[發(fā)明專利]城市排水系統(tǒng)中廢氣排放量的模擬測算裝置及測算方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210390164.0
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102879296A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃建洪;楊麗萍;許振成;周瑜;郝妮燕;周新云;虢清偉
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所
• 主分類號: G01N7/14
• 分類號: G01N7/14
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松;裘暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種廢氣監(jiān)測的裝置和方法，特別涉及一種城市污水排水系統(tǒng)中廢氣排放量的模擬測算裝置及測算方法。

背景技術(shù)

城市污水在排水管道中長時(shí)間、長距離輸送的過程中既是有機(jī)物持續(xù)降解的過程也是城市污水排水系統(tǒng)中廢氣產(chǎn)生的過程。有機(jī)物的厭氧或好氧生物降解都會產(chǎn)生溫室氣體CO₂。在厭氧的下水道中，含有硫蛋白質(zhì)的污水被硫酸鹽還原菌(SRB)分解產(chǎn)生H₂S氣體，H₂S不僅會腐蝕污水管道設(shè)施或其他污水處理設(shè)備，還會產(chǎn)生惡臭。污水中其他有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)甲烷菌和氨化菌作用會產(chǎn)生CH₄、NH₃等氣體，這些氣體在下水道中長期累積達(dá)到臨界濃度時(shí)極易引起爆炸、產(chǎn)生惡臭，CH₄氣體的爆炸極限為5%。同時(shí)在有機(jī)質(zhì)分解過程中還會產(chǎn)生一些揮發(fā)性有機(jī)氣體如碳?xì)浠衔铩⒑鯚N類等。

目前國內(nèi)外很多學(xué)者對城市污水排水系統(tǒng)污水的厭氧降解產(chǎn)氣過程、機(jī)理和控制技術(shù)進(jìn)行了大量研究，且控制技術(shù)研究主要集中在通過化學(xué)或生物技術(shù)控制城市污水排水系統(tǒng)中H₂S或CH₄等有害氣體的產(chǎn)生。而對城市排水系統(tǒng)中特征廢氣如H₂S、CH₄、CO₂、NH₃的排放情況研究甚少。城市排水系統(tǒng)不僅存在水污染，同時(shí)，城市排水系統(tǒng)產(chǎn)生的酸性廢氣一方面腐蝕污水管道設(shè)施和污水輸送、處理設(shè)備，縮短其使用壽命，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；另一方面在運(yùn)行和維護(hù)過程中的爆炸或是中毒傷亡事故時(shí)有發(fā)生；再者有些溫室氣體如CH₄、CO₂通過檢查井等半封閉節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散到空氣中，增加溫室氣體貢獻(xiàn)，同時(shí)對城市大氣環(huán)境質(zhì)量和影響城市居民的人體健康造成影響。

但是，目前針對下水道氣體逸散到城市空氣中的研究還是空白。同時(shí)，下水道屬半封閉空間，對于其中擴(kuò)散到大氣中的廢氣量的測定，目前尚無規(guī)范的方法可以采用。

發(fā)明內(nèi)容

為了填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的空白，本發(fā)明的首要目的在于提供一種城市污水排水系統(tǒng)中廢氣排放量的模擬測算裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種城市污水排水系統(tǒng)中廢氣排放量的測算方法。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種城市污水排水系統(tǒng)中廢氣排放量的模擬測算裝置，包括氮?dú)馄俊⒎磻?yīng)器、氣體收集罐和氣體檢測儀；氮?dú)馄糠謩e連通到反應(yīng)器底部和氣體收集罐底部，氮?dú)獾谋戎乇瓤諝獯螅瑢⒌獨(dú)馄窟B通至反應(yīng)器底部是為了在反應(yīng)開始前排空反應(yīng)器中的空氣，以更好地模擬下水道的厭氧環(huán)境，而將氮?dú)馄窟B通至氣體收集罐底部則是為了在收集待測廢氣前排空空氣，以免干擾待測廢氣的檢測；反應(yīng)器與氣體收集罐連接、氣體收集罐與氣體檢測儀連接；反應(yīng)器頂部密封，密封是為了保證反應(yīng)器的氣密性，以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和更好地模擬厭氧環(huán)境；

反應(yīng)器頂部可以用塑料泡沫密封，塑料泡沫上可以加壓重物，以保證密封；

反應(yīng)器中還裝有攪拌器，使反應(yīng)后的廢氣可以充分排出；

反應(yīng)器底部裝有恒溫器，以模擬下水道的恒溫環(huán)境；

所述的氣體收集罐還與尾氣處理裝置連接，以吸收有毒有害氣體；

所述的氣體檢測儀為現(xiàn)有技術(shù)公知公用的儀器，比如可以是美國iBiRDMX6便攜式下水道多氣體檢測儀。

各個(gè)連接管道上設(shè)有閥門。

一種基于上述裝置的測算廢氣排放量的方法，包括以下步驟：

（1）向反應(yīng)器中裝入污水和污泥的混合物，然后向反應(yīng)器中通入氮?dú)?，排空反?yīng)器中的空氣；向氣體收集罐中通入氮?dú)猓趴掌渲械目諝猓?/p>

（2）設(shè)定恒溫器的溫度后污水和污泥進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)30~50min后打開攪拌器，攪拌5~10min；然后打開閥門，反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的廢氣通入到氣體收集罐，通氣時(shí)間為5~10min，然后用氣體檢測儀檢測特征廢氣的濃度；所述的特征廢氣為H₂S、NH₃、CH₄和CO₂；

（3）根據(jù)檢測到的特征廢氣濃度和氣體收集罐的體積來計(jì)算單位體積的污水和污泥的混合物的廢氣排放量；

重復(fù)步驟（2），每隔1h檢測一次特征廢氣濃度；

步驟（1）所述污水和污泥的混合物占反應(yīng)器體積的三分之二以上；

步驟（1）所述污水和污泥的混合物中污泥占5~10%（體積比）；

步驟（2）所述恒溫器的溫度設(shè)定為15~30℃。