1、利用傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)復(fù)合惡臭 和個(gè)別惡臭成分的技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用,（株）科學(xué)技術(shù)分析中心 總代：深圳市安鑫寶科技發(fā)展有限公司,(The Currents and Applications of Real Time Monitoring of Complex and Individual Odor Using Sensors),CONTENTS,1.緒論,2.應(yīng)用傳感器檢測(cè)大氣惡臭的技術(shù)及其現(xiàn)狀,3.結(jié)論,4.公司介紹,2.1 惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)概要及應(yīng)用,2.2 惡臭防治設(shè)施性能評(píng)價(jià)系統(tǒng),2.3 室內(nèi)作業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),1. 緒論,基于傳感器監(jiān)測(cè)惡臭,惡臭監(jiān)測(cè)的重要性, 需要應(yīng)用可以將人類嗅覺(jué)感覺(jué)到的惡

2、臭程度客觀反映出來(lái)的同時(shí)可以連續(xù)檢測(cè)的氣體傳感器!,隨著社會(huì)各界對(duì)環(huán)境污染關(guān)注度的增加,環(huán)境保護(hù)相關(guān)規(guī)定呈日漸嚴(yán)格的趨勢(shì) 由于每個(gè)人都能通過(guò)嗅覺(jué)感覺(jué)到惡臭，因此導(dǎo)致信訪問(wèn)題的增加 目前通過(guò)三點(diǎn)比較式臭袋法與儀器分析法測(cè)定惡臭 根據(jù)惡臭防治法的一般排放標(biāo)準(zhǔn)與排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定強(qiáng)制管理惡臭產(chǎn)生區(qū)域,1,克服嗅覺(jué)的弱點(diǎn)（適應(yīng)）及 檢測(cè)結(jié)果客觀性不足的問(wèn)題 !,將復(fù)合成分的惡臭像人類嗅覺(jué)一樣 用1個(gè)數(shù)值表示出來(lái) ,Integration,通過(guò)融合IT， 建立綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng),2. 應(yīng)用氣體傳感器檢測(cè)惡臭的技術(shù),利用氣體中的特性成分與傳感器表面產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng) 將傳感器表面發(fā)生的物理、化學(xué)變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)值 半導(dǎo)體

3、式傳感器: 利用還原性氣體接觸金屬氧化物表面時(shí)電氣傳導(dǎo)度發(fā)生變化的原理檢測(cè)氣味, 主要對(duì)惡臭物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，靈敏度高 電化學(xué)式傳感器: 使用膜或電解液檢測(cè)氣體中的特定成分 光離子化傳感器: 照射像紫外線一樣的能源，通過(guò)特定成分的圖譜檢測(cè)污染物質(zhì)，靈敏度高,傳感器,半導(dǎo)體式傳感器工作機(jī)制,2,大氣污染及惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)狀,依據(jù): 大氣環(huán)境保護(hù)法3章30條規(guī)定了八種惡臭物質(zhì) 八種惡臭物質(zhì): 氨、甲硫醇、硫化氫、二甲基硫醚、二甲二硫、 三甲胺、乙醛、苯乙烯 對(duì)象 - 大氣污染物排放設(shè)施: 制造及焚燒設(shè)施 - 生活惡臭控制設(shè)施: 農(nóng)水產(chǎn)物零售市場(chǎng)、畜產(chǎn)污水排放設(shè)施、糞尿處理設(shè)施 - 惡臭產(chǎn)生物質(zhì)焚燒設(shè)施及

4、露天焚燒 排放標(biāo)準(zhǔn): 指允許排放的最大惡臭程度，根據(jù)檢測(cè)方法進(jìn)行了法制規(guī)定 - 直接嗅辯檢測(cè)法:在廠界上由5人以上的嗅辯人員直接嗅辯，不能大于6階段中的2度 - 三點(diǎn)比較式臭袋法: 廠界或排放口的稀釋倍數(shù)根據(jù)嗅辯人員的嗅辯值控制 - 儀器分析法: 廠界或排放口的臭氣樣品中八種個(gè)別成分的濃度按區(qū)域控制 應(yīng)用GC等分析儀器進(jìn)行定量、定性分析,惡臭規(guī)定,3,大氣污染及惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)狀,惡臭排放標(biāo)準(zhǔn)（韓國(guó)）,4,大氣污染及惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)狀,惡臭排放標(biāo)準(zhǔn)（日本）,1971年制定惡臭防治法，是世界上第一個(gè)制定該法的國(guó)家 1994年規(guī)定了共22種惡臭物質(zhì) 對(duì)象: 對(duì)廠界、排放口及排放水的惡臭進(jìn)行了規(guī)定,5,

5、大氣污染及惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)狀,惡臭排放標(biāo)準(zhǔn)（中國(guó)）,環(huán)保局進(jìn)行了20多年的惡臭污染調(diào)查 1993年發(fā)布了惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，于1994年開(kāi)始實(shí)施（國(guó)家環(huán)境保護(hù)局批準(zhǔn)，天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所主編） 控制項(xiàng)目: 氨, 三甲胺，硫化氫，甲硫醇, 甲硫醚，二甲二硫, 二氧化碳，苯乙烯及臭氣濃度 禁止對(duì)瀝青、橡膠、塑料等的焚燒處理，并強(qiáng)化了焚燒批準(zhǔn)所需的流程和標(biāo)準(zhǔn),6,惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值,2.1. 惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng),惡臭檢測(cè)分析技術(shù)比較,7,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng),利用傳感器監(jiān)測(cè)惡臭的要求 - 可以連續(xù)檢測(cè)惡臭成分 - 選擇頻繁發(fā)生惡臭信訪事件的具有代表性的監(jiān)測(cè)地點(diǎn) - 通過(guò)在線方式連續(xù)監(jiān)測(cè)惡臭成分在每個(gè)時(shí)

6、間段的濃度變化情況 基于復(fù)合惡臭傳感器的惡臭監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) - 確保惡臭監(jiān)測(cè)信號(hào)的穩(wěn)定性 - 可以將人類的嗅覺(jué)以客觀數(shù)值表現(xiàn)出來(lái)的技術(shù) - 客觀反映周邊居民感受到的惡臭程度 - 用時(shí)間、空間方式呈現(xiàn)惡臭的空間分布情況及影響范圍 - 可以建立便于信訪和管理的基礎(chǔ)設(shè)施 - 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需的費(fèi)用及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用最少化 - 便于建立緊急應(yīng)對(duì)體系 利用傳感器監(jiān)測(cè)惡臭的必要性 - 可同時(shí)監(jiān)測(cè)多種成分:可以顯示惡臭誘發(fā)物質(zhì)的惡臭指數(shù)和惡臭濃度 - 惡臭分析時(shí)間短:1-5分鐘以內(nèi)在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)惡臭，將其定量化 - 以低費(fèi)用進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)：相比高價(jià)儀器，由于該儀器價(jià)格較低，可以用同樣的費(fèi)用同時(shí)監(jiān) 測(cè)多個(gè)地點(diǎn)，性價(jià)比高

7、,基于傳感器的惡臭檢測(cè)系統(tǒng)特征,8,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng),檢測(cè)原理及系統(tǒng)的構(gòu)成,傳感器陣列技術(shù),無(wú)臭空氣,排出,惡臭,檢測(cè)器 傳感器陣列系統(tǒng),半導(dǎo)體式傳感器: 通過(guò)與金屬氧化膜表面的還原性氣體產(chǎn)生反應(yīng)，檢測(cè)復(fù)合惡臭 電化學(xué)式傳感器: 通過(guò)選擇性膜或電解質(zhì)與選擇性氣體產(chǎn)生反應(yīng)，檢測(cè)個(gè)別成分 光學(xué)式傳感器: 通過(guò)PID、NDIR、IR 等，分析揮發(fā)性有機(jī)物的光譜 泵類:吸入和排出樣品 閥門(mén)及管道: 移送樣品，形成流動(dòng)徑路 數(shù)據(jù)處理單元: 處理傳感器的類似信號(hào)值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字 通訊模塊:發(fā)送和獲取檢測(cè)數(shù)據(jù),樣品的定量注入及傳感器表面最優(yōu)化技術(shù),“人類嗅覺(jué)功能的數(shù)值化”,3-通道 電磁閥,通過(guò)閥門(mén)控制流

8、動(dòng)徑路 - 通過(guò)定量注入樣品，定量復(fù)合惡臭 - 通過(guò)注入無(wú)臭空氣，洗滌傳感器表面，維持其清潔度,9,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng),傳感器檢測(cè)值的準(zhǔn)確性,Base 問(wèn)題,Max. 問(wèn)題,恢復(fù)問(wèn)題,一般(現(xiàn)有)的傳感器信號(hào)分析方法,通過(guò)比較氣體反應(yīng)前后的輸出信號(hào)，將其差異換算為濃度 因基線發(fā)生變化或與高濃度氣體接觸等導(dǎo)致輸出信號(hào)的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性不足 (10 20%RSD),通過(guò)表面反應(yīng)速度計(jì)算濃度的方法,計(jì)算傳感器表面的反應(yīng)速度/將最大拐點(diǎn)換算為檢測(cè)值 輸出信號(hào)重現(xiàn)性 (%RSD) : 提高2 5%,10,（純粹的輸出電壓變動(dòng)率）,（電壓）,（傾斜度）,傾斜度的選取,選取最大傾斜度,選取最大拐點(diǎn),惡臭注入時(shí)間

9、，t,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng),惡臭檢測(cè)系統(tǒng)概要圖,檢測(cè)及控制單元,傳感器 模塊,閥門(mén)模塊,泵 模塊,電源模塊,顯示和控制單元,前處理 裝置,電源 供應(yīng)單元,清潔空氣 供應(yīng)單元,適用于野外環(huán)境的IP等級(jí)及耐腐蝕性材料 通過(guò)換氣扇 & 加熱器控制內(nèi)部溫度 電源及通訊防雷/電涌保護(hù)器 可吸入樣品的結(jié)構(gòu),儀器內(nèi)部背面,儀器內(nèi)部正面,11,外觀主機(jī): 620H * 420W * 320D, 40kg以內(nèi) 外觀支架: 1,000H * 100, 9kg (根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況變動(dòng)) 材質(zhì) : SUS 304，白色粉體涂裝(顏色編號(hào): WH001) 電源 : AC 110 250V (最大耗電量: 1.3A, 220V)

10、 惡臭吸入泵流量 : 0.8 1.2 L/min. (泵吸入式) 傳感器模塊類型 : 15 Inch 3U SUBRACK 可應(yīng)用傳感器 : 半導(dǎo)體式(M.O.S)惡臭傳感器2種 電化學(xué)式(EC) SO2, NH3, H2S等氣體傳感器3種 光離子化檢測(cè)器(P.I.D) TVOCs 氣體傳感器1種 檢測(cè)項(xiàng)目 : 惡臭傳感器信號(hào)值&惡臭稀釋倍數(shù)(Odor Unit) H2S ，TVOCs等單一氣體物質(zhì)ppm濃度 風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度(氣象因子監(jiān)測(cè)) 顯示 : 7 Inch TFT Wide(800*480mm), WIN CE 觸摸屏 存儲(chǔ) :2GB SD卡，內(nèi)置嵌入式電腦 通訊 :有線或無(wú)線

11、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊，以分鐘為單位傳輸 其他功能 : 換氣扇&加熱器自動(dòng)控制功能，停電后自動(dòng)恢復(fù)功能，電源、通訊防雷、浪涌保護(hù)器， 氣象監(jiān)測(cè)/ 溫度/濕度），百葉箱方式的惡臭吸入系統(tǒng),惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng),惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行,安裝及運(yùn)行案例 (韓國(guó)),12,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行,安裝及運(yùn)行案例 (國(guó)外),13,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行,應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)園區(qū)應(yīng)對(duì)惡臭信訪 (釜山),(風(fēng)向),1,3,4,4,(惡臭信訪區(qū)),3,(惡臭排放源與惡臭信訪區(qū)廠界),2,(染色園區(qū)),1,(污水處理廠),AM 06:00,PM 11:00,收到集體投訴 at 6 am, 11 pm,2,接受投訴的時(shí)間與 惡臭產(chǎn)生的時(shí)間

12、一致!,地點(diǎn): 釜山沙下區(qū) “新平長(zhǎng)林產(chǎn)業(yè)園區(qū)”,檢測(cè)項(xiàng)目: 復(fù)合惡臭, 硫化氫, 氨 = 17 套,14,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行,應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)園區(qū)應(yīng)對(duì)惡臭信訪(始興),地點(diǎn): 京畿道始興市正往洞“始化產(chǎn)業(yè)園區(qū)”(2009年 6月 至今),檢測(cè)項(xiàng)目: 復(fù)合惡臭, 硫化氫, 氨 = 4 套,(E-Mart 物流倉(cāng)庫(kù)),1,經(jīng)過(guò)3年多的監(jiān)測(cè)，1度以上的檢測(cè)頻率逐漸減少 按季節(jié)、時(shí)間段查詢惡臭產(chǎn)生紀(jì)錄，作為政策決定依據(jù)使用,15,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行,酸性氣體 排放口,RTO 排放口,堿性氣體 排放口,有機(jī)氣體 排放口,廠界,信訪區(qū),風(fēng)向,應(yīng)用于S半導(dǎo)體工廠,排放堿性氣體,排放酸性氣體,廠界,排放有

13、機(jī),排放RTO,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行,應(yīng)用于H半導(dǎo)體工廠,排放口 監(jiān)測(cè),安裝時(shí)間：2012年11月，含惡臭排放口和廠界，共安裝19套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 排放口：用1套產(chǎn)品同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)排放口 (總監(jiān)測(cè)點(diǎn)= 32個(gè)) 通過(guò)運(yùn)行惡臭擴(kuò)散模型，提前預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)居民投訴問(wèn)題。,大氣環(huán)境監(jiān)測(cè),2.2. 惡臭防治設(shè)施性能評(píng)價(jià)系統(tǒng),主要目的,惡臭防治設(shè)施現(xiàn)狀 惡臭處理設(shè)施中的70%在運(yùn)行洗滌/吸附塔 惡臭處理效率為0%的設(shè)施有30%, 50%以下的設(shè)施有40% 對(duì)惡臭防治設(shè)施的管理不足: 不更換吸收液/活性炭&專業(yè)管理人員不足，僅通過(guò)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)管理 2. 通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)防治設(shè)施的前端和后端，可以更有效運(yùn)行防治設(shè)施 通過(guò)監(jiān)

14、測(cè)和評(píng)價(jià)流入濃度和最終排放濃度，判斷吸收液和活性炭的更換及檢查時(shí)間 通過(guò)更有效的管理防治設(shè)施，減少費(fèi)用、提高設(shè)施運(yùn)行效率 3. 探討用氣體傳感器監(jiān)測(cè)惡臭產(chǎn)生制造設(shè)施排放的復(fù)合惡臭的可能性 由半導(dǎo)體(MOS)、電化學(xué)式(EC)、光離子化(PID)傳感器等最優(yōu)傳感器構(gòu)成 通過(guò)惡臭傳感器監(jiān)測(cè)惡臭，確認(rèn)與三點(diǎn)比較式臭袋法的相關(guān)性,惡臭,惡臭防治設(shè)施,無(wú)臭空氣,惡臭傳感器節(jié)點(diǎn),吸入氣體,(前端),(后端),吸入氣體,惡臭傳感器節(jié)點(diǎn),概念圖,16,惡臭實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行,惡臭減排設(shè)施的性能評(píng)價(jià),地點(diǎn): H輪胎 (大田) (2012年 3月 至今),檢測(cè)項(xiàng)目: 安裝在防治設(shè)施的前端和后端，評(píng)價(jià)復(fù)合惡臭、硫化

15、氫的處理效率,17,防治設(shè)施發(fā)生故障,處理設(shè)施前端的惡臭 OU,排放口惡臭OU,探測(cè)到防治設(shè)施發(fā)生火災(zāi),平均 : 96 OU,平均效率 : 83 % (96 OU 16 Ou),2.3. 室內(nèi)作業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),工廠環(huán)境監(jiān)測(cè)要求事項(xiàng),為了保護(hù)工廠工作人員的健康、維持安全的工作環(huán)境，需要可以監(jiān)測(cè)作業(yè)環(huán)境內(nèi)有害氣體（有毒氣體）的設(shè)備 工廠主要有毒氣體物質(zhì): HF, CO, SO2, Cl2, F2, HCl, TVOC, H2S, NH3, Odor等 具有可以添加、擴(kuò)張適用于各種作業(yè)環(huán)境的傳感器的功能的探測(cè)器: O2, CO2, TVOCs 等,主要有害(有毒)氣體檢測(cè)范圍,各種制造環(huán)境中產(chǎn)生的有毒氣體具有極大的危害性! 密閉空間作業(yè)人員的生命危害程度增加! 每年發(fā)生300起以上的中毒及窒息事故,急需作業(yè)環(huán)境管理技術(shù)!,18,監(jiān)測(cè)