城镇污水系统温室气体释放监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术具体为城镇污水系统温室气体释放监测装置及方法，其中装置具有通量箱箱体和设在通量箱箱体顶部的通量箱箱盖；通量箱箱盖固定在通量箱箱体上方。方法包括S1：根据所需监测的污水系统的实际情况，选择合适的监测点，将城镇污水系统温室气体释放监测装置进行组装；S2：连续抽取所需监测的污水水体，使其在通量箱箱体内形成稳定的污水水体流场。本发明专利技术中的监测时通量箱箱体无需置入水体中，使用条件简单，空间限制少，适用于普通污水处理厂、地埋式污水处理厂、加装除臭系统的污水处理厂等各类所需监测的污水系统；通量箱箱体和通量箱箱盖在监测时组合形成密闭空间，气密性好，污水中释放的所有气体均收集监测，结果更为准确。结果更为准确。结果更为准确。

【技术实现步骤摘要】
城镇污水系统温室气体释放监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及市政环保
，具体为一种城镇污水系统温室气体释放监测装置及方法。

技术介绍

[0002]温室气体排放导致的气候变化是人类面临的重大挑战之一。为了实现“双碳”目标，亟需精确评估主要行业的碳排放规模。研究表明，污水处理行业是温室气体排放不可忽略的排放源，污水处理行业碳排放量占全社会碳排放总量的1％～2％，涉及的主要温室气体有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)。
[0003]其中，在污水输送和处理过程中，通过气—液界面交互作用直接释放到大气环境中的温室气体占有重要比例。因此，监测监测污水系统温室气体直接释放通量是进行污水行业碳排放估算的重要基础。目前，气—液界面气体释放通量监测的方法主要有箱体法和微气象学法。其中，微气象学法对监测环境条件和仪器设施的要求都较高；而箱体法具有操作简便、灵敏度高、成本较低等优点，应用更为广泛。
[0004]传统箱体法通过将通量箱装置放置到液面上漂浮，通过测定通量箱气体中温室气体的浓度来计算气—液界面的温室气体释放通量。通量箱体积一般较大，对监测环境有一定要求，通常需要有较大液面空间放置装置。
[0005]传统通量箱下部为开放结构，气密性较差，特别在污水中气体释放量较大的情况下，易造成气体泄漏；同时，传统通量箱放置到液面后，无法直观的观察箱内液位高度和气体气压，尤其当通量箱静置较长时间后由于箱体内气体富集可能造成监测箱内气压和液位发生改变，忽略气压和液位的变化，易导致监测结果误差。<br/>[0006]虽然目前已经开展了部分污水处理温室气体排放通量估算研究，但是受限于现有研究方法，研究成果主要集中在有一定液面空间的部分污水处理工艺环节，应用场景受到极大限制，无法对所需监测的污水系统、地埋式污水处理厂等开展系统的温室气体排放原位监测。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种城镇污水系统温室气体释放监测装置及方法，已解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种城镇污水系统温室气体释放监测装置，具有通量箱箱体、所需监测的污水系统和设在通量箱箱体顶部的通量箱箱盖，通量箱箱盖固定在通量箱箱体上方，并在通量箱箱体内形成密封空间；通量箱箱体上靠近其底部处设有两第一接口，两第一接口对称分布在通量箱箱体的两侧部；其中一第一接口上相通连接有污水进水管，另一第一接口上相通连接有污水排出管，污水进水管和污水排出管均与所需监测的污水系统相通连接；污水进水管上安装有用于将所需监测的污水系统内的污水提升通量箱箱体内的进水泵，污水排出管上安装有流量控制阀；通量箱箱盖上分别设置有三个与
通量箱箱体内部相通的第二接口，三个第二接口对应与进气装置、气体采集装置和气体在线分析装置连接；通量箱箱盖的下表面设有用于采集监测装置中的参数附属数据的监测装置；通量箱箱盖下表面中心处安装有用于对通量箱箱体内的空气流通进行加速的微型风扇。
[0009]进一步的，进气装置包括氮气瓶，氮气瓶的输出端相通连接有进气管，进气管对应与其中一第二接口连通，进气管上安装有进气管阀；气体采集装置包括气体采集装置，气体采集装置的输入端相通连接有气体采样管，气体采样管对应与其中一第二接口连通，气体采样管上安装有气体采样管阀；气体在线分析装置包括温室气体在线分析仪，温室气体在线分析仪的输入端相通连接有出气管，出气管对应与其中的一第二接口连通，出气管上安装有出气管阀。
[0010]进一步的，监测装置包括依次安装在通量箱箱盖下表面的液位传感器、气温传感器和气压传感器，液位传感器、气温传感器和气压传感器的采集端头均朝向正下方。
[0011]进一步的，污水进水管和污水排出管均贯穿延伸至所需监测的污水系统内，且均插入至所需监测的污水系统内的污水液面以下部位。
[0012]本专利技术还提供了一种城镇污水系统温室气体释放监测方法，采用上述任一项的城镇污水系统温室气体释放监测装置，包括以下步骤：
[0013]S1：根据所需监测的污水系统的实际情况，选择合适的监测点，将城镇污水系统温室气体释放监测装置进行组装；
[0014]S2：连续抽取所需监测的污水水体，使其在通量箱箱体内形成稳定的污水水体流场；
[0015]S3：采用静态法或动态法对所需监测的污水系统温室气体释放进行监测；
[0016]S4：采用静态法或动态法对所需监测的污水系统温室气体释放通量进行计算。
[0017]进一步的，S2具体操作步骤如下：
[0018]S21:将污水进水管和污水排出管置入与所需监测的污水系统连通，并保证污水进水管和污水排出管插入至所需监测的污水系统内的污水液面以下位置处；
[0019]S22：启动进水泵，持续抽取所需监测的污水系统中的污水并经污水进水管导入至通量箱箱体内，流量控制在5
‑
8L/min；
[0020]S23：实时记录通量箱箱体内由液位传感器采集的液位数据，当液位高度达到通量箱箱体高度的1/2时，调整进水泵的进水流量至1
‑
2L/min，调整污水排出管开合，控制通量箱箱体内的液位位于通量箱箱体高度的1/2到2/3之间；
[0021]S24：持续观察通量箱箱体内的污水水体流场，直至流场稳定，流态呈层流或过渡流。
[0022]进一步的，S3中采用静态法对所需监测的污水系统温室气体释放进行监测的具体操作步骤如下：
[0023]S31 a：检查进气管阀和出气管阀处于打开状态，气体采样管阀处于关闭状态，检查出气管与温室气体在线分析仪之间的连接断开；
[0024]S32a：检查微型风扇处于启动状态，风速在3m/s左右，打开氮气瓶向通量箱内注入清洁氮气，流量控制为约5L/min，持续约2min，确保通量箱箱体与通量箱箱盖内残留的温室气体全部排出；
[0025]S33a：关闭进气管阀和进气管阀，关闭出气管阀，调整微型风扇的风速至0.3
‑
0.5m/s,在通量箱箱体内形成微弱的环流风场，保证通量箱箱体内的气体均匀混合，实时读取气温传感器和气压传感器采集的数据，直至数据稳定；
[0026]S34a：根据实际情况，每隔一定时间，打开气体采样管阀，采集气体样品，每次采样量为0.05
‑
0.2L，完成所有采样后，停止监测；
[0027]S35a：采集的气体样品在48小时内完成温室气体浓度分析。
[0028]进一步的，S3中采用动态法对所需监测的污水系统温室气体释放进行监测的具体操作步骤如下：
[0029]步骤S31 b：检查进气管阀和出气管阀打开状态，气体采样管阀处于关闭状态，断开出气管与温室气体在线分析仪的连接；
[0030]步骤S32b：检查微型风扇处于启动状态，风速在3m/s左右，打开进气管阀，向通量箱箱体内注入清洁氮气，流量控制为约5L/min，持续约2min，确保通量箱箱体内残留温室气体全部排出；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.城镇污水系统温室气体释放监测装置，具有通量箱箱体(1)和设在通量箱箱体(1)顶部的通量箱箱盖(2)，其特征在于：所述通量箱箱盖(2)固定在所述通量箱箱体(1)上方，并在所述通量箱箱体(1)内形成密封空间；所述通量箱箱体(1)上靠近其底部处设有两第一接口(11)，两所述第一接口(11)对称分布在所述通量箱箱体(1)的两侧部；其中一所述第一接口(11)上相通连接有污水进水管(4)，另一所述第一接口(11)上相通连接有污水排出管(5)，所述污水进水管(4)和所述污水排出管(5)均与所需监测的污水系统相通连接；所述污水进水管(4)上安装有用于将所需监测的污水系统内的污水提升所述通量箱箱体(1)内的进水泵(41)，所述污水排出管(5)上安装有流量控制阀(51)；所述通量箱箱盖(2)上分别设置有三个与所述通量箱箱体(1)内部相通的第二接口(21)，三个所述第二接口(21)对应与进气装置、气体采集装置和气体在线分析装置连接；所述通量箱箱盖(2)的下表面设有用于采集监测装置中的参数附属数据的监测装置；所述通量箱箱盖(2)下表面中心处安装有用于对所述通量箱箱体(1)内的空气流通进行加速的微型风扇(9)。2.根据权利要求1所述的城镇污水系统温室气体释放监测装置，其特征在于：所述进气装置包括氮气瓶(62)，所述氮气瓶(62)的输出端相通连接有进气管(6)，所述进气管(6)对应与其中一所述第二接口(21)连通，所述进气管(6)上安装有进气管阀(61)；所述气体采集装置包括气体采集装置(72)，所述气体采集装置(72)的输入端相通连接有气体采样管(7)，所述气体采样管(7)对应与其中一所述第二接口(21)连通，所述气体采样管(7)上安装有气体采样管阀(71)；所述气体在线分析装置包括温室气体在线分析仪(82)，所述温室气体在线分析仪(82)的输入端相通连接有出气管(8)，所述出气管(8)对应与其中的一所述第二接口(21)连通，所述出气管(8)上安装有出气管阀(81)。3.根据权利要求1所述的城镇污水系统温室气体释放监测装置，其特征在于：所述监测装置包括依次安装在所述通量箱箱盖(2)下表面的液位传感器(201)、气温传感器(202)和气压传感器(203)，所述液位传感器(201)、所述气温传感器(202)和所述气压传感器(203)的采集端头均朝向正下方。4.根据权利要求1所述的城镇污水系统温室气体释放监测装置，其特征在于：所述污水进水管(4)和所述污水排出管(5)均贯穿延伸至所需监测的污水系统内，且均插入至所需监测的污水系统内的污水液面以下部位。5.城镇污水系统温室气体释放监测方法，采用权利要求1
‑
4中任一项的城镇污水系统温室气体释放监测装置，其特征在于：包括以下步骤：S1：根据所需监测的污水系统的实际情况，选择合适的监测点，将城镇污水系统温室气体释放监测装置进行组装；S2：连续抽取所需监测的污水水体，使其在所述通量箱箱体(1)内形成稳定的污水水体流场；
S3：采用静态法或动态法对所需监测的污水系统温室气体释放进行监测；S4：采用静态法或动态法对所需监测的污水系统温室气体释放通量进行计算。6.根据权利要求5所述的城镇污水系统温室气体释放监测方法，其特征在于：所述S2具体操作步骤如下：S21：将所述污水进水管(4)和所述污水排出管(5)置入与所需监测的污水系统连通，并保证所述污水进水管(4)和所述污水排出管(5)插入至所需监测的污水系统内的污水液面以下位置处；S22：启动所述进水泵(41)，持续抽取所需监测的污水系统中的污水并经所述污水进水管(4)导入至所述通量箱箱体(1)内，流量控制在5
‑
8L/min；S23：实时记录所述通量箱箱体(1)内由所述液位传感器(201)采集的液位数据，当液位高度达到所述通量箱箱体(1)高度的1/2时，调整所述进水泵(41)的进水流量至1
‑
2L/min，调整所述污水排出管(5)开合，控制所述通量箱箱体(1)内的液位位于所述通量箱箱体(1)高度的1/2到2/3之间；S24：持续观察所述通量箱箱体(1)内的污水水体流场，直至流场稳定，流态呈层流或过渡流。7.根据权利要求5所述的城镇污水系统温室气体释放监测方法，其特征在于：所述S3中采用静态法对所需监测的污水系统温室气体释放进行监测的具体操作步骤如下：S31 a：检查所述进气管阀(61)和所述出气管阀(81)处于打开状态，所述气体采样管阀(71)处于关闭状态，检查所述出气管(8)与所述温室气体在线分析仪(82)之间的连接断开；S32a：检查所述微型风扇(9)处于启动状态，风速在3m/s左右，打开所述氮气瓶(62)向通量箱内注入清洁氮气，流量控制为约5L/min，持续约2min，确保所述通量箱箱体(1)与所述通量箱箱盖(2)内残留的温室气体全部排出；S33a：关闭所述进气管阀(61)和所述进气管阀(61)，关闭所述出气管阀(81)，调整所述微型风扇(9)的风速至0.3
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0.5m/s,在所述通量箱箱体(1)内形成微弱的环流风场，保证所述通量箱箱体(1)内的气体均匀混合，实时读取所述气温传感器(202)和所述气压传感器(203)采集的数据，直...

【专利技术属性】
技术研发人员：包正铎，王亚宁，陈琨，刘建清，佘年，
申请(专利权)人：珠海市清创智慧海绵技术研究院有限公司广州珠水环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：