北京盈盛恒泰科技有限責任公司
污水處理廠還原硫化物和臭氣濃度的電子鼻監測技術探究
檢測樣品：污水處理廠廢氣
檢測項目：臭氣濃度 硫化物濃度
方案概述：用電子鼻監測技術探究污水處理廠還原硫化物質量濃度和臭氣質量濃度預測方法。結果表明，使用響應面分析法（ＲSM）建立還原硫化物質量濃度與電子鼻響應值關系，構建還原硫化物質量濃度預測模型，準確率可達95% 。使用偏小二乘法（PLS）建立不同質量濃度還原硫化物的傳感器響應值與對應臭氣質量濃度之間的關系，構建臭氣濃度預測模型，并用實際樣品驗證。
隨著城市化進程加劇，污水處理廠周邊逐漸被新建住宅區包圍，引起污染投訴逐年增加［1 － 2］。污水處理廠排放的惡臭氣體包括還原硫化物、有機胺、氨等，其中還原硫化物是主要的致臭物質［3］，包括 硫 化 氫 ( H2 S) 、甲 硫 醇 ( CH3 SH) 、甲 硫 醚( DMS) 和二甲二硫醚( DMDS) 等［4 － 6］。這 4 種硫化物揮發性強且嗅閾值低［7］，難于檢測控制。
電子鼻因具有人工模擬、能夠實時在線監測和強大 的 模 型 預 測 能 力 等 優 勢［11］，被 垃 圾 填 埋場［12］、污水處理廠［13］等市政設施廣泛應用，不過針對惡臭物質質量濃度預測、臭氣濃度預測和實時在線監測的研究較少。今采用德國 PEN 3．5 型電子鼻系統分析污水處理廠特征污染物，建立物質質量濃度與傳感器響應值預測模型，用三點比較式臭袋法確定不同濃度還原硫化物的臭氣濃度值，構建不同濃度還原硫化物的電子鼻傳感器響應值與對應的臭氣濃度之間的關系，從而建立臭氣濃度預測模型，并以天津某污水處理廠的實際樣品驗證該模型準確性及電子鼻監測技術的適用性。
檢測樣品：天津某污水處理廠的實際樣品
主要儀器：PEN 3． 5 型電子鼻，德國 AIＲSENSE 公司
測定條件：電子鼻監測: 傳感器清洗時間 100 s，測試時間60 s; 進樣流量 300 mL /min; 使用溫度 25 ℃ ; 相對濕度 25% 。每個樣品重復測定 5 次。
實驗結果：用電子鼻監測技術探究污水處理廠還原硫化物質量濃度和臭氣質量濃度預測方法。結果表明，使用響應面分析法( ＲSM) 建立還原硫化物質量濃度與電子鼻響應值關系，構建還原硫化物質量濃度預測模型，確率可達 95% 。使用偏小二乘法( PLS) 建立不同質量濃度還原硫化物的傳感器響應值與對應臭氣質量濃度之間的關系，構建臭氣濃度預測模型，并用實際樣品驗證。
結論：應用德國 PEN 3．5 型電子鼻，篩選合適的傳感器陣列組合，結合 PCA 分析提取主成分，并使用GC /MS 測定的還原硫化物質量濃度，利用響應面分析法建立 4 種還原硫化物的質量濃度預測模型。在此基礎上，將電子鼻對不同濃度混合硫化物的傳感器響應值與對應濃度的實測臭氣濃度值應用偏小二乘法建立了臭氣濃度預測模型，并使用實際樣品驗證，得到較好預測效果。與其他分析技術相比，電子鼻可以更加便攜、快速地預測物質質量濃度和臭氣濃度，且能夠達到實時在線監測要求，為惡臭污染管理及后續的治理系統開發提供了技術支持。
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