污水碳排放量的测量装置及污水碳排放量的统计方法

摘要

本发明公开了一种污水碳排放量的测量装置及污水碳排放量的统计方法，其中，污水碳排放量的测量装置，应用于污水处理池，所述污水处理池的池口盖设有集气罩，所述集气罩连通有废气管道，所述测量装置包括：流量测量仪、采样管道以及气体检测装置，所述流量测量仪设于所述废气管道内，所述流量测量仪用于测量所述废气管道内的废气流量；所述采样管道与所述废气管道连通；所述气体检测装置与所述采样管道连接，所述气体检测装置用于测量所述采样管道内的废气中各种温室气体的浓度。本发明解决了传统排放因子法估算碳排放量不准确的问题，实现了碳排放量的实时检测和准确统计。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水碳排放量的测量装置及污水碳排放量的统计方法。

背景技术

由温室气体浓度增加引起的全球变暖已经对自然生态系统和人类生存环境产生了严重影响，成为当今人类社会亟待解决的重大问题。

CH

发明内容

本发明通过提供一种污水碳排放量的测量装置及污水碳排放量的统计方法，解决了传统排放因子法估算碳排放量不准确的问题，实现了碳排放量的实时检测和准确统计。

为实现上述目的，本发明提供一种污水碳排放量的测量装置，应用于污水处理池，所述污水处理池的池口盖设有集气罩，所述集气罩连通有废气管道，所述测量装置包括：流量测量仪、采样管道以及气体检测装置，所述流量测量仪设于所述废气管道内，所述流量测量仪用于测量所述废气管道内的废气流量；所述采样管道与所述废气管道连通；所述气体检测装置与所述采样管道连接，所述气体检测装置用于测量所述采样管道内的废气中各种温室气体的浓度。

可选地，所述气体检测装置包括：CO

可选地，所述污水碳排放量的测量装置还包括：采样泵，所述采样泵设于所述采样管道上，且所述采样泵位于所述采样管道与所述废气管道的连接点和所述气体检测装置之间。

可选地，所述废气管道上设有废气净化装置，所述采样管道与所述废气管道的连接点位于所述集气罩和所述废气净化装置之间。

可选地，所述污水碳排放量的测量装置还包括：预处理装置，所述预处理装置设于所述采样管道上，且所述预处理装置位于所述采样管道与所述废气管道的连接点和所述气体检测装置之间，所述预处理装置为除尘过滤器、加热器、制冷器、加湿器、除湿器中的一种或多种。

可选地，所述污水碳排放量的测量装置还包括：采样嘴，所述废气管道上对应所述采样管道的连接处开设有采样口，所述采样嘴设于所述采样口内，且所述采样嘴与所述采样管道相连。

为实现上述目的，本发明还提供一种污水碳排放量的统计方法，用于对如上述实施例中任意一项所述的测量装置的测量数据进行统计，所述污水碳排放量的统计方法包括以下步骤：

获取所述测量装置的流量测量仪测量的废气流量和气体检测装置测量的各种温室气体的浓度；

根据所述废气流量和各种所述温室气体的浓度，计算每种所述温室气体的排放量；

输出基于每种所述温室气体的排放量确定的二氧化碳当量。

进一步地，所述输出基于每种所述温室气体的排放量确定的二氧化碳当量的步骤包括：

获取每种所述温室气体对应的全球变暖潜能值；

根据每种所述温室气体的排放量以及对应的全球变暖潜能值，计算每种所述温室气体的二氧化碳当量；

输出每种所述温室气体的二氧化碳当量。

进一步地，所述输出基于每种所述温室气体的排放量确定的二氧化碳当量的步骤之后，还包括：

根据每种所述温室气体的二氧化碳当量，计算全部所述温室气体的总碳排放量；

输出全部所述温室气体的总碳排放量。

进一步地，所述获取所述测量装置的流量测量仪测量的废气流量和气体检测装置测量的各种温室气体的浓度的步骤包括：

获取目标时间信息；

获取所述目标时间信息对应的废气流量和浓度，其中，所述废气流量和浓度是分别由所述测量装置的流量测量仪测量和气体检测装置测量在所述目标时间信息对应的时间点或时间段测量的。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明技术方案中，污水处理池的池口盖设有集气罩，集气罩连通有废气管道，流量测量仪设于废气管道内，气体检测装置与采样管道连接。通过流量测量仪可实时检测废气管道内的废气流量，通过气体检测装置可实时检测废气中各种温室气体(CO

附图说明

图1为本发明实施例的污水碳排放量的测量装置的结构示意图；

图2为本发明碳排放量的的统计方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明碳排放量的的统计方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明碳排放量的的统计方法第三实施例的流程示意图；

图5为本发明碳排放量的的统计方法第四实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参照图1，本发明提供一种污水碳排放量的测量装置，应用于污水处理池100，所述污水处理池100的池口盖设有集气罩110，所述集气罩110连通有废气管道120，所述测量装置包括：流量测量仪240、采样管道220以及气体检测装置，所述流量测量仪240设于所述废气管道120内，所述流量测量仪240用于测量所述废气管道120内的废气流量；所述采样管道220与所述废气管道120连通；所述气体检测装置与所述采样管道220连接，所述气体检测装置用于测量所述采样管道220内的废气中各种温室气体的浓度。

具体地，该污水处理池100可以为生化处理池，污水处理池100上设有进水口和出水口。一般来说，从污染源排出的污水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不适应环境容量要求。可将从污染源排出的污水从污水处理池100的进水口导入到污水处理池100内，在污水处理池100内对污水进行生化处理，使污水达标后，再将处理过后的污水从污水处理池100的出水口排出。在此污水处理过程中，会产生废气，废气中包含有CO

本实施例中，将流量测量仪240安装在废气管道120内，流量测量仪240可实时检测废气管道120内的废气流量；将气体检测装置安装在与废气管道120连通的采样管道220内，废气依次经过废气管道120和采样管道220进入气体检测装置内，由气体检测装置对废气成分进行测量分析，可实时检测废气中各种温室气体(CO

本发明的污水碳排放量的测量装置还包括处理器280，流量测量仪240的输出端与处理器280的输入端电连接、气体检测装置的输出端与处理器280的输入端电连接。流量测量仪240将检测的废气流量传输至处理器280，气体检测装置将检测的各种温室气体(CO

在本发明一实施例中，请参照图1，所述气体检测装置包括：CO

在污水的生化处理过程中，产生的温室气体主要是二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮，因此，本实施例中，气体检测装置主要对二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮这三种温室气体的浓度进行检测。具体地，气体检测装置包括CO

在本发明一实施例中，请参照图1，所述污水碳排放量的测量装置还包括：采样泵260，所述采样泵260设于所述采样管道220上，且所述采样泵260位于所述采样管道220与所述废气管道120的连接点和所述气体检测装置之间。

本实施例中，采样泵260为气泵，气泵是从一个封闭空间排除空气或从封闭空间添加空气的一种装置，可作为输出和引导气体流动的动力源。采样泵260和气体检测装置同时设置在采样管道220上，且采样泵260位于气体检测装置的上游，也即是说，采样泵260的泵动时，废气从废气管道120流入采样管道220内，并顺着采样管道220流动至气体检测装置处，由气体检测装置对二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮这三种温室气体的浓度进行检测。进一步地，由于采样管道220的后端还拆分形成三个采样管道220并分别连接CO

在本发明一实施例中，请参照图1，所述废气管道120上设有废气净化装置140，所述采样管道220与所述废气管道120的连接点位于所述集气罩110和所述废气净化装置140之间。

本实施例中，废气管道120的一端与集气罩110连通，废气管道120的另一端与外界连通，污水生化处理过程中产生的废气由集气罩110收集后，顺着废气管道120流动，并最终从废气管道120的出口排出。为避免排放废气对环境造成污染，在废气管道120上设置废气净化装置140，由废气净化装置140对废气进行净化过滤后，再将符合排放标准的废气排出。废气净化装置140的具体结构可以采用现有技术，比如通过活性炭吸附或滤网过滤，对废气进行净化处理，此处不再赘述。另外，在废气管道120的延伸方向上，废气净化装置140设于采样管道220的下游位置，可保证流入采样管道220的废气是未经过净化处理的，从而保证碳排放量统计结果的真实、有效和准确。

在本发明一实施例中，请参照图1，所述污水碳排放量的测量装置还包括：预处理装置270，所述预处理装置270设于所述采样管道220上，且所述预处理装置270位于所述采样管道220与所述废气管道120的连接点和所述气体检测装置之间，所述预处理装置270为除尘过滤器、加热器、制冷器、加湿器、除湿器中的一种或多种。

本实施例中，在采样管道220位于气体检测装置的上游处还设有预处理装置270，预处理装置270主要是对样气进行净化、除尘等，以保证样气达到气体检测装置的超净、恒温、湿度等检测要求，从而确保气体检测装置检测的准确性和可靠性。预处理装置270的具体结构可采用现有技术，比如通过除尘过滤器对样气进行除尘处理等，此处不再赘述。

在本发明一实施例中，请参照图1，所述污水碳排放量的测量装置还包括：采样嘴210，所述废气管道120上对应所述采样管道220的连接处开设有采样口，所述采样嘴210设于所述采样口内，且所述采样嘴210与所述采样管道220相连。

本实施例中，采样管道220通过采样嘴210与废气管道120连通，废气管道120内废气经由采样嘴210进入采样管道220内，再由气体检测装置检测采样管道220内的废气中各种温室气体的浓度。其中，碳排放的测量装置可以采用等速采样原理，即为获得有代表性的样气，在整个采样过程中使含有温室气体的废气进入采样嘴210的流速与废气管道120内采样点的废气流速相等。容易理解的是，当测定点废气流速小于废气进入采样嘴210的流速时，测定的温室气体的浓度值偏低；当测定点废气流速大于废气进入采样嘴210的流速时，测定的温室气体的浓度值偏高。保证采样流速等于采样点的废气流速(相对误差在-5％～+10％以内)，可保证样气浓度与实际废气浓度相等，从而避免采样结果产生偏差。

在本发明实施例中，处理器280还电连接有显示屏，最终将实时检测数据和统计结果输出至显示屏上，以供工作人员查看。此外，污水碳排放量的测量装置还包括控制器290，上述流量测量仪、气体检测装置(包括CO

基于上述污水碳排放量的测量装置的硬件架构，本发明还提供一种污水碳排放量的统计方法，用于对如上述实施例中任意一项所述的测量装置的测量数据进行统计。

实施例一

请参照图2，提出本发明污水碳排放量的统计方法的第一实施例，在第一实施例中，所述污水碳排放量的统计方法包括以下步骤：

步骤S10、获取所述测量装置的流量测量仪240测量的废气流量和气体检测装置测量的各种温室气体的浓度。

进行污水处理时，将从污染源排出的污水从污水处理池100的进水口导入到污水处理池100内，在污水处理池100内对污水进行生化处理，使污水达标后，再将处理过后的污水从污水处理池100的出水口排出。在此污水处理过程中，会产生废气，废气中包含有CO

为了检测废气流量以及各种温室气体的浓度以便后续碳排放量的统计，采用污水碳排放量的测量装置进行检测，其中，流量测量仪240安装在废气管道120内，气体检测装置安装在与废气管道120连通的采样管道220内。流量测量仪240可实时检测废气管道120内的废气流量，比如在某个时间点的瞬时流量或在某个时间段的累计流量；废气依次经过废气管道120和采样管道220进入气体检测装置内，由气体检测装置对废气成分进行测量分析，可实时检测废气中各种温室气体(CO

污水碳排放量的测量装置还包括处理器280，流量测量仪240的输出端与处理器280的输入端电连接、气体检测装置的输出端与处理器280的输入端电连接。处理器280作为执行主体，通过流量测量仪240采集到实时的废气流量数据，通过气体检测装置采集到实时的各种温室气体(CO

此外，污水碳排放量的测量装置还包括控制器290，上述流量测量仪240、气体检测装置、处理器280以及显示器均与控制器290连接，由控制器290对各个部分进行统一控制，协调各个部分有序工作。控制器290还可与监管平台的服务器通讯连接，以将实时数据和统计结果远传至环保、碳核查等相关部门，从而为政府部门决策提供依据。

相较于采用以经验排放数据值或实验值进行计算，本发明实施例采用直接测量的方法，实时检测各项数据，能够十分准确地统计出碳排放量，有利于对碳排放量进行有效监管和核查。

步骤S20、根据所述废气流量和各种所述温室气体的浓度，计算每种所述温室气体的排放量。

因为温室气体包含在废气中，检测的废气流量大小可代表各种温室气体的流量大小。将实时的废气流量乘以各种温室气体的浓度，即可得到各种温室气体在单位时间的排放量，计算公式：CO

步骤S30、输出基于每种所述温室气体的排放量确定的二氧化碳当量。

二氧化碳当量排放，是指一种用作比较不同温室气体排放量的量度单位。不同温室气体对地球温室效应增强的贡献度不同，为了统一度量整体的温室效应增强程度，采用了人类活动最常产生的温室气体二氧化碳的当量作为度量温室效应增强程度的基本单位。比如，基于上一步骤得到甲烷的排放量，需要转换为对应的二氧化碳当量输出，以便于统计。本发明实施例采用直接测量的方法，实时检测各项数据，能够十分准确地统计出碳排放量，以便对碳排放量进行监管和核查。

实施例二

请参照图3，基于第一实施例，提出本发明污水碳排放量的统计方法的第二实施例，在第二实施例中，步骤S30的步骤包括：

步骤S31、获取每种所述温室气体对应的全球变暖潜能值；

步骤S32、根据每种所述温室气体的排放量以及对应的全球变暖潜能值，计算每种所述温室气体的二氧化碳当量；

步骤S33、输出每种所述温室气体的二氧化碳当量。

对于不同的温室气体，其对地球温室效应增强的贡献度不同。全球变暖潜能值(Global Warming Potential，GWP)，是一种物质产生温室效应的一个指数，指温室气体影响全球气候变暖的能力，以二氧化碳为基准，1单位二氧化碳使地球变暖能力为1，其他气体均以其相对数值来表示。二氧化碳被作为参照气体，是因为其对全球变暖的影响最大。全球变暖潜力值会随着时间改变，政府间气候变化专门委员会(IPCC)提议用100年的全球变暖潜力作为对照标准，此数值是普遍被接受的数值。比如，《京都议定书》采用的参数中，二氧化碳在100年的时间跨度的全球变暖潜能值为1，甲烷在100年的时间跨度的全球变暖潜能值为25，氧化亚氮在100年的时间跨度的全球变暖潜能值为298。尽管衡量温室气体作用强弱的评分方法有许多，但GWP值无疑是最具参考价值的，特别是作为政策措施的依据。

在将温室气体换算成对应的二氧化碳时，以甲烷为例，将甲烷的排放量乘以甲烷的全球变暖潜能值，即可得到甲烷对应的二氧化碳当量。其中，存储器中可预先存储有各种不同温室气体与对应的全球变暖潜能值之间的映射关系，在处理器280需要将其中的一种温室气体换算成对应的二氧化碳当量时，可通过该映射关系调出与该温室气体对应的全球变暖潜能值，从而进行换算。

实施例三

请参照图4，基于第一实施例，提出本发明污水碳排放量的统计方法的第三实施例，在第三实施例中，步骤S30的步骤之后，还包括：

步骤S40、根据每种所述温室气体的二氧化碳当量，计算全部所述温室气体的总碳排放量；

步骤S50、输出全部所述温室气体的总碳排放量。

本实施例中，在计算得到各种温室气体的二氧化碳当量之后，还对全部温室气体的二氧化碳当量求和计算，以得到废气的总碳排放量，计算公式：W

实施例四

请参照图5，基于第一实施例，提出本发明污水碳排放量的统计方法的第四实施例，在第四实施例中，步骤S10的步骤包括：

步骤S11、获取目标时间信息；

步骤S12、获取所述目标时间信息对应的废气流量和浓度，其中，所述废气流量和浓度是分别由所述测量装置的流量测量仪240测量和气体检测装置测量在所述目标时间信息对应的时间点或时间段测量的。

本实施例中，既可统计在指定时间点的实时碳排放量，也可统计在指定时间段内的累计碳排放量。当需要统计实时碳排放量时，获取的目标时间信息为指定时间点，然后，再获取流量测量仪240在该指定时间点检测的瞬时废气流量值，以及气体检测装置在该指定时间点检测的各种温室气体的实时浓度值，按照上述实施例的统计方法，即可计算得到实时碳排放量；当需要统计累计碳排放量时，获取的目标时间信息为指定时间段，然后，再获取流量测量仪240在该指定时间段检测的累计废气流量值，该累计废气流量值可通过获取指定时间段内某个时间点的瞬时废气流量值乘以时长得到，并且获取气体检测装置在该指定时间段检测的各种温室气体的平均浓度值，该平均浓度值可通过获取该指定时间段内的不同时间点的多个浓度值求均值得到，之后，再按照上述实施例的统计方法，即可计算得到累计碳排放量。通过输出实时碳排放量和累计碳排放量等不同指标，可方便工作人员更加清楚地掌握碳排放的情况。

由于本发明实施例所介绍的系统，为实施本发明实施例的方法所采用的系统，故而基于本发明实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该系统的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例的方法所采用的系统都属于本发明所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的控制器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的控制器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发

明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。