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原文传递一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法

专利名称：	一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法
摘要：	本发明具体为一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法，该监测装置包括通量箱箱体和橡胶船体，通量箱箱体通过固定环安装在橡胶船体上方，橡胶船体中间为镂空状，橡胶船体的尾部的两侧安装有马达驱动装置，橡胶船体上间隔安装有绳扣；通量箱箱体为向下开口的圆筒形状，该监测方法包括S1：根据所采集污水厂的不同处理单元的要求，将橡胶船体投放至污水液面。本发明能够满足需要长期监测不同环境下的污水液面温室气体排放的需求，该装置对污水温室气体采集性能好，自动化程度高，可移动，操作简单，适合在各种污水处理单元进行长期、多点、连续、精确的采集温室气体，实现了最小误差的气体采集工作。
专利类型：	发明专利
申请人：	珠海深圳清华大学研究院创新中心;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
发明人：	王亚宁;刘建清;周康;陈琨;包正铎;罗冬;佘年
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-31T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202310956075.6
公开号：	CN116990089A
代理机构：	珠海飞拓知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	陈李青
分类号：	G01N1/22;G01N1/24;G01N1/38;G01N33/00;G01D21/02;G;G01;G01N;G01D;G01N1;G01N33;G01D21;G01N1/22;G01N1/24;G01N1/38;G01N33/00;G01D21/02
申请人地址：	519000 广东省珠海市高新区唐家湾大学路101号清华科技园3栋203;;
主权项：	1.一种污水温室气体直接排放的监测装置，包括通量箱箱体（1）和橡胶船体（3），所述通量箱箱体（1）通过固定环（20）安装在所述橡胶船体（3）上方，其特征在于：所述橡胶船体（3）中间为镂空状，所述橡胶船体（3）的尾部的两侧安装有马达驱动装置（4），所述橡胶船体（3）上间隔安装有绳扣（301）；所述通量箱箱体（1）为向下开口的圆筒形状，其上端密封，下端穿过所述橡胶船体（3）的镂空区域并能够插入至污水液位以下位置处；所述通量箱箱体（1）顶部设置有用于收集污水液面处位于所述通量箱箱体（1）的范围内的气体的气体自动采集机构（2），所述通量箱箱体（1）的两侧分别连接有进气阀门（18）和出气阀门（19）; 所述通量箱箱体（1）的顶部位于所述气体自动采集机构（2）的一侧连接有和所述通量箱箱体（1）内部相通的可调阀门（10）; 所述通量箱箱体（1）的顶部设有用于对所述通量箱箱体（1）内气压进行调节的气压调节机构（03）；所述通量箱箱体（1）的顶部处设有竖直向下分布的传感器模块（02），用于对所述通量箱箱体（1）内的环境因素数据进行采集。 2.根据权利要求1所述的一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法，其特征在于：所述气体自动采集机构（2）包括输送泵（5）、电磁三通阀组件（7）、集气软管（16）和气体储存袋（22）；所述集气软管（16）安装于所述通量箱箱体（1）内，并向上贯穿延伸至所述通量箱箱体（1）的外部，所述集气软管（16）位于所述通量箱箱体（1）外侧的端口于所述电磁三通阀组件（7）相通连接；所述电磁三通阀组件（7）为若干电磁三通阀依次串联排列组合而成，相邻的上游侧的电磁三通阀的其中一输出端与相邻的下游侧的电磁三通阀的输入端相通，且首个电磁三通阀的输入端与所述集气软管（16）端口连通，所述电磁三通阀的另一输入端对应与所述气体储存袋（22）连通；所述输送泵（5）安装在所述集气软管（16）上，用于将所述通量箱箱体（1）内的气体沿集气软管（16）向外侧输送；所述输送泵（5）通过电线还电性连接于可调电子控制盒（6），所述集气软管（16）上位于首个电磁三通阀和所述输送泵（5）之间位置处还安装有逆止阀（23）。 3.根据权利要求2所述的一种污水温室气体直接排放的监测装置及方法，其特征在于：所述通量箱箱体（1）的内顶壁安装有风扇（9），所述风扇（9）的风口竖直向下，所述通量箱箱体（1）的外壁安装有移动电源仓（17），所述移动电源仓（17）通过电线与所述风扇（9）电性连接，所述移动电源仓（17）还与所述输送泵（5）电性连接；所述气体自动采集机构（2）的顶部设有竖直向下延伸并与所述通量箱箱体（1）内部相通的线路预留孔（8），连接所述移动电源仓（17）和所述风扇（9）的电线从所述线路预留孔（8）穿过，且电线外壁与所述线路预留孔（8）内壁紧密贴合，保证密封。 4.根据权利要求1所述的一种污水温室气体直接排放的监测装置，其特征在于：所述传感器模块（02）包括安装架（021）、温度传感器（022）和湿度传感器（023），所述气体自动采集机构（2）顶部设有竖直象限延伸并与所述通量箱箱体（1）内部相通的预留孔（11）；所述预留孔（11）内固定有竖直向上延伸至所述通量箱箱体（1）内的所述安装架（021），所述温度传感器（022）和所述湿度传感器（023）均安装在所述安装架（021）上且位于所述通量箱箱体（1）内的部分；所述安装架（021）外壁与所述预留孔（11）内壁紧密贴合，保证密封。 5.根据权利要求1所述的一种污水温室气体直接排放的监测装置，其特征在于：所述气压调节机构（03）包括活塞（12）、可变压力柱（13）、压力表（14）；所述压力表（14）安装在所述通量箱箱体（1）的顶部，所述压力表（14）的压力探头（15）向上贯穿延伸至所述通量箱箱体（1）内部；所述可变压力柱（13）安装在所述通量箱箱体（1）顶部设置的安装孔内，所述活塞（12）可滑动地安装在所述可变压力柱（13）内部。 6.根据权利要求1所述的一种污水温室气体直接排放的监测装置，其特征在于：所述通量箱箱体（1）外壁靠近其顶部处相通连接有采样阀门（21），所述橡胶船体（3）的内部还安装有小型雷达定位器（24）。 7.一种污水温室气体直接排放的监测方法，采用权利要求1-6中任一项所述的污水温室气体直接排放的监测装置，其特征在于：具体包括以下步骤： S1：根据所采集污水厂的不同处理单元的要求，将所述橡胶船体（3）投放至污水液面； S2：开启所述移动电源仓（17）内的移动电源，使所述风扇（9）、所述可调电子控制盒（6）以及所述传感器模块（02）通电工作； S3：采用静态法或者动态法对所述通量箱箱体（1）内的气体通量进行监测； S4：计算城镇污水系统温室气体释放通量。 8.根据权利要求7所述的一种污水温室气体直接排放的监测方法，其特征在于：所述S1中在进行固定点位采集时，可以利用绳索穿过所述绳扣（301）将所述橡胶船体（3）进行固定，采集点位较远的时候，通过所述马达驱动装置（4）驱动所述橡胶船体（3）移动至相应点位作业采集。 9.根据权利要求7所述的一种污水温室气体直接排放的监测方法，其特征在于：所述S3中采用静态法监测所述通量箱箱体（1）内气体通量时，需关闭所述进气阀门（18）和所述出气阀门（19），静态法监测的气体采集分为手动采集气体和自动采集气体；采用动态法监测所述通量箱箱体（1）内气体通量时，需关闭所述可调阀门（10）和所述气体自动采集机构（2），将在线检测仪输入端利用管道与所述出气阀门（19）相连，通过所述进气阀门（18）向所述通量箱箱体（1）内注入99.9%高纯度的氦气，通过风扇（9）工作向上吹动形成风场，将通量箱箱体（1）内气体均匀混合，并由所述出气阀门（19）进入到在线检测仪，可以实时连续的监测所述通量箱箱体（1）内的温室气体的浓度。 10.根据权利要求9所述的一种污水温室气体直接排放的监测方法，其特征在于：在自动采集气体时，开启所述输送泵（5），通过所述可调电子控制盒（6）控制所述输送泵（5）进行工作，将所述通量箱箱体（1）内的温室气体经所述集气软管（16）导入至各电磁三通阀内，并分别收集在所述气体储存袋（22）内进行储存，当前点位采集完毕后，通过马达驱动装置（4）驱动橡胶船体（3）移动至下一点位的气体集和存储，且每一个点位采集到的气体存储在不同的所述气体储存袋（22）内，如此重复，完成对各个采集点位的温室气体的监测和分析。