摘要：厌氧消化罐顶、出泥口、溢流井是沼气集聚“雷区”，甲烷5%VOL即达爆炸下限，硫化氢10 ppm就能致命，缺氧则让施救者连环倒地。传统单点、单参数仪表布线乱、响应慢、数据孤岛，无法对接新国标《GB 55012-2021》提出的“密闭空间连续监测+预警联动”要求。

污泥消化罐安全“嗅”卫士：三气检测仪实时守护CH₄-H2S-O2

一、项目痛点

厌氧消化罐顶、出泥口、溢流井是沼气集聚“雷区”，甲烷5%VOL即达爆炸下限，硫化氢10 ppm就能致命，缺氧则让施救者连环倒地。传统单点、单参数仪表布线乱、响应慢、数据孤岛，无法对接新国标《GB 55012-2021》提出的“密闭空间连续监测+预警联动”要求。

二、检测原理（系统大纲）

1. CH₄：红外NDIR双波长，0-100%LEL，无氧依赖，寿命>5年，抗硅中毒。

2. H₂S：三电极电化学，0-100 ppm，分辨率0.1 ppm，交叉干扰补偿算法屏蔽CH₄、CO影响。

3. O₂：顺磁式，0-25%VOL，零点无漂移，-20 ℃低温仍能维持±0.1%精度。

三参数均通过温度-湿度四维补偿模型，每2 s刷新，10 s内完成T90响应。

三、产品特点

① 三气一体：单探头同时输出CH₄、H₂S、O₂，减少罐顶开孔70%，降低泄漏风险。

② 本安防爆：Ex db IIC T6 Gb，IP66，-40~+70 ℃，酸碱腐蚀环境质保3年。

③ 智能校准：磁棒一键启停，3 min完成三点自校，无需开盖拆线。

④ 数字孪生：4G Cat-1+LoRa双链路，断网本地缓存30 d，上电续传。

⑤ 长续航：低功耗

四、系统功能

1. 实时监控：PC端、手机小程序同步显示三气曲线，超标自动弹窗+短信。

2. 预警分级：

① 一级 声光警示（现场黄灯+85 dB蜂鸣）

② 二级 联动风机（无源触点启动防爆轴流风机）

③ 三级 切断进料阀（DO信号接入PLC）

3. 数据报表：自动生成“周/月/年”三气浓度分布图，一键导出PDF，助力环保台账。

4. 远程OTA：程序升级无需下罐，平均5 min完成版本迭代。

五、解决方案（选点+安装）

① 罐顶气相：距呼吸阀0.5 m、45°夹角，避开蒸汽直吹，安装1台BSA-3QD主机。

② 循环泵出口：液体带气，采用泵吸式采样，内置气水分离+PTFE滤芯，防止探头进水。

③ 污泥料仓：易形成死角，延伸探杆1 m至仓中心，配316L不锈钢护套防磨。

④ 控制室：壁挂10.1″触控屏，RJ45接入现有DCS，Modbus-TCP协议即插即用。

安装注意：

- 开孔后做环氧密封，确保罐体承压不变；

- 线缆穿管采用G¾防爆格兰头，铠装层单端接地；

- 首次上电需静置12 h，待传感器极化完成再标定；

- 每月远程比对一次，每季度用40 ppm H₂S、2.5%VOL CH₄、20.9%VOL O₂标准气现场校核。

六、执行标准

GB 55012-2021 生活垃圾处理处置工程项目规范

GB/T 50493-2019 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准

HJ 212-2017 污染源在线监测数据传输协议

JJG 693-2021 可燃气体检测报警器检定规程

JJG 695-2019 硫化氢气体检测仪检定规程

七、产品参数（非表格式）

检测气体：甲烷0-100%LEL，硫化氢0-100 ppm，氧气0-25%VOL

示值误差：±2%FS

重复性：

响应时间：T90≤10 s（CH₄）、≤15 s（H₂S）、≤10 s（O₂）

输出信号：4-20 mA、RS485、LoRa、4G

报警方式：三级 programmable，本地声光+远程短信/微信

工作电源：DC 12-36 V，反接保护

功耗：≤0.8 W

外壳：压铸铝+粉末涂层，重2.1 kg，M63×1.5接口

防爆等级：Ex db IIC T6 Gb

防护等级：IP66

工作温湿度：-40~+70 ℃，10-95%RH（无凝露）

传感器寿命：红外>5年，电化学>2年，顺磁>3年

质保期：整机3年，传感器免费更换一次

外形尺寸：190×160×110 mm

八、效益展望

项目投运后，预计：

- 硫化氢外排浓度下降90%，厂界臭气投诉归零；

- 甲烷回收率提升3%，年增沼气发电量≈18 MWh；

- 人工巡检频次由每日2次降至每周1次，年节省费用约8万元；

- 数据接入市级平台，为后续碳交易提供直接计量依据。

九、结语

本方案以“精准传感+云端预警+联动控制”为核心，让污泥厌氧消化罐的“隐形杀手”无处遁形，为污水处理厂打造零爆炸、零中毒、零臭气的安全标杆，助力绿色低碳转型。

来源：三卫遥测