圣凱安惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)

設(shè)計(jì)方案

目  錄

一章 背景概述 1

1.1 建設(shè)背景 1

1.2 惡臭污染現(xiàn)狀 1

1.3 現(xiàn)狀分析及解決策略 2

第二章 項(xiàng)目概述 3

2.1建設(shè)思路 3

2.2建設(shè)意義 3

2.3建設(shè)目標(biāo) 3

2.4 設(shè)計(jì)規(guī)范 3

第三章 方案建設(shè) 3

3.1 方案概述 4

3.2 建設(shè)方案 4

3.2.1 惡臭氣體監(jiān)測(cè)分析儀 4

3.2.2 惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)云平臺(tái) 6

第四章 技術(shù)要求 15

4.1 數(shù)據(jù)傳輸方式 15

4.2工作條件要求 15

4.4控制標(biāo)準(zhǔn) 16

第五章 成果及效益 16

一章背景概述

1.1建設(shè)背景

惡臭是引起人體厭惡或不愉快的氣味的揮發(fā)性物質(zhì)，作用于人的嗅覺(jué)器官而被感知的一種污染問(wèn)題，具有多組分、低濃度、瞬時(shí)性、陣發(fā)性的特點(diǎn)。

近幾年，我國(guó)人民群眾對(duì)于惡臭這一環(huán)境問(wèn)題的反映也越來(lái)越強(qiáng)烈，同時(shí)由惡臭引發(fā)的污染糾紛也越來(lái)越多。惡臭污染漸漸成為了環(huán)保投訴熱點(diǎn)問(wèn)題，越來(lái)越受到各級(jí)環(huán)保部門的重視，惡臭污染物監(jiān)測(cè)治理技術(shù)也成為了民眾關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

1.2惡臭污染現(xiàn)狀

根據(jù)國(guó)家《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB14554-1993）》，，目前控制惡臭的物質(zhì)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(nèi)的九個(gè)指標(biāo)。但研究表明，惡臭包含的種類多達(dá)4000余種。

惡臭氣體等級(jí)劃分：

0 無(wú)臭

1 檢知闕值（勉強(qiáng)能聞到氣味）

2 認(rèn)知闕值（氣味弱但能分辨其性質(zhì)）

3 明顯檢知（氣味很明顯）

4 強(qiáng)臭

5 劇臭

常見(jiàn)惡臭物質(zhì)：

分類 主要物質(zhì)

無(wú)機(jī)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(jī)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(xiàn)狀分析及解決策略

前幾年，惡臭的感觀測(cè)試主要依賴人工嗅辨，需要人員多（至少7名）、耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)測(cè)試環(huán)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(cè)設(shè)備，但存在樣品前處理復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、不具備連續(xù)性等問(wèn)題，在污染事故評(píng)價(jià)和環(huán)境監(jiān)管中具有較大的應(yīng)用局限性。

人工嗅辨惡臭監(jiān)測(cè)流程

而無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)具有集成性高，智能化程度高，覆蓋的區(qū)域廣，信息實(shí)時(shí)采集并對(duì)環(huán)境的變化隨時(shí)做出響應(yīng)等特征，將之用來(lái)檢測(cè)惡臭氣體及相關(guān)工作范疇必有極為廣闊潛力。

因此，圣凱安根據(jù)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本理論和惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在線惡臭監(jiān)測(cè)方法。設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠在線測(cè)量惡臭氣體濃度、環(huán)境溫度、濕度等參數(shù)的綜合系統(tǒng)。

第二章項(xiàng)目概述

2.1建設(shè)思路

圣凱安惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集一直到上層應(yīng)用軟件全部“物聯(lián)網(wǎng)”工作鏈，整套方案采用B/S模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)，靈活易用。

2.2建設(shè)意義

部署惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，配合城市現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，可以準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地放映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)。并結(jié)合天氣狀況、城市交通、人口密度、工業(yè)產(chǎn)值等元素，進(jìn)行系統(tǒng)的研究，為保護(hù)環(huán)境、改善大氣環(huán)境質(zhì)量、提高人們幸福感起到技術(shù)支撐作用。

具體可歸納為：

• 根據(jù)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量。

• 根據(jù)污染分布情況，追蹤尋找污染源，為實(shí)現(xiàn)監(jiān)督管理、控制污染源提高依據(jù)。

• 構(gòu)建云計(jì)算海量數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，儲(chǔ)存本區(qū)域海量數(shù)據(jù)，積累*監(jiān)測(cè)資料，為研究環(huán)境容量、實(shí)施總量控制、目標(biāo)管理、預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量提供數(shù)據(jù)。

• 為保護(hù)人類健康、保護(hù)環(huán)境、合理使用自然資源，制定環(huán)境法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃等服務(wù)。

2.3建設(shè)目標(biāo)

• 建立自動(dòng)化環(huán)境監(jiān)測(cè)站，提升惡臭氣體監(jiān)測(cè)水平，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)無(wú)人化智能化操作；

• 建立環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)：以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合環(huán)保相關(guān)部門數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)惡臭氣體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)傳輸、數(shù)據(jù)分析、智能化大數(shù)據(jù)挖掘等功能。

• 建立健全的污染防治方案，通過(guò)大數(shù)據(jù)為政府對(duì)污染治理提供意見(jiàn)和建議；

• 依托大數(shù)據(jù)平臺(tái)，與行業(yè)企業(yè)深度合作，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，完善管理體系，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力；

• 通過(guò)建立水大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)接政府環(huán)測(cè)部門，提高環(huán)境監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度，提高政策決策科學(xué)系，提升基地社會(huì)服務(wù)能力。

2.4 設(shè)計(jì)規(guī)范

《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》   GB 14554-1993

《空氣質(zhì)量惡臭的測(cè)定三點(diǎn)比較式臭袋法》GB/T 14675-1993

《空氣質(zhì)量三的測(cè)定氣相色譜法》 GB/T 14676-1993

《空氣質(zhì)量甲苯、二甲苯、苯乙烯的測(cè)定氣相色譜法》 GB/T 14677-1993

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

《空氣質(zhì)量氨的測(cè)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(yè)可燃?xì)怏w和有毒體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB 12358-2006《作業(yè)場(chǎng)所環(huán)境氣體檢測(cè)報(bào)警儀通用技術(shù)要求》

第三章方案建設(shè)

3.1 方案概述

圣凱安根植環(huán)境領(lǐng)域多年，在承擔(dān)國(guó)家重大儀器專項(xiàng)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的“惡臭在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。采用傳感器陣列模式，根據(jù)多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)出的惡臭模型，配以遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸系統(tǒng)、氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氣體采集系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀，終將分析的結(jié)果和所獲取的氣象參數(shù)、環(huán)境參數(shù)傳至區(qū)域惡臭在線監(jiān)控平臺(tái)。

該惡臭在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以應(yīng)用在諸如污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等存在惡臭排放的地方。

3.2 建設(shè)方案

3.2.1 惡臭氣體監(jiān)測(cè)分析儀

（1）產(chǎn)品概述

圣凱安惡臭氣體監(jiān)測(cè)儀是一款多功能微型氣體監(jiān)測(cè)儀，內(nèi)置抽氣泵，采用*高靈敏度傳感器，測(cè)量精準(zhǔn)穩(wěn)定。儀器可針對(duì)某一氣體單獨(dú)檢測(cè)也可以針對(duì)多種氣體組合檢測(cè)，可選配溫濕度參數(shù)同時(shí)檢測(cè)。

工業(yè)級(jí)高精觸摸屏，完美顯示當(dāng)前濃度值、大值、小值、1分種和1小時(shí)平均值，并可選取任意時(shí)間段時(shí)間歷史數(shù)據(jù)查詢，曲線顯示；內(nèi)置大容量存儲(chǔ)芯片，可輕松存儲(chǔ)10萬(wàn)以上數(shù)據(jù)，并通過(guò)接口數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

（2）核心部件

圣凱安技術(shù)的預(yù)標(biāo)定智能型氣體傳感器模組具有體積小、重量輕、精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、智能化、模塊化等特點(diǎn)?？山M合1-9種甚至更多不同氣體同時(shí)在線監(jiān)測(cè)使用。統(tǒng)一輸出信號(hào)方便用戶集成。

采用本質(zhì)安全型電路設(shè)計(jì)，出廠已經(jīng)過(guò)圣凱安二次開(kāi)發(fā)溫度補(bǔ)償，信號(hào)放大，用戶使用時(shí)無(wú)需再標(biāo)定，直接采集信號(hào)使用即可。只需要對(duì)接一次，后續(xù)即可對(duì)應(yīng)上千種目標(biāo)氣體的監(jiān)測(cè)。

技術(shù)參數(shù)：

3.2.2 惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)云平臺(tái)

（1）設(shè)計(jì)思路

• 云平臺(tái)設(shè)計(jì)

所有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在云端，云端服務(wù)器可支持私有云與公有云不同需求架設(shè)。

• 采用B/S模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體采用B/S架構(gòu)?？衫脀eb直接登錄，數(shù)據(jù)展現(xiàn)直觀，界面美觀，并且各相關(guān)人員通過(guò)Internet可以隨時(shí)查閱到權(quán)限范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。

• 以元數(shù)據(jù)管理為核心

系統(tǒng)中的元數(shù)據(jù)是指：統(tǒng)計(jì)信息體系、查詢分類/分組標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。

系統(tǒng)對(duì)上述元數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼、描述、分類分域管理。系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和維護(hù)元數(shù)據(jù)，并以元數(shù)據(jù)為紐帶，保持不同歷史時(shí)期數(shù)據(jù)的內(nèi)在，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、統(tǒng)計(jì)分析的應(yīng)用和開(kāi)展統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)等后續(xù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

• 支持不同用戶類型和不同角色

系統(tǒng)的用戶對(duì)象：政府部門、學(xué)校學(xué)院、系統(tǒng)管理員等。

• 適應(yīng)不同的調(diào)查組織模式

系統(tǒng)*適應(yīng)現(xiàn)行的分析模式。同時(shí)以元數(shù)據(jù)管理為核心，在系統(tǒng)的底層設(shè)計(jì)中充分考慮組織模式改革的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要，使之*流域環(huán)境保護(hù)的科學(xué)管理模式。

• 具有完善的多級(jí)管理機(jī)制

系統(tǒng)從整體構(gòu)架和運(yùn)行機(jī)制上充分考慮不同的應(yīng)用需求，建立良好的數(shù)據(jù)上傳和信息交互機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多級(jí)管理的應(yīng)用模式。

• 提供靈活的數(shù)據(jù)接口

平臺(tái)提供靈活的數(shù)據(jù)接口，確保系統(tǒng)的可拓展性，支持多種軟件數(shù)據(jù)格式。

（2）建設(shè)原則

本方案以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)的具體情況，用設(shè)計(jì)方案體現(xiàn)高性價(jià)比比，是本方案設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，也是本方案設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn)和追求的目標(biāo)。

本設(shè)計(jì)主要貫徹“高質(zhì)量”及“低成本”兩條主線來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

系統(tǒng)不僅要能滿足業(yè)務(wù)工作和業(yè)務(wù)流程的需求，同時(shí)提供有效的細(xì)分和管理的手段，配合系統(tǒng)提供的基于多維數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的分析手段，利用業(yè)主方的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，建立直觀的多維數(shù)據(jù)模型，進(jìn)行圖形對(duì)比分析和數(shù)據(jù)挖掘，通過(guò)對(duì)業(yè)主方的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的聯(lián)機(jī)在線分析，為業(yè)主方提供決策支持和分析手段。

• 安全性

系統(tǒng)包含一個(gè)完整的惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)與管理流程，涉及多個(gè)信息處理環(huán)節(jié)，并涉及到部分不宜公開(kāi)的內(nèi)容。因此，系統(tǒng)嚴(yán)格地限定各級(jí)使用者的訪問(wèn)權(quán)限和操作權(quán)限，并具備良好的抵抗外部各種沖擊的能力和災(zāi)難恢復(fù)能力，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及信息的安全、保密、完整。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上考慮整個(gè)系統(tǒng)的安全措施，使用業(yè)界成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，采用安全可靠的系統(tǒng)架構(gòu)，利用完善的安全策略保證信息的安全可靠。

• 靈活性和擴(kuò)展性

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源于各監(jiān)控區(qū)域的惡臭氣體分析儀。因此本系統(tǒng)建設(shè)的原則之一是能夠靈活地適應(yīng)數(shù)據(jù)源的變化。另外，基于業(yè)務(wù)領(lǐng)域及監(jiān)測(cè)范圍可能存在變化，本系統(tǒng)可以通過(guò)靈活的方式采集信息和對(duì)外提供信息。

而隨著系統(tǒng)使用者的需求、系統(tǒng)規(guī)模、時(shí)間的推移等發(fā)生變化，系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)程中充分考慮靈活組織與存儲(chǔ)信息，以增強(qiáng)系統(tǒng)擴(kuò)展能力。系統(tǒng)功能的增強(qiáng)、增加不會(huì)引起系統(tǒng)總體架構(gòu)上的變動(dòng)。

• 可靠性

系統(tǒng)時(shí)時(shí)刻刻都在處理著大量的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，任何時(shí)刻的系統(tǒng)設(shè)備故障都有可能帶來(lái)重大損失，為了滿足需求，本系統(tǒng)具備很高的穩(wěn)定性和可靠性，以及很高的平均*率。保證故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)能夠提供有效的失效轉(zhuǎn)移或快速恢復(fù)等性能。

• 開(kāi)放性

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等相互之間能夠進(jìn)行順暢的數(shù)據(jù)交換，并且提供*符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的、主流的接口。

• 集成性和實(shí)用性

惡臭氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)可以充分體現(xiàn)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，充分利用現(xiàn)有資源，合理配置系統(tǒng)軟硬件，保護(hù)用戶投資。著眼建成后實(shí)際的使用與未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向，具有良好的擴(kuò)展能力，系統(tǒng)對(duì)組織架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程的變動(dòng)具備低敏感性和優(yōu)秀的支持性能，當(dāng)組織機(jī)構(gòu)或業(yè)務(wù)流程發(fā)生變動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)如需變更，變更手段應(yīng)簡(jiǎn)單易行。

• 可維護(hù)性和易用性

由于信息組織和利用具有靈活性、擴(kuò)展性的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)管理維護(hù)的要求很高，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮系統(tǒng)的管理維護(hù)能力。在不影響決策者正常思維方式的前提下，系統(tǒng)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(tái)展現(xiàn)部分，界面應(yīng)符合應(yīng)用習(xí)慣，具備良好的可定制能力，定制過(guò)程簡(jiǎn)單易用。