无线网络启动在线监测仪，终将分析的结果和所获取的气象参数、环境参数传至区域恶臭在线监控平台。

该恶臭在线监测系统可以应用在诸如污水处理厂、垃圾填埋场、畜禽养殖场等存在恶臭排放的地方。

3.2 建设方案

3.2.1 恶臭气体监测分析仪

（1）产品概述

圣凯安恶臭气体监测仪是一款多功能微型气体监测仪，内置抽气泵，采用*高灵敏度传感器，测量精准稳定。仪器可针对某一气体单独检测也可以针对多种气体组合检测，可选配温湿度参数同时检测。

工业级高精触摸屏，完美显示当前浓度值、大值、小值、1分种和1小时平均值，并可选取任意时间段时间历史数据查询，曲线显示；内置大容量存储芯片，可轻松存储10万以上数据，并通过接口数据导出。

（2）核心部件

圣凯安技术的预标定智能型气体传感器模组具有体积小、重量轻、精度高、稳定性强、智能化、模块化等特点。可组合1-9种甚至更多不同气体同时在线监测使用。统一输出信号方便用户集成。

采用本质安全型电路设计，出厂已经过圣凯安二次开发温度补偿，信号放大，用户使用时无需再标定，直接采集信号使用即可。只需要对接一次，后续即可对应上千种目标气体的监测。

技术参数：

3.2.2 恶臭气体在线监测云平台

（1）设计思路

• 云平台设计

所有数据储存在云端，云端服务器可支持私有云与公有云不同需求架设。

• 采用B/S模块化架构设计

系统整体采用B/S架构。可利用web直接登录，数据展现直观，界面美观，并且各相关人员通过Internet可以随时查阅到权限范围内的数据。

• 以元数据管理为核心

系统中的元数据是指：统计信息体系、查询分类/分组标准、统计数据等。

系统对上述元数据进行统一编码、描述、分类分域管理。系统可以动态扩展和维护元数据，并以元数据为纽带，保持不同历史时期数据的内在，实现数据的共享，为数据仓库、数据挖掘技术、统计分析的应用和开展统计预测等后续应用奠定基础。

• 支持不同用户类型和不同角色

系统的用户对象：政府部门、学校学院、系统管理员等。

• 适应不同的调查组织模式

系统*适应现行的分析模式。同时以元数据管理为核心，在系统的底层设计中充分考虑组织模式改革的长远发展需要，使之*流域环境保护的科学管理模式。

• 具有完善的多级管理机制

系统从整体构架和运行机制上充分考虑不同的应用需求，建立良好的数据上传和信息交互机制，从而实现数据多级管理的应用模式。

• 提供灵活的数据接口

平台提供灵活的数据接口，确保系统的可拓展性，支持多种软件数据格式。

（2）建设原则

本方案以行业标准作为设计依据，结合恶臭气体在线监测的具体情况，用设计方案体现高性价比比，是本方案设计的指导思想，也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。

本设计主要贯彻“高质量”及“低成本”两条主线来进行设计的。

系统不仅要能满足业务工作和业务流程的需求，同时提供有效的细分和管理的手段，配合系统提供的基于多维数据仓库的分析手段，利用业主方的业务数据，建立直观的多维数据模型，进行图形对比分析和数据挖掘，通过对业主方的业务数据的联机在线分析，为业主方提供决策支持和分析手段。

• 安全性

系统包含一个完整的恶臭气体在线监测与管理流程，涉及多个信息处理环节，并涉及到部分不宜公开的内容。因此，系统严格地限定各级使用者的访问权限和操作权限，并具备良好的抵抗外部各种冲击的能力和灾难恢复能力，以保证系统的正常运行以及信息的安全、保密、完整。

在系统设计上考虑整个系统的安全措施，使用业界成熟的技术和产品，采用安全可靠的系统架构，利用完善的安全策略保证信息的安全可靠。

• 灵活性和扩展性

本系统的数据源于各监控区域的恶臭气体分析仪。因此本系统建设的原则之一是能够灵活地适应数据源的变化。另外，基于业务领域及监测范围可能存在变化，本系统可以通过灵活的方式采集信息和对外提供信息。

而随着系统使用者的需求、系统规模、时间的推移等发生变化，系统在建设过程中充分考虑灵活组织与存储信息，以增强系统扩展能力。系统功能的增强、增加不会引起系统总体架构上的变动。

• 可靠性

系统时时刻刻都在处理着大量的环境监测数据，任何时刻的系统设备故障都有可能带来重大损失，为了满足需求，本系统具备很高的稳定性和可靠性，以及很高的平均*率。保证故障发生时系统能够提供有效的失效转移或快速恢复等性能。

• 开放性

现有的数据采集系统、数据传输系统、业务系统等相互之间能够进行顺畅的数据交换，并且提供*符合业界标准的、主流的接口。

• 集成性和实用性

恶臭气体在线监测系统的建设可以充分体现业务特点，充分利用现有资源，合理配置系统软硬件，保护用户投资。着眼建成后实际的使用与未来技术发展方向，具有良好的扩展能力，系统对组织架构和业务流程的变动具备低敏感性和优秀的支持性能，当组织机构或业务流程发生变动时，系统如需变更，变更手段应简单易行。

• 可维护性和易用性

由于信息组织和利用具有灵活性、扩展性的特点，对系统管理维护的要求很高，在本系统设计过程中充分考虑系统的管理维护能力。在不影响决策者正常思维方式的前提下，系统提供灵活、易用、友好的操作界面，具备良好的亲和力，尤其在前台展现部分，界面应符合应用习惯，具备良好的可定制能力，定制过程简单易用。