養(yǎng)豬場(chǎng)惡臭氣體檢測(cè)儀綜合考慮了準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、可操作性以及成本效益,旨在幫助豬場(chǎng)管理者掌握環(huán)境狀況、改善工作環(huán)境、減少周邊投訴并滿(mǎn)足環(huán)保要求。
核心目標(biāo)
1. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):連續(xù)或定期監(jiān)測(cè)關(guān)鍵惡臭氣體的濃度。
2. 早期預(yù)警:在惡臭氣體濃度達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)及時(shí)報(bào)警。
3. 區(qū)域管理:識(shí)別不同豬舍或區(qū)域(育肥舍、分娩舍、糞污處理區(qū)等)的污染狀況。
4. 數(shù)據(jù)分析:提供數(shù)據(jù)支持,用于評(píng)估通風(fēng)效率、飼料消化率、糞污管理效果等。
5. 合規(guī)性:為滿(mǎn)足環(huán)保部門(mén)的排放要求提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
關(guān)鍵監(jiān)測(cè)氣體組分
養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的典型惡臭氣體主要來(lái)自糞便分解和飼料腐敗,養(yǎng)豬場(chǎng)惡臭氣體檢測(cè)儀核心監(jiān)測(cè)組分應(yīng)包括:
1. 氨氣:最常見(jiàn)、具有強(qiáng)烈刺激性氣味的無(wú)機(jī)氣體,主要來(lái)自尿素的分解。
2. 硫化氫:具有“臭雞蛋味”的有毒氣體,主要來(lái)自含硫有機(jī)物(如蛋白質(zhì))的厭氧分解。
3. 揮發(fā)性有機(jī)物:一大類(lèi)由糞污發(fā)酵產(chǎn)生的化合物,包括:
o 短鏈揮發(fā)性脂肪酸:如乙酸、丙酸、丁酸,具有汗臭、酸敗味。
o 酚類(lèi):如對(duì)甲酚、,具有糞臭、藥味。
o 吲哚類(lèi):如糞臭素、吲哚,具有強(qiáng)烈糞臭。
o 硫醚/硫醇類(lèi):如甲硫醇、二甲二硫,具有爛白菜味、大蒜味。
o 胺類(lèi):如甲胺、三甲胺,具有魚(yú)腥味、腐敗味。
4. 二氧化碳:主要源于動(dòng)物呼吸,濃度過(guò)高指示通風(fēng)不良,也間接與惡臭物質(zhì)積聚相關(guān)。
5. 濕度 & 溫度:環(huán)境參數(shù),影響惡臭感知和病原微生物滋生。
6. 顆粒物:某些傳感器集成PM2.5/PM10監(jiān)測(cè),粉塵也會(huì)吸附并擴(kuò)散惡臭物質(zhì)。
檢測(cè)儀設(shè)計(jì)
此方案建議采用“核心傳感器 + 可選擴(kuò)展 + 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”的模塊化方式:
1. 檢測(cè)單元(傳感器選型 - 核心)
· 傳感器類(lèi)型:
o 電化學(xué)傳感器:用于監(jiān)測(cè)氨氣、硫化氫。優(yōu)勢(shì):成本較低、技術(shù)成熟、針對(duì)性強(qiáng)。注意:關(guān)注傳感器壽命(通常1-3年)、交叉干擾和定期校準(zhǔn)需求。
o 光離子化檢測(cè)器:用于監(jiān)測(cè)總量氣(TVOC)。優(yōu)勢(shì):對(duì)多種VOCs有響應(yīng)、靈敏度高、響應(yīng)快、無(wú)需耗材。注意:無(wú)法區(qū)分具體VOCs種類(lèi),只能反映總體濃度水平。對(duì)于識(shí)別特定惡臭物質(zhì)源作用有限,但對(duì)總體臭味強(qiáng)度評(píng)估有重要參考價(jià)值。
o 非分散紅外傳感器:用于監(jiān)測(cè)二氧化碳。優(yōu)勢(shì):精度較高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好。
o 溫濕度傳感器:數(shù)字式,成本低
2. 檢測(cè)單元(可選擴(kuò)展 - 針對(duì)特定需求)
· 特定VOCs傳感器(如適用):
o MOS 金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器:可選配特定MOS模塊,對(duì)某些特征惡臭分子(如甲硫醇、吲哚類(lèi))靈敏度更高,可作為TVOC的補(bǔ)充。優(yōu)勢(shì):成本適中。注意:選擇性相對(duì)較差,可能受溫濕度影響較大。
o 氣相色譜或質(zhì)譜聯(lián)用設(shè)備:優(yōu)勢(shì):超高的靈敏度和選擇性,能精確分析多種目標(biāo)VOCs。注意:成本非常高,維護(hù)復(fù)雜,主要用于實(shí)驗(yàn)室或大型項(xiàng)目精準(zhǔn)溯源,不推薦作為常規(guī)豬舍在線(xiàn)監(jiān)測(cè)使用。一般僅用于第三方取樣檢測(cè)分析。
· PM2.5/PM10 顆粒物傳感器:可選配激光散射式傳感器,監(jiān)測(cè)空氣粉塵水平。
3. 采樣方式
· 泵吸式:強(qiáng)烈推薦。
o 內(nèi)置微型氣泵,主動(dòng)將待測(cè)空氣抽入傳感器檢測(cè)室。
o 優(yōu)勢(shì):響應(yīng)速度快,氣體接觸量穩(wěn)定,受環(huán)境風(fēng)速影響小,數(shù)據(jù)重復(fù)性好。更適用于氣味濃度變化快的豬舍環(huán)境。
· 擴(kuò)散式:氣體自然擴(kuò)散進(jìn)入傳感器。
o 優(yōu)勢(shì):無(wú)需泵,成本略低,噪音小。
o 注意:響應(yīng)較慢,易受氣流影響,可能因傳感器覆蓋灰塵而靈敏度下降。在通風(fēng)好的區(qū)域或成本嚴(yán)格控制時(shí)可考慮。
4. 主機(jī)設(shè)計(jì)與功能
· 外殼:堅(jiān)固耐用(IP65或更高),防塵防水,適應(yīng)豬場(chǎng)高濕、腐蝕、粉塵環(huán)境。
· 顯示:本地大屏LED或LCD顯示(可選),實(shí)時(shí)顯示各氣體濃度、狀態(tài)、報(bào)警信息。
· 數(shù)據(jù)存儲(chǔ):內(nèi)置存儲(chǔ)器,保存歷史數(shù)據(jù)(至少一個(gè)月數(shù)據(jù)記錄)。
· 報(bào)警功能:本地聲光報(bào)警(高亮LED,高分貝蜂鳴器),支持多級(jí)閾值設(shè)定(預(yù)警值、報(bào)警值)。報(bào)警閾值依據(jù)《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》及豬場(chǎng)自身管理需求設(shè)定。
· 輸出接口:
o 4-20mA / 0-10V:模擬量輸出,方便接入傳統(tǒng)PLC或DCS系統(tǒng)。
o RS485 (Modbus RTU):工業(yè)級(jí)數(shù)字通訊總線(xiàn),可多點(diǎn)組網(wǎng)。
o 物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸 (關(guān)鍵):內(nèi)嵌GPRS/4G/5G Cat.1 / NB-IoT / LoRa (網(wǎng)關(guān)) / WiFi (局部覆蓋)模塊,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。
5. 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)(軟件)
· 云端數(shù)據(jù)平臺(tái):通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸接收各監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。
· 核心功能:
o 實(shí)時(shí)監(jiān)控:Web頁(yè)面或手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看各點(diǎn)位即時(shí)數(shù)據(jù)。
o 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析:長(zhǎng)期存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù),生成圖表(趨勢(shì)圖、對(duì)比圖)、統(tǒng)計(jì)報(bào)告(日/周/月/年報(bào)表)。
o 報(bào)警推送:氣體濃度超標(biāo)時(shí),通過(guò)平臺(tái)消息、短信、微信、郵件等方式向指定管理人員推送報(bào)警信息。
o 地圖定位:顯示豬場(chǎng)內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置及狀態(tài)。
o 權(quán)限管理:分角色分配查看和控制權(quán)限。
o 設(shè)定管理:遠(yuǎn)程配置設(shè)備參數(shù)、報(bào)警閾值等。
o 數(shù)據(jù)導(dǎo)出:支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel/CSV/PDF格式,用于內(nèi)部管理或環(huán)保報(bào)備。
6. 安裝布置方案
· 關(guān)鍵監(jiān)測(cè)區(qū)域:
o 舍內(nèi):育肥舍(特別是靠近排污口、料槽)、分娩舍、保育舍,每棟安裝1臺(tái)(視豬舍長(zhǎng)度可增加)。安裝高度約在豬只呼吸帶水平(0.3-0.8米)或工作人員活動(dòng)高度(1.5米左右),避開(kāi)直吹風(fēng)口。
o 糞污處理區(qū):集糞池/沼氣池、固液分離間、氧化塘周邊入口處。
o 排放口/邊界:在豬場(chǎng)邊界線(xiàn)(尤其是下風(fēng)向或靠近敏感點(diǎn)處)和主要排風(fēng)口安裝,用于評(píng)估對(duì)外界的影響。
· 部署密度:根據(jù)區(qū)域重要性、豬場(chǎng)大小和預(yù)算確定。關(guān)鍵區(qū)域應(yīng)重點(diǎn)覆蓋。
· 走航/移動(dòng)監(jiān)測(cè)(補(bǔ)充):可額外配置便攜式惡臭檢測(cè)儀(如集成光離子化的復(fù)合氣體檢測(cè)儀)進(jìn)行不定期巡檢測(cè)試,作為固定點(diǎn)的補(bǔ)充。
7. 運(yùn)行與維護(hù)
· 校準(zhǔn):按廠(chǎng)家要求定期(如每3-6個(gè)月)使用標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),保證準(zhǔn)確性。
· 傳感器更換:電化學(xué)傳感器有壽命限制,到期或失效后需更換。
· 清潔保養(yǎng):定期清潔外殼,特別是進(jìn)氣口和傳感器濾膜,防止粉塵堵塞影響測(cè)量。
· 數(shù)據(jù)校核:必要時(shí)與第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。
· 人員培訓(xùn):培訓(xùn)豬場(chǎng)人員基本操作(查看、復(fù)位報(bào)警)、識(shí)別報(bào)警信息及傳感器失效預(yù)警。
方案優(yōu)勢(shì)總結(jié)
1. 科學(xué)布點(diǎn):針對(duì)關(guān)鍵污染源和敏感位置部署。
2. 組合監(jiān)測(cè):核心組分+總量覆蓋主要惡臭因子。
3. 智能物聯(lián):無(wú)線(xiàn)傳輸+云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與報(bào)警。
4. 結(jié)構(gòu)穩(wěn)固:設(shè)備適應(yīng)惡劣環(huán)境,確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
5. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策:歷史數(shù)據(jù)分析為改進(jìn)通風(fēng)、調(diào)整飼料配方、優(yōu)化糞污工藝提供依據(jù)。
6. 主動(dòng)防控:早期報(bào)警減少超標(biāo)排放和投訴風(fēng)險(xiǎn)。
7. 符合導(dǎo)向:滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的環(huán)保監(jiān)管和智能畜牧業(yè)發(fā)展需求。
技術(shù)參數(shù)
序號(hào) | 模塊 | 配置名稱(chēng) | 數(shù)量 | 參數(shù) |
1 | 氣體監(jiān)測(cè)模塊 | EA200-H2S 硫化氫傳感器 | 1 | 原 理:電化學(xué) 量 程:0-5mg/m3 檢出限:0.05mg/m3 分辨率:0.01mg/m3 精 度:≤3%F.S |
EA200-NH3 氨氣傳感器 | 1 | 原 理:電化學(xué) 量 程:0-20mg/m3 檢出限:0.05mg/m3 分辨率:0.01mg/m3 精 度:≤3%F.S | ||
臭氣(電子鼻) | 1 | 原 理:臭氣 量 程:0-2000 OU 檢出限:5 分辨率:1 精 度:≤3%F.S | ||
EA200- C3H89N 三甲胺傳感器 | 1 | 原 理:電化學(xué) 量 程:0-5mg/m3 分辨率:0.01mg/m3 精 度:≤3%F.S | ||
EA200- CH4S 甲硫醇傳感器 | 1 | 原 理:電化學(xué) 量 程:0-5mg/m3 檢出限:0.005mg/m3 分辨率:0.001mg/m3 精 度:≤3%F.S | ||
EA200-C8H8 苯乙烯傳感器 | 1 | 原 理:PID 量 程:0-50mg/m3 檢出限:0.05mg/m3 分辨率:0.01mgm3 精 度:≤3%F.S | ||
EA200-CS2 二硫化碳傳感器 | 1 | 原 理:電化學(xué) 量 程:0-50mg/m3 檢出限:0.05mg/m3 分辨率:0.01mg/m3 精 度:≤3%F.S | ||
EA200-CH6S2 二甲二傳感器 | 1 | 原 理:電化學(xué) 量 程:0-5mg/m3 檢出限:0.05mg/m3 分辨率:0.01mg/m3 精 度:≤3%F.S | ||
EA200-C6H6S 甲硫醚傳感器 | 1 | 原 理:電化學(xué) 量 程:0-5mg/m3 檢出限:0.05mg/m3 分辨率:0.01mg/m3 精 度:≤3%F.S | ||
EA200-TVOC唱歌前 | 1 | 原 理:PID 量 程:0-50mg/m3 檢出限:0.05mg/m3 分辨率:0.01mgm3 精 度:≤3%F.S | ||
2 | 氣象監(jiān)測(cè)模塊 | 氣象五參 | 1 | 溫濕度、大氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向 |
3 | 數(shù)據(jù)采集傳輸 | 數(shù)據(jù)采集儀 | 1 | 主控單元/觸摸屏/采集軟件/遠(yuǎn)程監(jiān)控/4G DTU |
4 | 采樣系統(tǒng) | 配套氣體采樣 | 1 | 采樣總管/風(fēng)扇/三級(jí)預(yù)處理系統(tǒng) |
5 | 機(jī)箱 | 戶(hù)外防水機(jī)箱 | 1 | 防水防塵防腐 |
6 | 安裝立桿 | 國(guó)標(biāo) | 1 | 3米,國(guó)標(biāo)防腐,外徑110mm,79mm,2mm厚 |