恶臭电子鼻在线监测系统

恶臭电子鼻在线监测系统

1项目背景

恶臭是指难闻的臭味。迄今凭人的嗅觉就能感觉到的恶臭物质就有4000多种，其中对人体健康危害较大的有几十种。有的散发出腐败的臭鱼味，如胺类;有的刺鼻，如氨类和醛类;有的放出臭鸡蛋味，如硫化氢;有的类似烂洋葱或烂洋白菜味等等。恶臭物质使人呼吸不畅，恶心呕吐，烦躁不安，头晕脑胀，甚至把人熏倒，浓度高时，还会使人窒息而死。恶臭物质分布很广，影响范围大，已成为一些国家的公害。恶臭物质多来源于化学、制药、制纸、制革、肥料、食品、铸造等工业。恶臭对人的呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统都有不同程度的损害。恶臭还会使人烦躁不安，工作效率减低，判断力和记忆力下降。高浓度恶臭物质突然袭击，有时会把人当场熏倒，造成事故。

传统的恶臭的监测方法主要有嗅觉测定法和仪器测定法。嗅觉测定法是根据人的嗅觉来评价气味强度和适与不适的方法。这种方法需要用真空瓶或气袋采样，然后由专业的嗅辨师来判定臭气浓度。仪器测定法是用气象色谱仪或分光光度计等进行恶臭物质测定。这两种种方法由于操作环节众多，各个环节要求的人工比较多，时效性差、人工成本高等一系列问题，无法满足日益增加的恶臭监测的需求。

恶臭电子鼻在线监测系统是模拟人的嗅觉系统，通过阵列式气体传感器对未知样品的响应，利用专业算法对样品挥发的气体进行检测分析。具有连续性，时效性强，一致性好等优势。越来越多的被广大用户使用。

2.编制依据

Ø《中华人民共和国大气污染防治法》

Ø《大气污染防治行动计划》（国发[2013]37号）

Ø《打赢蓝天保卫战三年行动计划》（国发[2018]22号）

Ø 《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统安装验收

技术规范》（HJ 193-2013）

Ø 《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）

Ø 《大气污染物无组织排放监测技术导则》（HJ/T55-2000）

Ø 《环境空气质量监测点位布设技术规范》（HJ/664-2013）

Ø 《环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法》

（HJ 1010-2018）

Ø 《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》

3建设目标

恶臭电子鼻在线监测系统的建设，以高灵敏度，高稳定性的监测仪器为基础，根据各个监测点的实时数据和气象条件，可进行污染源排放溯源分析，快速定位重点排放源，实现污染物扩散趋势推算及微观尺度的预报预警，以支持环境精细化管理的工作要求。

Ø第一时间发现问题，使群众投诉在第一时间得到解决，矛盾在第一时间

得到化解，群众满意度得到提升。

Ø通过对海量的数据进行分析，确定区域空气污染的主要成因和来源，为相关管理部门提供针对性的减排策略、管控措施建议等，实现“靶向治理”。

Ø 由被动监管向主动监管，由人工监管向自动监管、由盲目性监管向精细

化监管转变，提升监管效率，降低监管成本。

Ø 震慑和预防企业违法排污行为。

4 总体架构

恶臭电子鼻在线监测系统一是根据目标区域的污染特征及生产工艺过程，选取敏感点位来布点，一是将目标区域分为网格进行布点，对网格中的污染物浓度进行实时监测。通过对海量监测数据进行分析，对污染过程动态跟踪、反演，全面、及时、准确地反映污染发展趋势，了解网格内的空气质量及实时变化，分清污染来源，为各级部门实施环境监管提供决策依据。

总体架构由感知层、数据层、应用层组成感知层：在监测区域选取监测设备进行组合布点，氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、臭气浓度。

数据层：通过多种传输方式接收感知设备监测数据，包括恶臭数据、气象数据等，通过环境空气质量监控平台，采用先进的云计算处理技术进行海量数据的存储和统计分析，为环境管理部门有效监管及科学决策提供数据支撑。

应用层：通过微型站、恶臭电子鼻在线监测系统及环境空气质量监控平台，最终实现大气环境网格化监管、预警预报、污染源追溯、移动监管及数据服务。

5点位布设要求

Ø 污染监测点原则上应设在热点网格内对大气质量产生明显影响的固定污染源周边，如生产工艺车间周边，传输管道周边。

Ø 主导风向比较明显的情况下，应在污染源的下风向布设监测点，以捕捉到最大污染恃征为原则进行布设。上风口可酌情布设点位作为对照。

Ø 对固定污染源较多且集中的工业园区等，污染源监测点应设置在主导风向下风向的工业园区边界，兼顾排放强度大的污染源及污染的最大落地浓度。

Ø 各布设点的设置条件要尽可能一致，使得获得的大气污染数据具有可比性。

6仪器介绍

恶臭电子鼻在线监测系统采用阵列式气体传感器技术及算法，可实时监测城市垃圾填埋场、垃圾处理站、垃圾发电厂、垃圾焚烧场地、化工园区，医药企业、养殖场，污水处理厂等地引发恶臭的物质及有害物质。

仪器外观及监测原理：

用电化学和气敏半导体分析技术来实现恶臭气体监测。

仪器原理图：

7技术参数

（1）氨气监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围：0～20/100PPM（可定制量程和单位）

分辨率：0.1PPM

零点漂移：±1ppb/24h

响应时间：≤30s

（2）硫化氢监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围：0～10/50PPM（可定制量程和单位）

分辨率：0.1PPM

零点漂移：±1ppb/24h

响应时间：≤30s

（3）臭气监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围：0～100/1000（可定制量程）

分辨率：0.1无量纲

响应时间：≤30s

（4）甲硫醇监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围：0～10/20PPM（可定制量程和单位）

分辨率：0.1PPM

响应时间：≤30s

（5）甲硫醚监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围：0～50PPM（可定制量程和单位）

分辨率：0.1PPM

响应时间：≤30s输出：RS485接口，4-20mA，0-1V/2V/5V/10V，具有2个

（6）二甲二硫醚监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围： 0～50PPM（可定制量程和单位）

分辨率： 0.1PPM

响应时间： ≤30s

（7）二硫化碳监测模块

技术指标

测量原理：PID光离子原理

量程范围：0～50/100PPM（可定制量程和单位）

分辨率： 0.01PPM

响应时间： ≤30s

（8）苯乙烯监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围：0～20PPM（可定制量程和单位）

分辨率： 0.1PPM

响应时间： ≤30s

（9）三甲胺监测模块

技术指标

测量原理：电化学

量程范围：0～10/20PPM（可定制量程和单位）

分辨率： 0.1PPM

响应时间： ≤10s

8质控方案

（1）标气校准

在标准实验室，采用不同浓度的标气设备进行标物校准。

（2）驯化校准

在不同环境条件下（气象、污染浓度等），将恶臭电子鼻在线监测仪器与标准设备进行深度机器学习，形成每台仪器独有的驯化参数。

（3）环境校准

在实际大气环境中，将恶臭电子鼻在线监测仪器与国标方法设备进行严格比对测试，根据比对结果进行校准。

9功能特点

Ø采用泵吸式的采样方式，流量计精准控制流量，确保数据的稳定与准确。

Ø在传感器的选型上，根据参数选择，每一个参数都选择对应的国际知名品牌传感器，保证了检测精度与稳定性。

Ø智能检测模块自动识别传感器，常规配置为四参数，可根据需要增加或减少传感器，

Ø4G网络无线传输数据，HJ-212协议联网参数在屏幕上可配置，极大的方便了与各平台联网；

Ø7寸显示屏，电容触摸IPS屏幕，分辨率为1024*600，全视角高清显示。

Ø实时数据秒级更新，能实现一年以上的数据存储，可本机查看历史数据，数据可通过USB口导出。

Ø外观设计简单大方，安装方式多样，可选壁挂式、立杆安装；

10其他定制参数可参考下表（量程可选择）：

检测对象	监测量程	分辨率	精度	响应时间	检出限	原理
恶臭浓度	0-1000 OU	0.1 OU	±5%FS	≤30s	1 OU	MOS
氨气(NH3)	0~100ppm	1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
硫化氢(H2S)	0~50ppm	0.05ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
氯气(CL2)	0~20ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
氯化氢(HCL)	0~20ppm	0.2ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
氟化氢(HF)	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
二甲基甲酰胺(DMF)	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
苯甲醛	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
醋酸	0-1000ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
二甲胺	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
二硫化碳	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
甲苯	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
甲醇	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	50ppb	催化燃烧
四氢呋喃	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	PID
苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
二甲苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
非甲烷总烃	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
甲醛	0~10ppm	0.001ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
酚类	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙酮	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
烟尘	0-30mg/m3	0.1mg/m3	±10%	≤60s	100 ug	激光光散射
苯乙烯	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
苯并芘	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
一氧化氮	0~10ppm	0.001ppm	±5%FS	≤30s	20ppb	电化学
二氯甲烷	0-500PPM	0.1PPM	±5%FS	≤10s	1PPM	PID
HBr	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
间甲酚	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
吡啶	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙醇	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
乙酸	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸乙酯	0~100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
粉尘	0-30mg/m3	0.1mg/m3	±10%	≤60s	100 ug	激光光散射
硝基苯类	0-20PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙烯	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	复合传感器
正丁烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
甲烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
乙炔	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
1,3-丁二烯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙烯	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
甲硫醇	0~10ppm	0.01ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
乙基苯	0-10ppm	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2-二甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID

1,3-二甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2,4-三甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,3,5-三甲基苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
庚烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
正辛烷	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
环己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸异丁酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,4-二氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,3-二氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2-二氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
2-丁酮	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
2-己酮	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
甲基环己烷	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
1,2,4-三氯苯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸正丁酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
2-甲基己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
3-甲基己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
2-甲基庚烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
乙基环己烷	0-100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
正己烷	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
甲酸乙酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
乙酸甲酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙烯酸乙酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
丙烯酸正丁酯	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
环己酮	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
异丙醇	0-10PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	复合传感器
硫酸雾	0~50ppm	0.05ppm	±5%FS	≤30s	50ppb	复合传感器
恶臭浓度	0-1000 OU	0.1 OU	±5%FS	≤30s	1 OU	MOS
三甲胺	0-10PPM	0.001PPM	±5%FS	≤10s	20ppb	PID
二氯乙烷	0-500PPM	0.1PPM	±5%FS	≤10s	1PPM	PID
SiH4（硅烷）	0-50PPM	0.01PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	复合传感器
GeH4（锗烷）	0-50PPM	0.01PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	复合传感器
PH3（磷化氢）	0-20PPM	0.01PPM	±5%FS	≤10s	50ppb	电化学
乙腈	0-100PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	100ppb	半导体
氯仿（三氯甲烷）	0-100PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	100ppb	半导体
丙烷	0－100%LEL	0.1%LEL	±5%FS	≤30s	0.5%LEL	催化燃烧
磷化氢	0-20PPM	0.1PPM	±5%FS	≤30s	50ppb	电化学
氮气（N2）	0-30%VOL	0.1%VOLL	±5%FS	≤30s	0.05%LVOL	电化学
二氧化碳（CO2）	0-500PPM	0.1PPM	±5%FS	≤10s	1PPM	红外
氧气（O2）	0-30%LEL	0.10%	±5%FS	≤10s	0.05%	电化学
乙醛（CH3CHO）	0-100ppm	0.1ppm	±5%FS	≤10s	50ppb	电化学
丁醇（C4H10O）	0-100%LEL	0-0.1%LEL	±5%FS	≤10s	0.5%LEL	催化燃烧
乙二醇（EG）	0-100%LEL	0-0.1%L	±5%FS	≤10s	0.5%LEL	催化燃烧