一种用于污水处理厂的温室气体监测方法及系统

技术领域

本发明属于温室气体监测领域，具体来说，涉及了一种用于污水处理厂的温室气体监测方法及系统。

背景技术

在现有技术中，以污水处理厂为整体核算对象，若污水处理厂有气体集中收集系统，则在收集系统出口对气体进行监测，若无气体集中收集系统，则先通过气体整体收集然后再对收集气体进行监测，结合目前污水处理厂实际情况，仅部分污水处理厂具有部分工艺段的气体集中收集系统。现有测量体系以污水处理厂为核算对象，均按照先收集、后监测的步骤进行核算，不仅需要安装大量温室气体收集系统装置，资金投入较大，而且大量温室气体收集系统装置还会导致监测系统庞大和臃肿。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于污水处理厂的温室气体监测方法及系统。

本发明第一方面提供一种用于污水处理厂的温室气体监测方法，包括以下步骤：

步骤一，确定污水处理厂产生温室气体的工艺段及产生温室气体的种类，其中，

(1)污水处理厂温室气体的产生位点，包括有：

1)预处理段：粗格栅、提升泵房、细格栅和旋流沉砂池；

产生的温室气体种类为甲烷；

2)生化处理段：水解酸化池、氧化沟、二沉池；

水解酸化池产生的温室气体种类为甲烷、二氧化碳；

氧化沟产生的温室气体种类为氧化亚氮、二氧化碳；

二沉池产生的温室气体种类为甲烷；

3)深度处理段：污泥脱水间

产生的温室气体种类为甲烷、二氧化碳；

步骤二、进行气体排放量核算；

1)预处理段

a)若有集中收集装置，以预处理段为对象，采用有组织排放源评估方法，对产生的甲烷气体进行评估，得到预处理段的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

b)若无集中收集装置，采用无组织排放源评估方法，对产生的甲烷气体进行评估，得到预处理段的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

2)生化处理段

①水解酸化池

a)若有集中收集装置，以水解酸化池为对象，采用有组织排放源评估方法，对产生的甲烷及二氧化碳气体进行评估，得到水解酸化池的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

b)若无集中收集装置，采用无组织排放源评估方法，对产生的甲烷及二氧化碳气体进行评估，得到水解酸化池的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

②氧化沟

采用无组织排放源评估方法，对产生的氧化亚氮及二氧化碳气体进行评估，得到氧化沟的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

③二沉池

采用无组织排放源评估方法，对产生的甲烷气体进行评估，得到氧化沟的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

3)深度处理段

a)若有集中收集装置，以污泥脱水间为对象，采用有组织排放源评估方法，对在污泥处理过程中产生的甲烷及二氧化碳气体进行评估，得到污泥脱水间的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

b)若无集中收集装置，采用无组织排放源评估方法，对产生的甲烷及二氧化碳气体进行评估，得到污泥脱水间的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

步骤三，核算温室气体排放总量：

Q

基于上述，所述有组织排放源评估方法的具体评估方法及公式如下：

通过采样探头以与收集通道流速相同的采样速度进行采样，采样流量为Au，m

基于上述，所述无组织排放源评估方法的具体评估方法及公式如下：

根据无组织排放源情况，进行均匀网格化布点进行实时监测；其中，

根据监测区段面积和监测精度要求，布设a

由近地面点源扩散高斯计算公式：

式中，c

扩散系数进一步表示为：

根据高斯扩散模型，依据风速、日照强度将大气稳定度分为六个等级，参数γ

对近地面点源扩散高斯计算公式取对数：

由于取对数后的等式右边各项都可以直接测得，则该等式等效为：

得监测区段内无组织排放源排放通量Q；

Q

其中，∑Q

基于上述，所述集中收集装置为污水处理厂的生物除臭装置，包括分别设置在粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、水解酸化池和污泥脱水间的臭气收集系统。

本发明第二方面提供一种用于污水处理厂的温室气体监测系统，包括设置在有组织排放源处的集中收集装置、布设在无组织排放源处的网格化监测设备、温室气体分析系统以及数据分析与展示平台；

所述集中收集装置采集的气体数据和所述网格化监测设备的监测数据均上传至所述温室气体分析系统；

所述温室气体分析系统，基于所述集中收集装置采集的气体数据和所述网格化监测设备的监测数据，执行所述的用于污水处理厂的温室气体监测方法；

所述数据分析与展示平台与所述温室气体分析系统网络通信连接，用于对温室气体排放通量的后台监测。

本发明具有突出的实质性特点和显著进步，具体来说，本发明结合目前污水处理厂实际运营现状，部分污水处理厂具有生物除臭设施，结合生物处理厂除臭设施的臭气收集系统进行温室气体排放监测；除此之外其他工艺段温室气体监测采用无组织排放源评估方法进行监测，减少温室气体收集系统装置的安装，从而节约成本，达到降本增效的目的。

附图说明

图1为本发明有组织排放源评估测量系统框图。

图2为无组织排放源评估网格化划分图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，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，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供一种用于污水处理厂的温室气体监测系统，包括设置在有组织排放源处的集中收集装置、布设在无组织排放源处的网格化监测设备、、温室气体分析系统以及数据分析与展示平台；

所述集中收集装置采集的气体数据和所述网格化监测设备的监测数据均上传至所述温室气体分析系统；

所述温室气体分析系统，基于所述集中收集装置采集的气体数据和所述网格化监测设备的监测数据，执行用于污水处理厂的温室气体监测方法；

所述数据分析与展示平台与所述温室气体分析系统网络通信连接，用于对温室气体排放通量的后台监测。

具体的，用于污水处理厂的温室气体监测方法，包括以下步骤：

步骤一，确定污水处理厂产生温室气体的工艺段及产生温室气体的种类，其中，

(1)污水处理厂温室气体的产生位点，包括有：

1)预处理段：粗格栅、提升泵房、细格栅和旋流沉砂池；

产生的温室气体种类为甲烷；

2)生化处理段：水解酸化池、氧化沟、二沉池；

水解酸化池产生的温室气体种类为甲烷、二氧化碳；

氧化沟产生的温室气体种类为氧化亚氮、二氧化碳；

二沉池产生的温室气体种类为甲烷；

3)深度处理段：污泥脱水间

产生的温室气体种类为甲烷、二氧化碳；

(2)污水处理厂的生物除臭装置

生物除臭装置的臭气收集系统作为集中收集装置，包括分别设置在粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、水解酸化池和污泥脱水间的臭气收集系统；

步骤二、进行气体排放量核算；

1)预处理段

以预处理段为对象，采用有组织排放源评估方法，对产生的甲烷气体进行评估，得到预处理段的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

2)生化处理段

①水解酸化池

以水解酸化池为对象，采用有组织排放源评估方法，对产生的甲烷及二氧化碳气体进行评估，得到水解酸化池的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

②氧化沟

采用无组织排放源评估方法，对产生的氧化亚氮及二氧化碳气体进行评估，得到氧化沟的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

③二沉池

采用无组织排放源评估方法，对产生的甲烷气体进行评估，得到氧化沟的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

3)深度处理段

以污泥脱水间为对象，采用有组织排放源评估方法，对在污泥处理过程中产生的甲烷及二氧化碳气体进行评估，得到污泥脱水间的温室气体等效二氧化碳排放通量，mg/h：

Q

其中，ω

步骤三，核算温室气体排放总量：

Q

本实施例所述有组织排放源评估方法的具体评估方法及公式如下：

通过采样探头以与收集通道流速相同的采样速度进行采样，采样流量为Au，m

本实施例所述无组织排放源评估方法的具体评估方法及公式如下：

根据无组织排放源情况，进行均匀网格化布点进行实时监测；其中，

根据监测区段面积和监测精度要求，布设a

由近地面点源扩散高斯计算公式：

式中，c

扩散系数进一步表示为：

根据高斯扩散模型，依据风速、日照强度将大气稳定度分为六个等级，参数γ

对近地面点源扩散高斯计算公式取对数：

由于取对数后的等式右边各项都可以直接测得，则该等式等效为：

得监测区段内无组织排放源排放通量Q；

Q

其中，∑Q

以上所述仅为本发明公开的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。