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生態(tài)環(huán)境保護實用技術和示范工程是我會面向所有環(huán)保企事業(yè)單位的免費年度技術推廣服務，從1991年至今，我們已累計推廣先進技術和工程4200多項。為便于相關方使用《2022年生態(tài)環(huán)境保護實用技術和示范工程名錄》(詳見關于發(fā)布《2022年生態(tài)環(huán)境保護實用技術和示范工程名錄》的公告)，我會編制了入選技術和工程的簡介，陸續(xù)在我會官微和公布。簡介內容均由入選項目的申報單位提供。
生態(tài)環(huán)境保護實用技術
2022-46
技術名稱
聚光科技——基于活體熒光藻分類的水華預警技術
推薦單位
浙江省環(huán)保產業(yè)協(xié)會
申報單位
聚光科技(杭州)股份有限公司
適用范圍
應用于河流、湖泊的水質監(jiān)測。
技術簡介
1、技術原理
基于活體熒光藻分類的水華預警系統(tǒng)由水華預警平臺、在線監(jiān)測系統(tǒng)、應急監(jiān)測系統(tǒng)組成。其中水華預警平臺的工作原理是利用近1個月的歷史數(shù)據帶入到大數(shù)據模型，綜合各類數(shù)據的情況，對未來一周營養(yǎng)物質的濃度、藻密度等數(shù)據進行預測，根據設置閾值對水華情況進行預警。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，實現(xiàn)藻分類；應急監(jiān)測系統(tǒng)由浮船搭載藻分類、五參數(shù)等秒級出數(shù)儀表進行大范圍的巡視。
2、工藝路線
該系統(tǒng)包含平臺端、數(shù)據傳輸端和數(shù)據端，平臺端由水華預警平臺組成，數(shù)據傳輸端包含移動網絡及其設備，數(shù)據端由搭載監(jiān)測儀器的浮船、無人船等組成。首先數(shù)據端對被監(jiān)測區(qū)域的營養(yǎng)鹽指標(CODMn、TP、TN、NH3N)和五參數(shù)指標進行實時監(jiān)測，活體熒光藻分類設備根據深度做出藻分類的剖面數(shù)據，數(shù)據通過數(shù)據傳輸端實時上傳到平臺端，平臺根據數(shù)據進行分析和預測，給出水質達標情況，水華風險評估以及水華日歷，當出現(xiàn)水華風險的情況能夠生成事件，給出水華治理建議，如：藻類打撈。在應急響應時，針對重點區(qū)域，使用無人船擴大測量范圍，豐富測量數(shù)據，使結果更加準確。
3、應用效果
基于藻分類的水華預警監(jiān)測系統(tǒng)主要解決了客戶四大問題：(1)水華前期的準確預警預報；(2)綜合分析CODMn、TP、TN、NH3N、溶解氧、濁度、pH、電導率、溫度、藻分類數(shù)據；(3)準確識別將要爆發(fā)水華的類型；(4)水質達標管控。
水華的準確預警，為治理提供較為可靠的原因分析，在水華造成嚴重影響前治理，挽回部分損失；水華爆發(fā)后根據水華的種類選擇不同的應對手段，如藍藻水華，可能會造成藻毒素超標，需要切換飲用水源地。
4、研發(fā)背景
國內大部分地區(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)境部多次出臺加強水華防控工作的指導書。
5、技術特點
(1)利用太陽能、風能發(fā)電，無需額外接入電源；浮船站點采用走入式設計，后期維護更加方便快捷；
(2)營養(yǎng)鹽因子監(jiān)測采用國標方法；應用藻類剖面監(jiān)測技術，藻類遷徙時測量結果準確，垂向分布均勻；
(3)分類溫度補償技術，監(jiān)測結果更準確；
(4)優(yōu)化光譜算法，區(qū)分硅藻和甲藻；
(5) “動靜”結合的解決方案，布設無人船監(jiān)測，全面掌握水質分布情況。
典型應用案例
1、案例名稱
廣西壯族自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站水華預警系統(tǒng)+地表水環(huán)境監(jiān)測網絡+在線監(jiān)測系統(tǒng)采購項目
2、案例簡介
該項目通過水華預警平臺、地表水環(huán)境監(jiān)測網絡、在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設，對廣西壯族自治區(qū)十多個市縣的河湖水華進行監(jiān)測和預警，最終實現(xiàn)水環(huán)境質量達標及河湖生態(tài)平衡的目標。在線監(jiān)測系統(tǒng)包括10套浮船式水質自動監(jiān)測站、28套小型水質自動監(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)模達到2518萬元。
3、達到的標準或性能要求
符合《水污染物排放總量監(jiān)測技術規(guī)范》、《地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ/T91-2002)、《水質河流采樣技術指導》(HJ/T52-1999)等標準，通過在線監(jiān)測、預警預判，配合污染防治手段，實現(xiàn)水質達到Ⅰ類-Ⅱ類水標準要求。
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、投運時間
2019年10月
6、主要工藝參數(shù)
水華預警平臺：
提前預警水華信息；測算影響藻類生長的重要指標控制閾值；評價水體周期內的營養(yǎng)狀態(tài);記錄水華真實發(fā)生和預測發(fā)生的日期；總結目標水體中不同藻類生長狀況、水華風險和水質變化情況、給予針對性的本地化水華防控建議。
小型水質自動監(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個月運維服務，戶外一體化站房1個(4.7平方米)、空調1套、環(huán)境監(jiān)控設施1套、線纜、數(shù)據線等。
浮船式水質自動監(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，一年運維服務，浮船平臺1套、環(huán)境監(jiān)控設施1套、線纜、數(shù)據線一批。
7、運行情況
目前系統(tǒng)正常運行，監(jiān)測設備數(shù)據24小時實時上傳平臺數(shù)據庫，有效為污染防治提供科技支撐。項目人員24小時實時監(jiān)控數(shù)據，第一時間發(fā)布管控指令。
8、設備現(xiàn)場
9、數(shù)據保證
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、技術應用產生的碳減排效果
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)，為同類產品的1/10~1/5，極大地降低了運維費用。岸邊小型站以采用低功耗產品、優(yōu)化產品工作時間、減低系統(tǒng)待機功耗等方式，在原有33kWh的功耗上降低了13kWh。浮船采用風光互補的發(fā)電系統(tǒng)，同時結合浮船的優(yōu)勢，采用循環(huán)水冷空調和低功耗采配水系統(tǒng)，系統(tǒng)能耗僅為14kWh，全部為風光互補供電。
歡迎生態(tài)環(huán)保企事業(yè)單位積極參與生態(tài)環(huán)境保護實用技術和示范工程推廣工作，相關要求詳見我會“實用技術示范工程”欄目。如您對歷年入選《生態(tài)環(huán)境保護實用技術和示范工程名錄》《環(huán)境技術進步獎》、生態(tài)環(huán)境部《國家先進污染防治技術目錄》等更多先進技術成果感興趣，可在我會首頁查詢中心“先進技術案例”欄目查詢。
實用技術指在一定時期內，同國家生態(tài)環(huán)境保護需求和經濟發(fā)展水平相適應的先進適用生態(tài)環(huán)境保護技術，包括污染防治、碳減排、生態(tài)環(huán)境修復、資源綜合利用、環(huán)境監(jiān)測及智慧化環(huán)境監(jiān)控管理等領域的技術、裝備和材料。
示范工程指采用先進生態(tài)環(huán)境保護技術、裝備、材料或創(chuàng)新服務模式，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。
