CN210626421U

CN210626421U - 一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱

Info

Publication number: CN210626421U
Application number: CN201921109550.1U
Authority: CN
Inventors: 陈浩; 李磊; 叶建锋; 聂云汉; 刘辉; 梁珺宇; 宋召凤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2029-07-16

Abstract

本实用新型涉及一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，由箱体、温度传感器、压力传感器、气体采样管、气体平衡袋、三角支架和骨架组成，便携式静态箱放置于排水管网内；箱体放置于排水管网内；温度传感器位于箱体内，并与外部的传感器表头相连；压力传感器位于箱体内，并与外部的传感器表头相连；气体采样管一端插入箱体上部，另一端与外部的气体采样注射器相连；气体平衡袋位于箱体顶盖内部，并与箱体表面的管口相连；固定杆位于箱体外，其一端与箱体相连，三脚支架位于箱体外，三脚支架连接固定杆末端，骨架位于箱体外，与固定杆中段相连，可撑开与收拢。本实用新型利用气体平衡袋使箱体内外气压得到平衡，改善了通量箱的使用环境。

Description

一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱

技术领域

本实用新型公开了一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，属于生态环境保护领域。

背景技术

工业革命以来，人类的生产活动越来越频繁，地球气候变暖也逐渐成为了当前全球关注的研究热点问题之一，人类活动导致的温室气体排放量逐年增加。我国污水产量巨大，2015年全国总污水产生量已经达到了22.41亿吨，污水中的COD总量和氨氮总量分别达到了0.1988亿吨和425万吨。污水收集过程使得管道中贮存了大量的污水，而在这些污水中有着丰富的有机底物，汇集在管道沉积物、生物膜和污水中的微生物参与厌氧降解这些有机底物，产生大量的甲烷与二氧化碳。污水收集过程已成为大气中温室气体的一个重要来源。气体通量是指单位时间、单位面积上相应气体的变化量，正值表示气体从土壤或水体中向大气中排放，负值表示土壤或水体吸收消耗大气中的相应气体。目前应用最广、最为成熟的是通过测量水-气界面的温室气体来计算温室气体排放通量，即通量箱法（浮箱法），通量箱法可分为静态与动态通量箱两种。其中静态箱法操作相对简单、成本较低，对被测区域没有太多限制。

静态通量箱在湖泊河流中的应用较多，其设计主要是圆柱形或半圆形的有机玻璃箱体或金属箱体，将箱体放入汽车轮胎中或在箱体两边加装泡沫，使得通量箱能浮于水面之上，通常通过与箱体连接的气体采样管抽取气体，但针对排水管网的通量箱仍然较少，如确定水体温室气体排放通量的便携式静态箱（申请号201120398747.9），设计一个提高浮箱法测量精度的静态箱，减少浮箱中气体体积不断变化的影响。如一种用于测量睡眠温室气体排放通量的测定箱及测定方法（申请号201410056078.5），设计了改善箱体在河流、湖、库流动水体水面的稳定性的静态箱。

目前影响静态通量箱在排水管网中的原因主要有：1.应用于自然水体的浮箱多是浮于水体表面，而应用于土壤的通量箱则大多应用于表面平整的土壤上，管网中的水流与沉积物状况复杂，导致了管网中静态通量箱不稳定。 2. 管网中温室气体产生量较大，气体在通量箱中累积，箱内压力增加，会影响气体释放速率。改进后的通量箱可以在一定程度上避免人为操作带来的误差，但是仍有可能存在上述方面的影响。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有通量箱在排水管网中的不适用性，提供一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱。

为达到以上目的，本实用新型的解决方案是：

一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，由箱体、温度传感器、压力传感器、气体采样管、气体平衡袋、三角支架、骨架、导线和传感器表头组成，所述便携式静态箱放置于排水管网内；其中：

箱体为柱体，柱体底部为未封闭的敞口结构，箱体放置于排水管网内；温度传感器设置于箱体内，并通过导线与外部的传感器表头相连；压力传感器设置于箱体内，并通过导线与外部的传感器表头相连；气体采样管一端插入箱体上部，另一端与外部的气体采样注射器相连；气体平衡袋设置于箱体顶盖内部，并与箱体表面的管口相连，与外部大气相通；固定杆设置于箱体外，其一端与箱体相连，三脚支架设置于箱体外，三脚支架连接固定杆末端，骨架设置于箱体外，与固定杆中段相连，可撑开与收拢，三脚支架与骨架不相连，当骨架撑开时，使得骨架边缘抵住排水管壁口。

本实用新型中，箱体制作材料可以为有机玻璃。

本实用新型中，所述与温度传感器相连的传感器表头与温度测定仪相连。

本实用新型中，所述与压力传感器相连的传感器表头与液位测定仪相连。

本实用新型中，所述气体采样管制作材料可以为薄膜塑料。

本实用新型中，所述气体平衡袋制作材料可以为塑料薄膜，也可用气球代替，其最大可容纳体积大于测定时间内抽取的气体体积。

本实用新型中，固定杆、三脚支架和骨架制作材料均可以为铝、不锈钢等金属，或碳素纤维等轻质材料。

本实用新型提出的用于测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱进行的测量排水管网温室气体排放通量的测定方法，具体步骤如下：

（１）、将箱体5缓慢下降置于井底，确保固定杆3能达到井盖高度，撑开骨架6，使得骨架6边缘抵住检查井井壁。

（２）、将导线8、气体采样管9，固定杆3穿过检查井井盖人孔，将井盖盖上后，使三角支架10卡住井盖边缘，并紧贴井盖上表面。

（３）、若检查井在道路中央，挪动表头8、气体采样管9，使监测活动能够远离道路中央，抽取初始气体样品。

本实用新型中，第一次抽取气体样品前，预抽取2倍于气体采样管9内部容积的气体量来排除气体采样管9内的积存气体；每次抽取气体样品前，使用注射器将气体采样管9与箱体5内的气体混合均匀；每次采样抽取三个平行样，完成温室气体浓度测定后取平均值用于计算温室气体排放通量；通过气体采样管9连续采集9次样品，采样间隔为15分钟。

本实用新型的有益效果在于：

由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下效果：

1、本实用新型通过在管道中加固，克服了排水管道中水流速度不确定导致的静态箱不适用的情况。

2、本实用新型克服了排水管网埋深导致气体抽取困难的问题，通过抽气导管可以实现在地面上抽取气体。

3、本实用新型利用气体平衡袋使箱体内外气压得到平衡，改善了通量箱的使用环境。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型装置管道部分。

图2是本实用新型装置地面部分。

图中标号：1为气体平衡袋，2为压力传感器，3为固定杆，4为温度传感器，5为箱体，6为骨架，7为导线，8为传感器表头，9为气体采样管，10为三角支架。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1：在图1中，固定杆3与箱体5相连，气体采样管9、温度传感器４、压力传感器2和气体平衡袋1插入箱体5中，连接处用防水胶密封。传感器表头8分别与温度传感器４和压力传感器相连2通过导线７相连，在固定杆3中部有一骨架相连6。

在图2中，固定杆3从井盖人孔中穿过，分为三束成三角支架10，每一束均卡住井盖边缘。

监测开始时，移开排水管道检查井上的井盖，将箱体5缓慢下降置于井底，确保固定杆3能达到井盖高度，撑开骨架6，使得骨架6边缘抵住检查井井壁，确保下端固定后，将导线7、气体采样管9，固定杆3穿过检查井井盖人孔，将井盖盖上后，使三角支架10卡住井盖边缘，并紧贴井盖上表面。若检查井在道路中央，挪动表头8、气体采样管9，使监测活动能够远离道路中央。

在实施监测时，首先记录传感器表头8上显示的此时水位，然后通过气体采样管用注射器抽取300ml气体，这一步的目的是将气体采样管管路中的气体抽空，防止产生误差。待水位读数稳定后，记录水位与温度示数，进行第一次抽气采样100ml，此后每次抽取气体前均要记录水位与温度示数。

其中：箱体制作材料可以为有机玻璃，直径为30cm；所述气体采样管制作材料可以为薄膜塑料，直径为6mm；气体平衡袋制作材料可以为塑料薄膜，也可用气球代替，其最大可容纳体积大于测定时间内抽取的气体体积；固定固定杆制作材料可以为铝、不锈钢等金属，或碳素纤维等轻质材料；三脚支架制作材料可以为铝、不锈钢等金属，或碳素纤维等轻质材料；骨架制作材料可以为铝、不锈钢等金属，或碳素纤维等纤维材料。

Claims

1.一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，由箱体、温度传感器、压力传感器、气体采样管、气体平衡袋、三角支架、骨架、导线和传感器表头组成，所述便携式通量箱放置于排水管网内；其特征在于：

箱体为柱体，柱体底部为未封闭的敞口结构，箱体放置于排水管网内；温度传感器设置于箱体内，并通过导线与外部的传感器表头相连；压力传感器设置于箱体内，并通过导线与外部的传感器表头相连；气体采样管一端插入箱体上部，另一端与外部的气体采样注射器相连；气体平衡袋设置于箱体顶盖内部，并与箱体表面的管口相连，与外部大气相通；固定杆设置于箱体外，其一端与箱体相连，三脚支架设置于箱体外，三脚支架连接固定杆末端，骨架设置于箱体外，与固定杆中段相连，可撑开与收拢，当骨架撑开时，使得骨架边缘抵住排水管壁口。

2.根据权利要求1所述的一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，其特征在于：箱体制作材料为有机玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，其特征在于：与温度传感器相连的传感器表头与温度测定仪相连。

4.根据权利要求1所述的一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，其特征在于：与压力传感器相连的传感器表头与液位测定仪相连。

5.根据权利要求1所述的一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，其特征在于：所述气体采样管制作材料为薄膜塑料。

6.根据权利要求1所述的一种测定排水管网温室气体排放通量的便携式通量箱，其特征在于：固定杆、三脚支架和骨架制作材料均为铝、不锈钢或碳素纤维中任一种。