基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统、方法、装置、处理器及存储介质

本发明涉及废弃物处理领域，尤其涉及温室气体在线监测，具体是指一种基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

背景技术：

1、温室气体是指那些能够吸收并重新辐射地球表面向大气层内的长波辐射的气体，如二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)、氧化亚氮(n2o)等。

2、对于废弃物处理行业，污水处理厂为其中温室气体排放量的一大来源，其工艺流程中产生大量n2o、ch4、co2等气体，其减排受国家高度重视。2021年3月29日生态环境部发布《关于加强企业温室气体排放报告管理相关工作的通知》，强调在废弃物处理等行业应建立高质量的温室气体监测体系，为减排提供准确的数据支撑。

3、对于污水处理行业温室气体的监测体系，以短时长、间断性采样配套实验室气相色谱分析的离线监测方式为主。这种方式存在时间分辨率与采样频率过低的问题，无法反映污水处理工艺的昼夜变化规律，也往往会严重低估温室气体的排放强度。并且污水处理过程中产生的温室气体大多属于无组织逸散，离线监测受限于采样频率、采样周期的限制，对于昼夜、季节辨析力不强，监测数据不足。生活污水的时间分布差异性大，导致排放温室气体时间分布差异性大，离线监测到的数据更具随机性，导致监测数据误差大。

4、因此，需要一种基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测系统对上述问题做出改善，致力于降低污水处理过程中的温室气体排放监测的不确定性，从而解决污水处理工艺与温室气体排放量关系不清的难题，降低碳排放，助力提早实现双碳目标。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足操作简便、误差小、适用范围较为广泛的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

2、为了实现上述目的，本发明的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：

3、该基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

4、水气两相采样模块，用于监测污水厂全厂区温室气体排放；

5、预处理模块，与所述的水气两相采样模块相连接，用于对从所述的水气两相采样模块获得的待测气体进行干燥，并控制实时采集的待测气体流量；

6、集成传感器监测模块，与所述的预处理模块相连接，用于通过气体传感器矩阵和气体分析仪器监测所采集的待测气体的各项参数，通过水质传感器监测所采集的水质的各项参数，并传输给所述的数据传输处理模块；

7、数据传输处理模块，与所述的集成传感器监测模块相连接，用于获取采集的待测气体的各项气体参数数据和各项水质参数数据信号，通过自组网无线通信传输至所述的电子无线通信数据终端，计算实时通量并生成各气体组分连续性排放曲线；

8、可视化排放量在线监测平台，与所述的数据传输处理模块相连接，用于将数据处理单元所处理获得的结果体现在平台的前端部分进行可视化。

9、较佳地，所述的水气两相采样模块包括有组织排放气体采样单元、无组织排放气体采样单元和水质采样单元，所述的有组织排放气体采样单元、无组织排放气体采样单元和水质采样单元的输出端均与预处理模块相连接；

10、所述的有组织排放气体采样单元包括气体管道传感矩阵，包含数个配备自动化控制的阀门的气管，用于在多个有组织排放预设采样点位处采集待测气体，并将其传输至所述的预处理模块；

11、所述的无组织气体采样单元包括并联式气体自动采样漂浮箱矩阵和气体管道传感矩阵，所述的并联式气体自动采样漂浮箱矩阵包含数个气体自动采样漂浮箱，用于在多个无组织排放预设采样位点处分别收集待测气体，所述的气体管道传感矩阵通过数个配备自动化控制的阀门的气体管道与所述的并联式气体自动采样漂浮箱矩阵相连接，用于将所述漂浮箱内待测气体传输至所述的预处理单元。

12、较佳地，所述的水质采样单元包括数字式溶解氧电极、数字式氨氮电极、数字式cod电极、数字式ss电极、数字式ph电极、数字式orp电极、数字式电导率电极中的至少一种，用于采集有组织排放部分和无组织排放部分的池体水质参数。

13、较佳地，所述的预处理模块包括气水分离器、不锈钢隔膜泵和精细过滤器，所述的气水分离器与所述的水气两相采样模块相连接，用于对从所述的水气两相采样模块获得的待测气体进行干燥，所述的不锈钢隔膜泵与所述的气水分离器相连接，用于控制实时采集的待测气体流量，所述的精细过滤器与所述的不锈钢隔膜泵相连接。

14、较佳地，所述的集成传感器监测模块，包括：

15、气体参数监测单元，与水气两相采样模块的气体管道传感矩阵相连接，所述的气体参数监测单元包括气体传感器矩阵和气体分析仪器，所述的气体参数监测单元通过气体传感器矩阵和气体分析仪器监测所采集的待测气体的各项参数，并将其传输给所述的数据传输处理模块；

16、水质参数监测单元，与水气两相采样模块的水质采样单元相连接，通过水质传感器监测所采集的水质的各项参数，并将其传输给所述的数据传输处理模块。

17、较佳地，所述的气体传感器矩阵包括气体温度传感器、气体流量传感器、气体流速传感器、动压传感器、静压传感器、全压传感器、计压传感器、计温传感器、工况体积传感器、标况体积传感器、标干流量传感器中的至少一种传感器。

18、较佳地，所述的气体传感器矩阵包括非分散红外分析法ndir、可调谐二极管激光吸收光谱法tdlas、红外光谱法、气敏电极法、气相色谱法、气体滤波监测法、波长扫描－光腔衰荡法ws-crds中的至少一种传感器。

19、较佳地，所述的水质参数监测单元包括溶解氧传感器、氨氮传感器、cod传感器、ss传感器、ph传感器、orp传感器、电导率传感器中的至少一种传感器。

20、较佳地，所述的数据传输处理模块包括数据传输单元和数据处理单元，

21、所述的数据传输单元包括多个无线modbus模拟量测控终端和集成传感器监测模块，所述的多个无线modbus模拟量测控终端与所述的集成传感器监测模块相连接，用于从所述的气体参数监测单元和水质参数监测单元获取采集的待测气体的各项气体参数数据和各项水质参数数据信号，并通过自组网无线通信传输至所述的电子无线通信数据终端；

22、所述的数据处理单元与计算机应用终端进行数据交互处理，用于获取各项气体参数数据和各项水质参数数据，并计算实时通量，生成各气体组分连续性排放曲线，同时可以根据实际需要生成各参数的连续性动态曲线并将其传输至所述的可视化排放量在线监测平台。

23、较佳地，所述的可视化排放量在线监测平台，包括接入层、web后端和web前端，所述的接入层与数据传输处理模块相连接，所述的web后端与接入层相连接，所述的web前端与web后端相连接，所述的web前端根据所述的气体参数监测单元和水质参数监测单元所选择的传感器类型，显示不同种类的气体参数和水质参数，并根据需要显示不同参数的连续性变化曲线。

24、该利用上述系统实现基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

25、(1)按照实际监测需求设置对应采样点；

26、(2)设置各个采样点的采样顺序以及采样时长；

27、(3)按照预设的采样顺序以及采样时长对数个采样点分别进行采样处理；

28、(4)利用水气两相采样模块对各个采样点进行气体数据采样处理；

29、(5)预处理模块对气体进行除湿、干燥的处理；

30、(6)集成传感器监测模块将所测数据传输至数据传输处理模块；

31、(7)通过数据传输单元将采集到的相关数据传输至数据处理单元处，进行计算气体通量的数据处理，并实时传输至可视化排放量在线监测平台；

32、(8)可视化排放量在线监测平台动态呈现各组分气体连续性排放曲线。

33、该用于实现基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测的装置，其主要特点是，所述的装置包括：

34、处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

35、存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的实现基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测的方法的各个步骤。

36、该用于实现基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的实现基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测的方法的各个步骤。

37、该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的实现基于水气两相的污水处理温室气体排放在线监测的方法的各个步骤。

38、采用了本发明的基于水气两相实现污水处理温室气体排放在线监测的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，可以实现对污水处理企业会的生产各个环节进行布点监测，对水相、气相两相在线监测，获取实时精确在线监测污水处理的高时空分辨率的各气体参数数据和各水质参数数据，精确测量污水处理厂各工艺流程碳排放，为未来国内环保部门监测污水处理企业的碳排放提供监测手段。