【摘 要】
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近年来,原位热脱附技术在有机污染场地修复中得到了快速发展和应用。在使用原位热脱附技术修复污染土壤的过程中,现场气象数据可以为二次污染防治、设备运行和工艺指标控制提供有力的数据支撑,提高污染土壤修复的质量和效率。目前,传统的气象监测装置无法满足环保部门对原位热脱附现场气象监测及管理的新要求,无法精确监测和控制原位热脱附现场施工作业。因此,本文设计并研制了一种应用于原位热脱附现场的气象监测装置。首先,
【基金项目】
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黑龙江大学工程硕士实践基地-中科鼎实环境工程有限公司的校企合作项目
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近年来,原位热脱附技术在有机污染场地修复中得到了快速发展和应用。在使用原位热脱附技术修复污染土壤的过程中,现场气象数据可以为二次污染防治、设备运行和工艺指标控制提供有力的数据支撑,提高污染土壤修复的质量和效率。目前,传统的气象监测装置无法满足环保部门对原位热脱附现场气象监测及管理的新要求,无法精确监测和控制原位热脱附现场施工作业。因此,本文设计并研制了一种应用于原位热脱附现场的气象监测装置。首先,装置采用STM32作为核心处理器完成对硬件模块的控制与监测数据的处理,分别设计了数字滤波算法和以SX1278为频射芯片的远距离无线电(LoRa)通信电路,实现对原位热脱附现场六类气象要素的实时采集和上传,提高了数据监测精度和装置通信的稳定性;其次,基于组态王设计了上位机监控界面,实现了对现场气象数据的监视和历史气象数据的查询、下载等功能,方便对现场气象数据的监视;最后,针对现场环境湿度的变化对原位热脱附工艺流程和二次污染防治工作的影响,本文提出基于改进循环神经网络(RNN)建立湿度预测模型,在解决传统RNN无法长期记忆的同时根据实验过程中出现的问题对模型的参数进行优化,并借助OPC(OLE for Process Control)技术完成组态王监控界面对预测模型的调用,实现对原位热脱附现场环境湿度的区域精细化预测。通过对气象监测装置的测试表明,装置对温度、湿度、风速、风向和总挥发性有机化合物(TOVC)浓度监测的最大误差分别为0.3℃、2%、0.3m/s、3°和0.2mg/m3,对PM10浓度监测的最大相对误差为5%,装置满载功耗为1.52W。装置的精度、功耗和稳定性都达到了设计要求。
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