APEL-AQ工业园环境空气质量及污染源在线监测平台 参考

工业园环境空气质量及污染源在线监测平台方案

VOCs 是化工行业中主要的大气污染物之一，是形成PM2.5 和臭氧的重要前体物质，不少VOCs 具有累积性和持久性等特点，对人体具有较大的危害，是可能的致癌物质，慢性毒性， 具有异味，会严重影响人们的生活质量。近年来不断增多的恶臭污染投诉中化工企业占有相当的比例。化工企业的大气污染问题，特别是二氧化硫（SO2)、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3），PM10、PM2.5、、VOCs等污染问题，是目前公众较为关心的化工行业环境污染问题之一。

一、主要方案构成

工业园环境空气质量及污染源在线监测平台，APEL-AQ微型环境质量监测系统既可以监测空气中的二氧化硫（SO2)、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）等气态污染物，也可以监测空气中PM10、PM2.5等颗粒物污染物，同时可扩展气象五参数，温度、湿度、风速、风向、气压，并可继续扩展氨气（NH3）、硫化氢（H2S）全面监测空气质量，据结果可通过GPRS网络送至信息中心，或由用户通过RS232/TTL/RS485接口进行数据采集，同时所用数据都已备份在SD卡中。

VOCs（Volatile Organic Compounds）学名为挥发性有机物，其成分包括烃类、含氧烃、卤代烃、低沸点多环芳烃等多种类型，是环境空气主要污染物之一。VOCs易引起光化学污染、大气雾霾，有害空气污染物污染和臭味污染，严重危害人体健康。改善大气环境质量的关键之一是控制VOCs的排放,采用在线色谱分析仪测量非甲烷总烃，苯气体浓度、采用超声波、电容、压阻法测量气象五参数。

二、厂界微站监测站点选址

2、1选址原则

具有代表性：能客观反映一定空间范围内的环境空气质量水平和变化规律，客观评价城市、区域环境空气状况，污染源对环境空气质量影响，满足为公众提供环境空气状况健康指引的需求。

具有可比性：同类型监测点设置条件尽可能*，使各个监测点获取的数据具有可比性。

具有整体性环境空气质量评价城市点应考虑城市自然地理、气象等综合环境因素，以及工业布局、人口分布等社会经济特点，在布局上应反映城市主要功能区和主要大气污染源的空气质量现状及变化趋势，从整体出发合理布局，监测点之间相互协调。

具有前瞻性：应结合城乡建设规划考虑监测点的布设，使确定的监测点能兼顾未来城乡空间格局变化趋势。

具有稳定性：监测点位置一经确定，原则上不应变更，以保证监测资料的连续性和可比性。

2.2 污染监控点布设原则

1.设置在源的主导风向和第二主导风向（一般采用污染重季节的主导风向）的下风向的大落地浓度区内，以捕捉到大污染特征为原则进行布设

2.设在可能对人体健康造成影响的污染物高浓度区以及主要固定污染源对环境空气质量产生明显影响的地区

3.可根据监测目的确定点位布设原则增设污染监控点，必要时在临近居民区和人群聚集区的厂界边缘设置特征污染物监测站。

三、产品介绍

3.1 微型站技术参数及原理

APEG-AQ网格化大气环境监测微型站是安帕尔公司根据十三五及各地大气污染监测治理政策生产的新型空气质量在线多参数监测系统，严格按照国家标准对四气（CO、SO2、NO2、O3）、两尘（PM2.5、PM10）、气象五参（温度、湿度、风速、风向、气压）、可选配TVOC、硫化氢（H2S）、氨气（NH3）等，并将数据通过大数据分析平台可视化地展现出来，实现远程监测，远程预示，污染源严格防治的目标。

整套设备参数如上所示，功能特点如下：

1.采样方式：扩散式

2.产品有数据补偿和处理，在线/远程自动校准，*误差<5%

3.通讯方式：4G/以太网接口，兼具GPS定位功能

4.数据传输间隔时间，模式可调，支持断点续传功能

5.内置大容量存储SD卡，存储2年数据

6.具备太阳能+锂电池+市电供电系统，设备功耗低，可仅用太阳能+锂电池供电

7.安装方式：立柱，产品体积小、重量轻、安装简单成本低

8.维护成本低，备件价格低、更换简单，无工具拆卸，方便点位迁移

9.具备设备状态指示功能，可直观辨别设备工作状态

3.1.1 硬件配套装置

本监测系统方案由5个部分构成：供电系统、电控箱、监测设备、配套装置、大数据平台。

供电系统：市电/太阳能+锂电池（阴雨环境多持续21天,10分钟/次数据传输）

电控箱：数据采集模块、变送模块、无线传输模块

监测设备：四气两尘、气象五参、TVOC等

配套配件：立杆、外壳、可选配显示屏、摄像球机

大数据平台：由安帕尔15年研发至今更新第三代的数据分析平台

3.2  VOC监测分析小站（GC+FID）

APEL-WTVOC在线监测系统是深圳市安帕尔科技有限公司结合国内各行业排放标准及国家环保规范推出的新型VOCs在线监测系统。由气态污染物（非甲烷总烃，苯及苯系物）监测单元、气象参数监测单元（温压流）和数据采集与处理单元构成。

气态污染物监测子系统：采用在线色谱分析仪测量非甲烷总烃，苯气体浓度、采用超声波、电容、压阻法测量气象五参数。

数据采集与处理子系统：由数据采集设备、污染物在线连续监测系统监测软件、数据传输单元等构成。数据采集单元接收所有设备的信号输出，通过内部的处理单元转换后与外界通过有线或无线等方式进行数据传输，并实现生成报表、存储数据、查询历史记录等功能。

3.2.1 氢火焰离子（FID检测原理）

当有机物经过检测器时，在火焰中燃烧产生离子，在氢火焰周边外加一电场，在极化电压的作用下，喷嘴和收集极之间的电流会增大，该电流大小和被测组分浓度呈比例关系，对这个电流信号进行检测和记录即可得到相应的谱图

3.2.2 分析流程

样气（一般由多种气体组成）经过取样阀取样后，进入色谱柱分离成单个组分，再进入检测器检测，输出信号。使用工业色谱仪测量VOCs组分时，一般分析流程为：

由于环境空气中的挥发性有机物种类多、浓度低，系统针对性地增加预富集模块，用于厂界环境空气中低浓度VOCs组分的在线监测。样气通过采样系统采集后，进入预富集模块。然后经热解吸后进入色谱柱分离单元，后通过检测器进行检测，实现厂界空气中低浓度苯系物的准确监测。

热解吸过程：通过加热的方式将VOCs组分进行热解吸，然后由载气带入色谱柱分离单元。

3.2.3 功能特点

采用预浓缩进样方式，检测下限低至ppb级；

预浓缩时间可调，取决于待测组分；

浓缩管带有加热脱附系统，快速升至脱附温度；

火焰熄灭氢气电子阀自动关闭保护；

采用多通膜片阀，使用寿命达几百万次以上；

多通道电子压力控制可选；

采用反吹技术，减少记忆效应，提高富集重现性；

内置存储单元，分析数据可导出及追溯；

智能化设计，具有自诊断功能，维护方便；

机架式安装方式；

8.4寸彩色触摸屏，支持中英文菜单式操作；

丰富的通讯接口，可选模拟量、MODBUS、TCP等；

通过互联网连接Chromdyne软件，进行远程诊断。

3.3 主要配置

零气发生器设有二级稳压和温度自控装置，采用高温催化氧化技术，有效祛除空气中的杂质，烃类物质和水分子，达到净化的目的。

氢气发生器由电解分离池、开关电源、压力控制、干燥净化、流量显示等系统组成。储液、制氢、排氧可同时进行，其电解面积大、池温低、性能好、纯度高之优点。本仪器设有不返液装置，可有效的保证仪器无返液现象。

标准气体及减压阀

标准气：8L/瓶。满足设备的标定要求；

减压阀：气密性可靠，材质为不锈钢，对标准气体无污染，无吸附；

分析小屋尺寸4000mm(L)X3000mm(W)X2800mm(H),室内要求安装空调，为节省空间，空调建议使用分体式(壁挂),室内温度应控制在: 22~26℃，湿度<90%RH。配有护栏与爬梯。

四、大数据运维中心

4.1可视化显示

APAQ结合地理信息，可对APEQ-AQ上传的分钟级、海量监测数据进行可视化处理，同时兼容国家站的数据展示，生动形象地展示出空气质量的实时数据变化趋势和污染分布情况。

4.2污染事件监控

APAQ可根据用户当地空气质量值和污染特征规则，利用事件捕获技术分析每个点位的事件，同时向客户实时推送消息。平台自动将各污染源监控信息，通过短信、微信、邮件等方式，实时推送到相关管理人员，根据警报级别在平台上启动相应的处置流程，指挥现场工作人员前往察看并进行处理，后将处理结果上传到管理平台，从而对污染源实现闭环管理。

4.3污染区域分析

APAQ通过计算一段时间内各区域污染超标的累积概率，能够得到经常发生污染的区域，即为超标重点区域，也可能为潜在污染源，管理者需对此类区域重点监管。

4.4基础统计分析

APAQ提供单点或多点历史数据对比分析、区域污染现状分析、多点空气质量排序等基础数据分析功能。简单明了直奔主题的功能设计，使用户从繁杂的数据整理工作中解脱出来，解决用户关切的实际问题。

4.5移动管理

APAQ除通过WEB浏览器使用外，还针对移动通讯、平板等终端提供了移动便携的查询统计功能。

4.6 卫星遥感技术

通过对卫星数据与地图结合监测站的实时数据的分析，通过大气动态循环趋势算法分析，建设空气质量模型，对污染变化趋势精准预测，对实时显示的污染物浓度变化，进行追踪溯源。

4.7 环境综合监测预留端口

本平台在完成空气中污染物，颗粒物，气体组分监测的同时，包含有固定污染源分析子系统，油烟在线监测系统，水质在线实时显示系统，汽车遥感交通监测系统。