CN111323541A - 一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样***,其包括光离子化检测器(PID)连续监控器以及自动气袋采样器,PID连续监控器包括PID传感器、数据采集处理单元、控制单元以及声光报警单元,自动气袋采样器包括气袋采样器以及自动采样驱动单元;本发明采用PID连续监控器实现对挥发性有机物排放企业的连续监测和报警,确保实现对监控对象的不间断在线监测。通过控制单元设定报警值,当检测到的污染物超过预警值时,声光报警单元即会发出声光报警,同时向自动气袋采样器发送信号,使气袋采样器进行采样工作,实现了采样的及时性、准确性和代表性。
Description
技术领域
本发明属于环境监测领域,具体涉及一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样***,适用于大气污染源和环境中挥发性有机物在线监控。
背景技术
挥发性有机物VOCs(volatile organic compounds)是指常温下饱和蒸汽压大于70 Pa、常压下沸点在260℃以下的具有挥发性能参与大气光化学反应的有机化合物。通常分为非甲烷碳氢化合物(简称NMHC)、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。VOCs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成,其对区域性大气臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影响。大多数VOCs具有令人不适的特殊气味,并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用,特别是苯、甲苯及甲醛等对人体健康会造成很大的伤害。VOCs也是是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要前体物,主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程。
VOCs已成为我国主要大气污染物,据统计,在2013年我国VOCs排放量达到了3000万吨以上,超过了SO2、NOx、PM的排放量,而且也已远远超过其他国家和地区的VOCs排放量。为了控制VOCs污染世界各国都制定了相应的控制政策并且取得了一定成效,尤其美国和欧盟等一些发达国家推出的政策标准较为成熟,而在中国,针对VOCs的污染***防治工作起步晚,在借鉴国外经验基础上,也在努力寻找和完善新的治理和监控方法,加大对VOCs的治理监控力度。
石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等行业是VOCs重点排放源,VOCs挥发性强,涉及行业广,产排污环节多。为改善环境空气质量,迫切需要全面加强重点行业VOCs综合治理。VOCs监测工作中采样方式不规范、监测时段代表性不强等问题突出, 涉VOCs排放工业园区和产业集群缺乏有效的监测溯源与预警措施。
我国于1996年颁布并实施的《大气污染综合排放标准》GB16297-1996,限定33种污染物的排放限值,其中就包括苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物。国家发布了《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015、《石油化学工业污染物排放标准》GB 31571-2015、《合成树脂工业污染物排放标准》GB31572-2015,《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》(GB37824-2019 )和《制药工业大气污染物排放标准》( GB37823-2019 )。北京、天津、河北又先后出台了《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》DB11/447-2015、《有机化学品制造业大气污染物排放标准》DB11/1385-2017、《工业企业挥发性有机物排放控制标准》DB12/524-2014,《工业企业挥发性有机物排放控制标准》DB13/2322-2016。这些标准都对VOCs排放源提出了排放和监控要求。
2019年,国家生态环境部与国家市场监督管理总局联合颁布《挥发性有机物无组织排放控制标准》( GB37822-2019 ),这项标准对VOCs无组织排放监控给出了具体详细的技术要求。标准规定企业边界及周边VOCs监测按《大气污染物无组织排放技术导则》HJ55的规定执行。根据导则要求,对厂区内VOCs无组织排放监测时,在厂房门窗或通风口、其他开口(孔)等排放口外1m,距离地面1.5m以上位置处进行监测。若厂房不完整(如有顶无围墙),则在操作工位下风向1m,距离地面1.5m以上位置处进行监测。另外厂区内NMHC任何1h平均浓度的监测采用《环境空气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定直接进样-气相色谱法》HJ604、《环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法》HJ1012规定的方法,以连续1h采样获取平均值,或在1h内以等时间间隔采集3-4个样品计平均值。厂区内NMHC任意一次浓度值的监测,按便携式监测仪器相关规定执行。
针对固定污染源 VOCs 监测,国家先后发布了《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》 HJ/T 38-1999、《固定污染源废气 挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》HJ 734-2014、和《环境空气挥发性有机物的测定气袋采样气相色谱-质谱法》HJ759-2015实验室监测方法。 2018年国家发布了《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测***技术要求及检测方法》HJ 1013-2018、《环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测似技术要求及检测方法》HJ 1012-2018和《环境空气和废气 挥发性有机物组分便携式傅里叶红外监测仪技术要求及检测方法》HJ 1011-2018等在线和现场检测方法。
但目前实施的VOCS污染源和环境现场采样实验室分析测试的国家监控标准在实施中存在一定的技术缺陷和实际操作困难。现行监测标准需人工现场采样,标准规定至少采取1小时样品,但监测值也只能代表采样时排放值,而无法代表企业整个生产时间内排放的总体情况,无法实现异常排放、超标排放时时监控和生产全过程监控。而在线监测方法可以实现上面的要求,但在线监测仪器昂贵,一次性投资大、运营维护技术经济成本高,不适于大范围应用的问题。这些限制了企业VOCS污染物无组织排放有效监控。
光离子化检测器(PID)是一种能够在污染现场检测VOCS的仪器,它的原理是使用紫外灯光源将有机物打成可被检测器检测到的正负离子,检测器测量离子化了的气体的电荷并将其转化为电流信号,电流被放大并显示出污染物浓度值(ppm值)。光离子化检测器(PID)有结构简单、方便携带、投资小、响应速度快、测量灵敏度高等优点,适用于现场连续检测,目前被广泛应用在挥发性有机物(VOCS)污染物检测。然而光离子化检测器(PID)检测结果是多种污染物混合响应的结果,不能给出国家标准方法规定的非甲烷总烃和确切有机物浓度。监测结果和国家标准方法要求不一致,检测结果值不能用于环境管理污染源监控执法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样***,用于工业(VOCS)污染物违规排放监控与超标排放判定,使超标预警采集的样本具有留样功能且更具有时效性和代表性,使挥发性有机物(VOCS)污染物排放监控过程更加高效、经济、便捷。
本发明所采用的技术方案是:一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样***,其包括PID连续监控器以及自动气袋采样器;
所述PID连续监控器包括:
PID传感器,用于对挥发性有机物产生相应,输出电流值;
数据采集处理单元,用于收集PID传感器输出的电流值并进行信号放大和过滤掉信号中的干扰信号;
控制单元,用于设定污染物检测信号报警值;以及
声光报警单元,用于当检测到气体浓度超出预设的报警值时,发出声光报警,并对自动气袋采样器输出采样信号,使自动气袋采样器进行自动采集样品。
进一步的,所述自动气袋采样器包括气袋采样器以及自动采样驱动单元。
进一步的,所述声光报警单元包括发光二极管以及蜂鸣器。
进一步的,所述自动采样驱动单元的输入端与声光报警单元的输出端连接,其输出端与气袋采样器连接。
本发明的积极效果为:本发明采用PID连续监控器实现对挥发性有机物排放企业的污染物排放连续监测和报警,确保实现对监控对象的不间断在线监测。通过控制单元设定报警值,当检测到的污染物超过预警值时,声光报警单元即会发出声光报警,同时向自动气袋采样器发送信号,使气袋采样器进行采样工作,实现了采样的及时性、准确性和代表性。
本发明精巧价廉,维护简便,操控简单,安装设置后,一般环保监管人员即可操作,适用于各类型挥发性有机物超标环保监管。
附图说明
图1为本发明结构原理图。
具体实施方式
如附图1所示,本发明包括PID连续监控器和自动气袋采样器两大部分。原理是当PID连续监控器检测到的发性有机物(VOCS)污染物达到一定数值时,给出预警和采样信号,自动气袋采样器采集样品。采集到的样品便可取回实验室用国标方法分析,判定企业是否有超标排放行为。挥发性有机物(VOCS)污染物可以非甲烷总烃、TVOC、挥发性卤代烃、苯系物和某一具体有机物(如甲苯、二甲苯)等指标表达。
PID连续监控器的主要功能为基于PID传感器检测挥发性有机物,并输出检测信号。其包括PID传感器、数据采集处理单元、声光报警单元以及控制单元。PID传感器对挥发性有机物产生响应,输出电流值,电流进入数据采集处理单元进行信号放大和过滤掉信号中的干扰信号。控制单元根据需要,设定污染物检测信号报警值。当检测值超过了报警设定值时,***发出报警信号,声光报警单元报警并给出采样信号,采样信号传输到自动气袋采样器部分,进行自动采集样品。采集样品用国家标准方法分析,判定是否有超标。声光报警单元包括发光二极管以及蜂鸣器,可实现声光报警。
预警信号值的设定是根据被监控对象类型确定特征挥发性污染物,查找这类对象污染物国家标准控制浓度值,进一步依据这类污染物国家控制浓度在PID检测器上的响应值,确定***报警给出采样信号的响应值。当有多种挥发性有机物污染物排放时,按非甲烷总烃国家标准限值在PID检测器上的响应值设定PID检测器预警采样信号值。
自动气袋采样器包括气袋采样器以及自动采样驱动单元,自动采样驱动单元接收PID连续监控器的输出信号,并驱动气袋采样器进行采样以及采样结束后关闭气袋采样器。
当PID连续监控器给出报警和采样信号后,自动采样驱动单元接收采样信号,驱动打开气袋采样器,利用采样箱真空负压使所需采集的样品进入气袋中,待机完毕后,关闭气袋采样器。
采样结束后将气袋从气袋采样器中取下运送到实验室检测,在气袋采样器中可安装另外一个气袋进行下一次采样。样品采集满足《环境空气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定直接进样-气相色谱法》(HJ604-2017)、《固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法》(H732-2014)、《固定污染源废气挥发性卤代烃的测定气袋采样-气相色谱法》 (HJ1006-2018)标准要求。
本发明适用于污染源和环境中的挥发性有机物监控,使用时按国家相关监测标准的要求可安装在废气污染源排放口、厂区厂界或其他监控环境区域。
本发明在使用时,安装好通电后开始运行,PID传感器连续检测挥发性有机物,根据挥发性有机物污染物浓度大小给出检测信号,记录PID传感器检测数值。当PID传感器达到设定的检测值时,***报警,输出报警信号。自动采样驱动单元接收到报警信号后,驱动气袋采样器开始采样,采集结束后关闭气袋采样器。取下采集好的气袋,将采集好的样品送实验室分析。可在***上安装另一个采样气袋进行下一次采样。
最后,值得说明的是,本发明的气袋采样器也可以用注射器采样替代。
本发明通过PID连续监控器和自动气袋采样器实现了对挥发性有机物浓度连续监测、报警采样留样,确保实现对监控对象的不间断在线监测。
Claims (3)
1.一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样***,其特征在于其包括PID连续监控器以及自动气袋采样器;
所述PID连续监控器包括:
PID传感器,用于对挥发性有机物产生相应,输出电流值;
数据采集处理单元,用于收集PID传感器输出的电流值并进行信号放大和过滤掉信号中的干扰信号;
控制单元,用于设定污染物检测信号报警值;以及
声光报警单元,用于当检测到气体浓度超出预设的报警值时,发出声光报警,并对自动气袋采样器输出采样信号,使自动气袋采样器进行自动采集样品;
所述自动气袋采样器包括气袋采样器以及自动采样驱动单元。
2.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样***,其特征在于所述声光报警单元包括发光二极管以及蜂鸣器。
3.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样***,其特征在于所述自动采样驱动单元的输入端与声光报警单元的输出端连接,其输出端与气袋采样器连接。
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CN202010193866.4A Pending CN111323541A (zh) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 一种挥发性有机物污染物超标预警气袋采样留样*** |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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