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生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)和示范工程是我會面向所有環(huán)保企事業(yè)單位的免費(fèi)年度技術(shù)推廣服務(wù)，從1991年至今，我們已累計推廣先進(jìn)技術(shù)和工程4200多項。為便于相關(guān)方使用《2022年生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)和示范工程名錄》(詳見關(guān)于發(fā)布《2022年生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)和示范工程名錄》的公告)，我會編制了入選技術(shù)和工程的簡介，陸續(xù)在我會官微和公布。簡介內(nèi)容均由入選項目的申報單位提供。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)
2022-46
技術(shù)名稱
聚光科技——基于活體熒光藻分類的水華預(yù)警技術(shù)
推薦單位
浙江省環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會
申報單位
聚光科技(杭州)股份有限公司
適用范圍
應(yīng)用于河流、湖泊的水質(zhì)監(jiān)測。
技術(shù)簡介
1、技術(shù)原理
基于活體熒光藻分類的水華預(yù)警系統(tǒng)由水華預(yù)警平臺、在線監(jiān)測系統(tǒng)、應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)組成。其中水華預(yù)警平臺的工作原理是利用近1個月的歷史數(shù)據(jù)帶入到大數(shù)據(jù)模型，綜合各類數(shù)據(jù)的情況，對未來一周營養(yǎng)物質(zhì)的濃度、藻密度等數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)設(shè)置閾值對水華情況進(jìn)行預(yù)警。在線監(jiān)測系統(tǒng)包含CODMn、TP、TN、NH3N、常規(guī)五參數(shù)和藻分類，其中CODMn、TP、TN、NH3N均采用基于順序注射技術(shù)的分光光度法，pH采用玻璃電極法，溶解氧采用熒光法，濁度采用90度光散射法，溫度采用鉑熱電阻法，電導(dǎo)率采用兩電極法，藻分類的原理是利用不同門藻類的熒光光譜差異性，實(shí)現(xiàn)藻分類；應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)由浮船搭載藻分類、五參數(shù)等秒級出數(shù)儀表進(jìn)行大范圍的巡視。
2、工藝路線
該系統(tǒng)包含平臺端、數(shù)據(jù)傳輸端和數(shù)據(jù)端，平臺端由水華預(yù)警平臺組成，數(shù)據(jù)傳輸端包含移動網(wǎng)絡(luò)及其設(shè)備，數(shù)據(jù)端由搭載監(jiān)測儀器的浮船、無人船等組成。首先數(shù)據(jù)端對被監(jiān)測區(qū)域的營養(yǎng)鹽指標(biāo)(CODMn、TP、TN、NH3N)和五參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，活體熒光藻分類設(shè)備根據(jù)深度做出藻分類的剖面數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸端實(shí)時上傳到平臺端，平臺根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，給出水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況，水華風(fēng)險評估以及水華日歷，當(dāng)出現(xiàn)水華風(fēng)險的情況能夠生成事件，給出水華治理建議，如：藻類打撈。在應(yīng)急響應(yīng)時，針對重點(diǎn)區(qū)域，使用無人船擴(kuò)大測量范圍，豐富測量數(shù)據(jù)，使結(jié)果更加準(zhǔn)確。
3、應(yīng)用效果
基于藻分類的水華預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)主要解決了客戶四大問題：(1)水華前期的準(zhǔn)確預(yù)警預(yù)報；(2)綜合分析CODMn、TP、TN、NH3N、溶解氧、濁度、pH、電導(dǎo)率、溫度、藻分類數(shù)據(jù)；(3)準(zhǔn)確識別將要爆發(fā)水華的類型；(4)水質(zhì)達(dá)標(biāo)管控。
水華的準(zhǔn)確預(yù)警，為治理提供較為可靠的原因分析，在水華造成嚴(yán)重影響前治理，挽回部分損失；水華爆發(fā)后根據(jù)水華的種類選擇不同的應(yīng)對手段，如藍(lán)藻水華，可能會造成藻毒素超標(biāo)，需要切換飲用水源地。
4、研發(fā)背景
國內(nèi)大部分地區(qū)水體呈現(xiàn)不同程度的富營養(yǎng)化，夏季氣溫升高水華問題隨之而來，生態(tài)環(huán)境部多次出臺加強(qiáng)水華防控工作的指導(dǎo)書。
5、技術(shù)特點(diǎn)
(1)利用太陽能、風(fēng)能發(fā)電，無需額外接入電源；浮船站點(diǎn)采用走入式設(shè)計，后期維護(hù)更加方便快捷；
(2)營養(yǎng)鹽因子監(jiān)測采用國標(biāo)方法；應(yīng)用藻類剖面監(jiān)測技術(shù)，藻類遷徙時測量結(jié)果準(zhǔn)確，垂向分布均勻；
(3)分類溫度補(bǔ)償技術(shù)，監(jiān)測結(jié)果更準(zhǔn)確；
(4)優(yōu)化光譜算法，區(qū)分硅藻和甲藻；
(5) “動靜”結(jié)合的解決方案，布設(shè)無人船監(jiān)測，全面掌握水質(zhì)分布情況。
典型應(yīng)用案例
1、案例名稱
廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站水華預(yù)警系統(tǒng)+地表水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)+在線監(jiān)測系統(tǒng)采購項目
2、案例簡介
該項目通過水華預(yù)警平臺、地表水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，對廣西壯族自治區(qū)十多個市縣的河湖水華進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，最終實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)及河湖生態(tài)平衡的目標(biāo)。在線監(jiān)測系統(tǒng)包括10套浮船式水質(zhì)自動監(jiān)測站、28套小型水質(zhì)自動監(jiān)測站，監(jiān)測水中CODMn、TP、TN、NH3N以及常規(guī)五參數(shù)和藻分類等參數(shù)，項目規(guī)模達(dá)到2518萬元。
3、達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
符合《水污染物排放總量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T91-2002)、《水質(zhì)河流采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ/T52-1999)等標(biāo)準(zhǔn)，通過在線監(jiān)測、預(yù)警預(yù)判，配合污染防治手段，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)到Ⅰ類-Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)要求。
4、業(yè)主單位
廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站
5、投運(yùn)時間
2019年10月
6、主要工藝參數(shù)
水華預(yù)警平臺：
提前預(yù)警水華信息；測算影響藻類生長的重要指標(biāo)控制閾值；評價水體周期內(nèi)的營養(yǎng)狀態(tài);記錄水華真實(shí)發(fā)生和預(yù)測發(fā)生的日期；總結(jié)目標(biāo)水體中不同藻類生長狀況、水華風(fēng)險和水質(zhì)變化情況、給予針對性的本地化水華防控建議。
小型水質(zhì)自動監(jiān)測站：
五參數(shù)儀1臺、高錳酸鹽指數(shù)分析儀1臺、氨氮分析儀1臺、總磷分析儀1臺、總氮分析儀1臺、系統(tǒng)集成1套， 10個月運(yùn)維服務(wù)，戶外一體化站房1個(4.7平方米)、空調(diào)1套、環(huán)境監(jiān)控設(shè)施1套、線纜、數(shù)據(jù)線等。
浮船式水質(zhì)自動監(jiān)測站：
五參數(shù)儀1臺、高錳酸鹽指數(shù)分析儀1臺、氨氮分析儀1臺、總磷分析儀1臺、總氮分析儀1臺、葉綠素a 1臺、藻密度1臺、系統(tǒng)集成1套，一年運(yùn)維服務(wù)，浮船平臺1套、環(huán)境監(jiān)控設(shè)施1套、線纜、數(shù)據(jù)線一批。
7、運(yùn)行情況
目前系統(tǒng)正常運(yùn)行，監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)24小時實(shí)時上傳平臺數(shù)據(jù)庫，有效為污染防治提供科技支撐。項目人員24小時實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù)，第一時間發(fā)布管控指令。
8、設(shè)備現(xiàn)場
9、數(shù)據(jù)保證
截至目前累計各水站均發(fā)送43期周報，10期月報。本項目共發(fā)送38份第三方比對監(jiān)測報告。
10、技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
常規(guī)九參數(shù)水站試劑用量3.3升、廢液量為48升/月(每天6組數(shù)據(jù))，為同類產(chǎn)品的1/10~1/5，極大地降低了運(yùn)維費(fèi)用。岸邊小型站以采用低功耗產(chǎn)品、優(yōu)化產(chǎn)品工作時間、減低系統(tǒng)待機(jī)功耗等方式，在原有33kWh的功耗上降低了13kWh。浮船采用風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電系統(tǒng)，同時結(jié)合浮船的優(yōu)勢，采用循環(huán)水冷空調(diào)和低功耗采配水系統(tǒng)，系統(tǒng)能耗僅為14kWh，全部為風(fēng)光互補(bǔ)供電。
歡迎生態(tài)環(huán)保企事業(yè)單位積極參與生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)和示范工程推廣工作，相關(guān)要求詳見我會“實(shí)用技術(shù)示范工程”欄目。如您對歷年入選《生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)和示范工程名錄》《環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎》、生態(tài)環(huán)境部《國家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄》等更多先進(jìn)技術(shù)成果感興趣，可在我會首頁查詢中心“先進(jìn)技術(shù)案例”欄目查詢。
實(shí)用技術(shù)指在一定時期內(nèi)，同國家生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)的先進(jìn)適用生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)，包括污染防治、碳減排、生態(tài)環(huán)境修復(fù)、資源綜合利用、環(huán)境監(jiān)測及智慧化環(huán)境監(jiān)控管理等領(lǐng)域的技術(shù)、裝備和材料。
示范工程指采用先進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)、裝備、材料或創(chuàng)新服務(wù)模式，具有示范推廣意義的工程，包括污染防治工程、生態(tài)修復(fù)工程、資源綜合利用工程、碳減排及生態(tài)環(huán)境綜合治理工程。
