污泥處理廠焚燒爐煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）的比對監(jiān)測

陳 中

（四川鴻源環(huán)境檢測技術(shù)咨詢有限公司，四川 成都 610000）

引言

污染源自動監(jiān)測設(shè)備比對監(jiān)測是指采用參比（標(biāo)準(zhǔn)）方法與自動監(jiān)測法在企業(yè)正常生產(chǎn)工況下實施同步采樣分析，驗證自動監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性的監(jiān)測行為?！段廴驹醋詣颖O(jiān)控管理辦法》（國家環(huán)境保護(hù)總局令第28號）規(guī)定：自動監(jiān)控設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行比對監(jiān)測，比對監(jiān)測是判斷自動監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和有效性的重要依據(jù)。

污泥焚燒處理工藝流程是一種將城市污泥轉(zhuǎn)化為固態(tài)殘留物和氣體的技術(shù)，通過高溫?zé)峤?、氧化等反?yīng)將污泥轉(zhuǎn)化為其他固體產(chǎn)物，降低污泥的體積和有害物質(zhì)含量，該焚燒爐燃料為天然氣與高脂污泥壓縮物，燃燒排放產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及污泥中的重金屬等大氣污染物，其為重點行業(yè)、重點排污單位，應(yīng)安裝連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)并定期進(jìn)行比對監(jiān)測，保證監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)有效性。

1 焚燒爐連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)

某污泥處理廠的CEMS系統(tǒng)是由北京雪迪龍科技股份有限公司生產(chǎn)的SCS-900FT型，該系統(tǒng)由氣體污染物監(jiān)測單元（二氧化硫分析儀、氮氧化物分析儀、一氧化碳分析儀）、氧含量分析儀、數(shù)據(jù)采集單元與處理單元組成。氣體分析儀采樣探頭安裝于凈化設(shè)施后垂直煙道內(nèi)，CEMS的詳細(xì)參數(shù)見表1。

表1 CEMS信息參數(shù)表

2 比對監(jiān)測方法和內(nèi)容

比對監(jiān)測按照《固定污染源煙氣（SO2、NOX顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ 76-2017）、《污染源自動監(jiān)測設(shè)備比對監(jiān)測技術(shù)規(guī)定（試行）》（總站統(tǒng)子[2010]192號）進(jìn)行，參比方法監(jiān)測孔設(shè)在直管段，距前端變徑8米，距后端變徑5米處，排煙管道直徑1.2米，高度45米，參比采樣孔距離CEMS監(jiān)測斷面1.5米范圍內(nèi)。

比對監(jiān)測的煙氣參數(shù)為二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧含量，監(jiān)測期間生產(chǎn)負(fù)荷正常運行，環(huán)保設(shè)施運行正常。分4個時間段分別為2022年1月、3月、6月、12月，對該排氣筒進(jìn)行參比監(jiān)測。根據(jù)規(guī)定要求，氣態(tài)污染物和氧含量至少獲取6個數(shù)據(jù)（其中儀器法可選取不小于2倍自動監(jiān)測設(shè)備響應(yīng)時間期間的平均值為1個數(shù)據(jù)，化學(xué)法以一個樣品的采樣時間段監(jiān)測值為1個數(shù)據(jù)），取參比法測試的平均值與同時段煙氣CEMS的平均值進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，4次監(jiān)測每個參數(shù)獲取24個數(shù)據(jù)對[1-2]。

參比方法中的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧含量的監(jiān)測方法、方法來源、儀器型號（編號）及檢出限見表2[3-6]。

表2 參比監(jiān)測方法、方法來源、儀器型號（編號）及檢出限

3 結(jié)果與評價

各參比監(jiān)測指標(biāo)驗收參數(shù)評價要求，根據(jù)《污染源自動監(jiān)測設(shè)備比對監(jiān)測技術(shù)規(guī)定（試行）》（總站統(tǒng)子[2010]192號）、《固定污染源煙氣（顆粒物、SO2、NOX）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）確定，各參比監(jiān)測指標(biāo)具體評價要求見表3。

表3 各參數(shù)比對監(jiān)測評價指標(biāo)要求

3.1 二氧化硫

3.1.1 絕對誤差

絕對誤差：

3.1.2 參比方法評估CEMS法的SO2測定結(jié)果

參比方法評估CEMS法的SO2測定結(jié)果見表4。

表4 參比方法評估CEMS法的SO2、NOX測定相對準(zhǔn)確度 單位：mg/m3

該污泥處理廠焚燒爐排氣筒SO2最高濃度低于57 mg/m3，根據(jù)表3采用絕對誤差di進(jìn)行評價，根據(jù)表4表明，參比方法平均值為14.5 mg/m3，絕對誤差為0.75 mg/m3，絕對誤差＜17 mg/m3，符合《固定污染源煙氣（顆粒物、SO2、NOX）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）的要求。因此，該CEMS系統(tǒng)SO2質(zhì)量濃度監(jiān)視器能夠較為準(zhǔn)確地反映出口煙道的實態(tài)SO2質(zhì)量濃度。

3.2 氮氧化物

3.2.1 絕對誤差

絕對誤差：

3.2.2 參比方法評估CEMS法的NOx測定結(jié)果

參比方法評估CEMS法的NOx測定結(jié)果見表4。

該污泥處理廠焚燒爐排氣筒NOx最高濃度為126 mg/m3，根據(jù)表3采用相對誤差Re進(jìn)行評價，根據(jù)表4表明，參比方法平均值為70.8 mg/m3，絕對誤差為-1 mg/m3，相對誤差Re為-1.41%＜±30%，符合《固定污染源煙氣（顆粒物、SO2、NOX）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）的要求。因此，該CEMS系統(tǒng)NOx質(zhì)量濃度監(jiān)視器能夠較為準(zhǔn)確地反映出口煙道的實態(tài)NOx質(zhì)量濃度。

數(shù)據(jù)來源于四川鴻源環(huán)境檢測技術(shù)咨詢有限公司出具的監(jiān)測報告，川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第019-2號、川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第021-2號、川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第024-2號、川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第308-2號。

3.3 一氧化碳

3.3.1 相對準(zhǔn)確度

式中：—參比方法監(jiān)測結(jié)果平均值；

—參比方法與CEMS法數(shù)據(jù)對差平均值；

cc—置信系數(shù)。

式中：tf,0.95—由t表查得，f=n-1；

Sd—參比方法與CEMS測定值數(shù)據(jù)對的差的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

3.3.2 參比方法評估CEMS法的CO測定結(jié)果

參比方法評估CEMS法的CO測定結(jié)果見表5。

表5 參比方法評估CEMS法的CO、氧氣含量測定相對準(zhǔn)確度 單位：mg/m3

數(shù)據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)偏差Sd為0.33，經(jīng)過計算cc為0.17，RA為2.65%＜±15%，符合《固定污染源煙氣（顆粒物、SO2、NOX）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）的要求。因此，該CEMS系統(tǒng)氧氣含量監(jiān)視器能夠較為準(zhǔn)確地反映出口煙道的實態(tài)氧氣含量。

根據(jù)表3確定一氧化碳采用相對準(zhǔn)確度RA進(jìn)行評價，根據(jù)表5表明，參比方法平均值為141.7mg/m3，絕對誤差為3.58 mg/m3，數(shù)據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)偏差Sd為9.52，經(jīng)過計算cc為5.00，RA為6.06%＜±15%，符合《固定污染源煙氣（顆粒物、SO2、NOX）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）的要求。因此，該CEMS系統(tǒng)CO質(zhì)量濃度監(jiān)視器能夠較為準(zhǔn)確地反映出口煙道的實態(tài)CO質(zhì)量濃度。

3.4 氧氣含量

3.4.1 相對準(zhǔn)確度

式中：RM—參比方法監(jiān)測結(jié)果平均值；

—參比方法與CEMS法數(shù)據(jù)對差平均值；

cc—置信系數(shù)。

式中：tf,0.95—由t表查得，f=n-1；

Sd—參比方法與CEMS測定值數(shù)據(jù)對的差的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

3.4.2 參比方法評估CEMS法的氧氣含量測定結(jié)果

參比方法評估CEMS法的氧氣含量測定結(jié)果見表5。

根據(jù)表3確定氧氣含量采用相對準(zhǔn)確度RA進(jìn)行評價，根據(jù)表5表明，參比方法平均值RM為10.18 mg/m3，絕對誤差di為0.1 mg/m3，數(shù)據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)偏差Sd為0.33，經(jīng)過計算cc為0.45，RA為5.4%＜±15%，符合《固定污染源煙氣（顆粒物、SO2、NOX）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75-2017）的要求。

因此，該CEMS系統(tǒng)氧氣含量監(jiān)視器能夠較為準(zhǔn)確地反映出口煙道的實態(tài)氧氣含量。

數(shù)據(jù)來源于四川鴻源環(huán)境檢測技術(shù)咨詢有限公司出具的監(jiān)測報告，川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第019-2號、川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第021-2號、川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第024-2號、川鴻源環(huán)監(jiān)字[2022]第308-2號。