CN110907611A - 一种区域恶臭污染的检测控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种区域恶臭污染的检测控制系统，根据当前恶臭污染环境管理的难点和痛点，构建了一套数据采集、源项数据库和环境数据库建立、恶臭影响定量评估、成果应用的技术方法和系统，主要应用于恶臭敏感区的环境监管。减少测量误差和评估科学性，使检测与评价结果更切合实际，减少居民投诉。
Description
技术领域
本发明涉及环境检测及评价方法，具体涉及一种区域恶臭污染的检测控制系统。
背景技术
异味扰民问题已成为当前各级政府和社会关注的重点之一。据统计，2017年我国环境投诉受理案件中17.5%属于异味污染问题。目前工业企业普遍存在大风量、低浓度排放恶臭污染物情况，虽然厂界和排气筒均达标，但厂界外却仍然容易出现大范围恶臭投诉现象，这种“达标性”污染现象对于工业园区内的企业往往无法进行责任认定，导致污染防治方案无效，信访事件久久难以解决。
恶臭污染评价对象是恶臭气体，评价方法分为嗅辨法和仪器分析法。GB14554-93《恶臭污染物排放标准》规定，恶臭污染物排放控制指标包括1种定性的无量纲臭气浓度和8种定量的单一成分浓度，即三甲胺(C3H9N)、苯乙烯(C8H8)、硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH4S)、甲硫醚(C2H6S)、二甲二硫(C2H6S2)、氨(NH3)、二硫化碳(CS2)。此外，GB/T18883-2002《室内空气质量标准》特别推荐了二氧化硫(SO2)和总挥发性有机化合物(Total volatileorganiccompound,TVOC)浓度这2种定量控制指标。现阶段，恶臭污染评价指标体系主要由上述1种定性指标和10种定量指标构成。GB14554规定，测定臭气浓度用三点比较式臭袋法，测定C3H9N、C8H8、H2S、CH4S、C2H6S、C2H6S2浓度用气相色谱法，测定NH3和CS2浓度采用分光光度法；GB/T18883规定，测定TVOC浓度采用气相色谱法；GB/T15262-94规定，测定SO2采用分光光度法。
“臭气浓度”是指现场采集的臭气样品在实验室用无臭清洁空气连续稀释至嗅辨员嗅觉阈值的稀释倍数，欧盟标准EN17325-2003用OU(odor unit)值度量。目前，臭气浓度的标准鉴别方法主要靠嗅辨员的鼻子，我国、欧美、日韩等国家和地区均是如此。实施已25年的国标GB/T14675-93《环境空气-恶臭的测定-三点比较式臭袋法》规范了嗅辨员选拔、恶臭气体样品采集和样品人工稀释与嗅辨测定等三个环节。欧美、澳大利亚、新西兰等国家用动态嗅觉仪稀释臭气样品。
GB/T14675和HJ905规定，恶臭气体样品先由工作人员在现场用采样瓶或无臭气袋(例如10L)采集，然后运回到嗅辨室，再用注射器按一定比例抽吸移至无臭气袋(例如3L)并用无臭清洁空气稀释，最后由嗅辨小组成员嗅辨。三点比较式臭袋法核心之一是：臭气样品稀释一次后，一个嗅辨员需嗅闻3只3L气袋，其中1只为稀释后的有臭气袋，另2只为无臭气袋，并能从中鉴别出有臭气袋。
“选对选错全靠嗅辨员嗅闻后的主观判断”。尽管GB/T14675已施行25年，但现状是，许多恶臭物质要么没有嗅阈值，要么不同国家或组织给出的嗅阈值差别很大。2015年，天津环科院国家环境保护恶臭污染控制重点实验室从更具有统计意义的期望出发，组织30名嗅辨员(男13人，女17人)对40种恶臭物质进行了嗅觉阈值测定。结果表明，NH3嗅觉阈值与日本相差5倍，H2S相差近3倍，三甲胺相差28.12倍，正戊酸相差65.67倍，等等。上述结果至少说明两个问题：(1)确定臭气浓度的嗅辨过程很复杂，嗅评一次代价很大；(2)各国各单位给出的恶臭物质嗅觉阈值本身不客观，不具备重复性。
由于恶臭是一种感官影响，人的鼻子对瞬间恶臭污染物浓度突变产生感应（一般认为0.5~3S），但传统的大气扩散模型得到的预测值均为小时或日均浓度，不能正确反映人体的感官影响（短时峰值浓度），最终导致出现模拟预测结果达标，但实际仍存在较大恶臭污染的情况。
故每次检测完之后，就算结果为达标，但是附近居民依旧会出现较多投诉的情况。本发明根据当前恶臭污染环境管理的难点和痛点，构建了一套数据采集、源项数据库和环境数据库建立、恶臭影响定量评估、成果应用的技术方法和系统，主要应用于恶臭敏感区的环境监管。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种区域恶臭污染的检测控制系统，可减少测量误差，使检测结果更切合实际，减少居民投诉。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种区域恶臭污染的检测与控制系统，其特征是：包括数据检测单元、模式选择单元、调度单元和控制单元，数据检测单元、模式选择单元、调度单元、信息接发单元与控制单元相连；以污染源为中心，设置矩形计算区域；
所述数据检测单元用于获取时间点、单个污染源附近的每个单元网格内的人口量、单个污染源附近计算区域内的地形和当天的气象数据、单个污染源内的排气筒高度、直径、排气量、排放温度和臭气浓度排放强度，气象数据包括风向、风速、温度和湿度；
所述模式选择单元中配置有多个低层模式接口，所述低层模式接口用于获取用户的选择请求；
所述控制单元被配置为：
建立与每个低层模式接口对应的厂区模式、居民模式和第三方模式，以及基于用户的选择请求进入到相应的厂区模式、居民模式和/或第三方模式中；其中，
在厂区模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按调度单元的指令控制厂区内的多个排气筒对应的区域内污染设备的启停以将污染范围避开人口量超过个位数的单元网格；
在居民模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知以将污染范围内的人流进行驱散；
在第三方模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按调度单元的指令对进入污染范围的单元网格进行记录；
所述模式选择单元中还配置有多个中层模式接口，所述中层模式接口用于获取用户的选择请求；
所述控制单元还被配置为：
建立与每个中层模式接口对应的旺季模式和淡季模式，以及基于用户的选择请求进入到相应的旺季模式和淡季模式中；其中，
在旺季模式中，控制单元基于厂区模式、居民模式或第三方模式，按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获得每个排气筒对应的区域内的设备的生产量，以优先关闭生产量低的设备；
在淡季模式中，控制单元基于厂区模式或基于厂区模式和第三方模式，按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获取每个开启中的排气筒对应区域的位置，以优先关闭臭气浓度排放强度对应的排气筒所对应的区域的设备。
本发明的进一步设置为：所述控制单元还被配置为：基于获取时间点，判断检测时间点是否落在晚8点到早8点；若是，则禁止居民模式；按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获取每个开启中的排气筒对应区域的位置，以优先关闭靠近居民区的对应区域的设备。
本发明的进一步设置为：在第三方模式中，所述控制单元还被配置为：基于获取的每个单元网格落于污染范围的次数，当发生频次超过预设阈值时，需要对第三方机构和该些单元网格内的居民楼发送预警信息。
本发明的进一步设置为：在厂房模式中，所述控制单元还被配置为：判断未被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度是否大于预估的臭气浓度；若是，则按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，以优先关闭靠近该单元网格的对应区域的设备，若是，则按照距离关闭第二靠近该单元网格的对应区域的设备。
本发明的进一步设置为：还包括记录单元，所述记录单元连接控制单元，所述控制单元还被配置为：判断未被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度是否大于预估的臭气浓度；若是，记录单元记录当时数据检测单元检测到的所有数据和实际修正后的调度单元的指令；当后续数据检测单元检测到的除时间点的所有数据相同时，根据当时记录的调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停。
本发明的进一步设置为：在厂房模式中，所述控制单元还被配置为：判断被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度大于预估的臭气浓度时，按调度单元的指令控制厂区内关停排气筒对应区域的设备，直至污染范围出现断块不连续的情况，对脱离污染源的污染区域进行单独的实地检测；判断是否由于其他污染源导致该单元网格臭气浓度超标，若是，记录单元记录点回归到预估时的调度单元的指令。
本发明的进一步设置为：在居民模式中，当控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知；判断接受信息的人员是否必须长期呆在此单元网格内，若是，不再发送二次通知；若不是，持续间隔的发送通知。
本发明的进一步设置为：在厂区模式中，所述控制单元还被配置为：控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知以征求是否要将该单元网格判定为防止臭气的网格单元，若不是，则不将该网格单元标记为污染范围。
本发明具有以下优点：1、可以时时的对污染范围进行控制，减少污染源对人体的影响；2、由于时时检测，故更具有客观性，可较为准确的检测出实际的污染程度；3、多种模式的结合，进一步平衡工厂和居民的矛盾。
具体实施方式
实施例一：一种区域恶臭污染的检测控制系统，包括数据检测单元、模式选择单元、调度单元、信息接发单元、记录单元和控制单元，数据检测单元、模式选择单元、调度单元、信息接发单元、记录单元与控制单元相连；以污染源为中心，设置矩形计算区域。
数据检测单元用于获取时间点、单个污染源附近的每个单元网格内的人口量、单个污染源附近计算区域内的地形和当天的气象数据、单个污染源内的排气筒高度、直径、排气量、排放温度和臭气浓度排放强度，气象数据包括风向、风速、温度和湿度。
模式选择单元中配置有多个低层模式接口，低层模式接口用于获取用户的选择请求；
控制单元被配置为：
建立与每个低层模式接口对应的厂区模式、居民模式和第三方模式，以及基于用户的选择请求进入到相应的厂区模式、居民模式和/或第三方模式中。
其中，
在厂区模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知以征求是否要将该单元网格判定为防止臭气的网格单元，若不是，则不将该网格单元标记为污染范围。
控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按调度单元的指令控制厂区内的多个排气筒对应的区域内污染设备的启停以将污染范围避开人口量超过个位数的单元网格；
进一步的，判断未被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度是否大于预估的臭气浓度；若是，则按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，以优先关闭靠近该单元网格的对应区域的设备，若是，则按照距离关闭第二靠近该单元网格的对应区域的设备；
进一步的，判断未被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度是否大于预估的臭气浓度；若是，记录单元记录当时数据检测单元检测到的所有数据和实际修正后的调度单元的指令；当后续数据检测单元检测到的除时间点的所有数据相同时，根据当时记录的调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停。
判断被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度大于预估的臭气浓度时，按调度单元的指令控制厂区内关停排气筒对应区域的设备，直至污染范围出现断块不连续的情况，对脱离污染源的污染区域进行单独的实地检测；判断是否由于其他污染源导致该单元网格臭气浓度超标，若是，记录单元记录点回归到预估时的调度单元的指令。
在居民模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知以将污染范围内的人流进行驱散；具体方式为，通过最靠近人员的基站接受到的人员手机的信号，来判断和记录人员手机的位置，进而判断其是否进入到污染范围内。若是，向该手机发送进入污染范围的提示短信。进一步的，在离开时，也可以向该手机发送已离开污染范围的提示短信。
当控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知；判断接受信息的人员是否必须长期呆在此单元网格内，若是，不再发送二次通知；若不是，持续间隔的发送通知。
在第三方模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按调度单元的指令对进入污染范围的单元网格进行记录；
在第三方模式中，基于获取的每个单元网格落于污染范围的次数，当发生频次超过预设阈值时，需要对第三方机构和该些单元网格内的居民楼发送预警信息。
进一步的，基于获取时间点，判断检测时间点是否落在晚8点到早8点；若是，则禁止居民模式；按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获取每个开启中的排气筒对应区域的位置，以优先关闭靠近居民区的对应区域的设备。
模式选择单元中还配置有多个中层模式接口，中层模式接口用于获取用户的选择请求；
控制单元还被配置为：
建立与每个中层模式接口对应的旺季模式和淡季模式，以及基于用户的选择请求进入到相应的旺季模式和淡季模式中；其中，
在旺季模式中，控制单元基于厂区模式、居民模式或第三方模式，按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获得每个排气筒对应的区域内的设备的生产量，以优先关闭生产量低的设备；
在淡季模式中，控制单元基于厂区模式或基于厂区模式和第三方模式，按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获取每个开启中的排气筒对应区域的位置，以优先关闭臭气浓度排放强度对应的排气筒所对应的区域的设备。
实施例二：
实施例一中所述的预估污染范围的方法具体为以下步骤，
1、建立恶臭污染源数据采集系统并建立源项清单
如：某公司为化学原料药生产企业，其多个原料药生产车间、固废处置车间、污水站等排放恶臭废气且排放量巨大，对周边环境造成了较大的影响。通过收集企业恶臭污染源信息，确定影响区域环境的主要污染源，并确定排气筒高度、直径、排气量、排放温度等参数，并筛选特征恶臭污染物。在此基础上对主要排气筒建立电子鼻在线监测系统，收集臭气浓度排放强度参数；对次要排气筒开展人工嗅辩检测，建立排放源强清单。
2、建立敏感点数据库和气象数据库
调查区域环境基础资料，建立恶臭污染敏感点数据库，主要是周边村庄和社区，包括敏感点属性、方位、距离、人口等概况信息；同时，收集区域历史气象资料，包括风向、频率、稳定度等，建立区域气象资料数据库。
3、评估恶臭定量环境影响
采用AUSTAL2000模型进行模拟分析：
（1）模型基础数据收集
以厂区为中心，设置矩形计算区域，网格间距100m，并在谷歌地图上标注恶臭敏感点和恶臭源。收集企业所在地气象资料、地形数据、风场数据等预测所需资料。
（2）确定恶臭源强
收集企业恶臭污染源信息，确定主要污染源排气筒高度、直径、排气量、排放温度等参数；对污水站排气筒、发酵尾气排气筒、VOCs集中排气筒安装电子鼻监测监控系统，并以电子鼻监测值确定源强；对其他次要污染源补充开展人工嗅辩检测值作为恶臭源项浓度。根据企业整治方案，确定治理设施目标控制值作为整改后的源项浓度。
（3）开展模拟评估
根据周边气象站全年逐日逐次气象资料，利用AUSTAL view模型计算5.8×3.2km预测范围内各预测网格点(1856个网格点)年出现恶臭污染浓度，并以德国恶臭影响标准为基准，计算各预测点恶臭小时的出现范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：包括数据检测单元、模式选择单元、调度单元和控制单元，数据检测单元、模式选择单元、调度单元、信息接发单元与控制单元相连；以污染源为中心，设置矩形计算区域；
所述数据检测单元用于获取时间点、单个污染源附近的每个单元网格内的人口量、单个污染源附近计算区域内的地形和当天的气象数据、单个污染源内的排气筒高度、直径、排气量、排放温度和臭气浓度排放强度等，气象数据包括风向、风速、温度和湿度；
所述模式选择单元中配置有多个低层模式接口，所述低层模式接口用于获取用户的选择请求；
所述控制单元被配置为：
建立与每个低层模式接口对应的厂区模式、居民模式和第三方模式，以及基于用户的选择请求进入到相应的厂区模式、居民模式和/或第三方模式中；其中，
在厂区模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按调度单元的指令控制厂区内的多个排气筒对应的区域内污染设备的启停以将污染范围避开人口量超过个位数的单元网格；
在居民模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知，以将污染范围内的人流进行驱散；
在第三方模式中，控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围，以按调度单元的指令对进入污染范围的单元网格进行记录；
所述模式选择单元中还配置有多个中层模式接口，所述中层模式接口用于获取用户的选择请求；
所述控制单元还被配置为：
建立与每个中层模式接口对应的旺季模式和淡季模式，以及基于用户的选择请求进入到相应的旺季模式和淡季模式中；其中，
在旺季模式中，控制单元基于厂区模式、居民模式或第三方模式，按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获得每个排气筒对应的区域内的设备的生产量，以优先关闭生产量低的设备；
在淡季模式中，控制单元基于厂区模式或基于厂区模式和第三方模式，按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获取每个开启中的排气筒对应区域的位置，以优先关闭臭气浓度排放强度对应的排气筒所对应的区域的设备。
2.根据权利要求1所述的一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：所述控制单元还被配置为：基于获取时间点，判断检测时间点是否落在晚8点到早8点；若是，则禁止居民模式；按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，并获取每个开启中的排气筒对应区域的位置，以优先关闭靠近居民区的对应区域的设备。
3.根据权利要求2所述的一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：在第三方模式中，所述控制单元还被配置为：基于获取的每个单元网格落于污染范围的次数，当发生频次超过预设阈值时，需要对第三方机构和该些单元网格内的居民楼发送预警信息。
4.根据权利要求3所述的一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：在厂房模式中，所述控制单元还被配置为：判断未被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度是否大于预估的臭气浓度；若是，则按调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停，以优先关闭靠近该单元网格的对应区域的设备，若是，则按照距离关闭第二靠近该单元网格的对应区域的设备。
5.根据权利要求4所述的一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：还包括记录单元，所述记录单元连接控制单元，所述控制单元还被配置为：判断未被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度是否大于预估的臭气浓度；若是，记录单元记录当时数据检测单元检测到的所有数据和实际修正后的调度单元的指令；当后续数据检测单元检测到的除时间点的所有数据相同时，根据当时记录的调度单元的指令控制厂区内多个排气筒对应的区域内污染设备的启停。
6.根据权利要求5所述的一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：在厂房模式中，所述控制单元还被配置为：判断被污染范围覆盖的单元网格中臭气浓度大于预估的臭气浓度时，按调度单元的指令控制厂区内关停排气筒对应区域的设备，直至污染范围出现断块不连续的情况，对脱离污染源的污染区域进行单独的实地检测；判断是否由于其他污染源导致该单元网格臭气浓度超标，若是，记录单元记录点回归到预估时的调度单元的指令。
7.根据权利要求6所述的一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：在居民模式中，当控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知；判断接受信息的人员是否必须长期呆在此单元网格内，若是，不再发送二次通知；若不是，持续间隔的发送通知。
8.根据权利要求7所述的一种区域恶臭污染的检测控制系统，其特征是：在厂区模式中，所述控制单元还被配置为：控制单元基于模拟出的计算区域内的污染范围以按信息接发单元的指令向污染范围内的人员发送通知以征求是否要将该单元网格判定为防止臭气的网格单元，若不是，则不将该网格单元标记为污染范围。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426801A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-07-17 | 上海宁和环境科技发展有限公司 | 电子鼻学习驯化方法及其设备 |
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2019
- 2019-12-26 CN CN201911369460.0A patent/CN110907611A/zh active Pending
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