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蘭江水
生態環境保護實用技術和示范工程是我會面向所有環保企事業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年生態環境保護實用技術和示范工程名錄》(詳見關于發布《2022年生態環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。
生態環境保護實用技術
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
浙江省環保產業協會
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由水華預警平臺、在線監測系統、應急監測系統組成。其中水華預警平臺的工作原理是利用近1個月的歷史數據帶入到大數據模型，綜合各類數據的情況，對未來一周營養物質的濃度、藻密度等數據進行預測，根據設置閾值對水華情況進行預警。在線監測系統包含CODMn、TP、TN、NH3N、常規五參數和藻分類，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，實現藻分類；應急監測系統由浮船搭載藻分類、五參數等秒級出數儀表進行大范圍的巡視。
2、工藝路線
該系統包含平臺端、數據傳輸端和數據端，平臺端由水華預警平臺組成，數據傳輸端包含移動網絡及其設備，數據端由搭載監測儀器的浮船、無人船等組成。首先數據端對被監測區域的營養鹽指標(CODMn、TP、TN、NH3N)和五參數指標進行實時監測，活體熒光藻分類設備根據深度做出藻分類的剖面數據，數據通過數據傳輸端實時上傳到平臺端，平臺根據數據進行分析和預測，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，針對重點區域，使用無人船擴大測量范圍，豐富測量數據，使結果更加準確。
3、應用效果
基于藻分類的水華預警監測系統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、藻分類數據；(3)準確識別將要爆發水華的類型；(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、研發背景
國內大部分地區水體呈現不同程度的富營養化，夏季氣溫升高水華問題隨之而來，生態環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)營養鹽因子監測采用國標方法；應用藻類剖面監測技術，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，監測結果更準確；
(4)優化光譜算法，區分硅藻和甲藻；
(5) “動靜”結合的解決方案，布設無人船監測，全面掌握水質分布情況。
典型應用案例
1、案例名稱
廣西壯族自治區生態環境監測中心站水華預警系統+地表水環境監測網絡+在線監測系統采購項目
2、案例簡介
該項目通過水華預警平臺、地表水環境監測網絡、在線監測系統的建設，對廣西壯族自治區十多個市縣的河湖水華進行監測和預警，最終實現水環境質量達標及河湖生態平衡的目標。在線監測系統包括10套浮船式水質自動監測站、28套小型水質自動監測站，監測水中CODMn、TP、TN、NH3N以及常規五參數和藻分類等參數，項目規模達到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測技術規范》、《地表水和污水監測技術規范》(HJ/T91-2002)、《水質河流采樣技術指導》(HJ/T52-1999)等標準，通過在線監測、預警預判，配合污染防治手段，實現水質達到Ⅰ類-Ⅱ類水標準要求。
4、業主單位
廣西壯族自治區生態環境監測中心站
5、投運時間
2019年10月
6、主要工藝參數
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狀態;記錄水華真實發生和預測發生的日期；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。
小型水質自動監測站：
五參數儀1臺、高錳酸鹽指數分析儀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、環境監控設施1套、線纜、數據線等。
浮船式水質自動監測站：
五參數儀1臺、高錳酸鹽指數分析儀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、系統集成1套，一年運維服務，浮船平臺1套、環境監控設施1套、線纜、數據線一批。
7、運行情況
目前系統正常運行，監測設備數據24小時實時上傳平臺數據庫，有效為污染防治提供科技支撐。項目人員24小時實時監控數據，第一時間發布管控指令。
8、設備現場
9、數據保證
截至目前累計各水站均發送43期周報，10期月報。本項目共發送38份第三方比對監測報告。
10、技術應用產生的碳減排效果
常規九參數水站試劑用量3.3升、廢液量為48升/月(每天6組數據)，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、優化產品工作時間、減低系統待機功耗等方式，在原有33kWh的功耗上降低了13kWh。浮船采用風光互補的發電系統，同時結合浮船的優勢，采用循環水冷空調和低功耗采配水系統，系統能耗僅為14kWh，全部為風光互補供電。
歡迎生態環保企事業單位積極參與生態環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《生態環境保護實用技術和示范工程名錄》《環境技術進步獎》、生態環境部《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，同國家生態環境保護需求和經濟發展水平相適應的先進適用生態環境保護技術，包括污染防治、碳減排、生態環境修復、資源綜合利用、環境監測及智慧化環境監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環境保護技術、裝備、材料或創新服務模式，具有示范推廣意義的工程，包括污染防治工程、生態修復工程、資源綜合利用工程、碳減排及生態環境綜合治理工程。
