ZASTOSOWANIE MATRYCY PÓŁPRZEWODNIKOWYCH CZUJNIKÓW GAZU DO CIĄGŁEGO MONITORINGU POPRAWNOŚCI PROCESU OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW
Łukasz Guz
l.guz@pollub.plPolitechnika Lubelska, Zakład Jakości Powietrza Zewnętrznego i Wewnętrznego (Polska)
Abstrakt
Urządzenia z matrycą złożoną z różnych czujników gazu, nazywane również elektronicznym nosem, umożliwiają wyznaczenie dla badanego gazu unikalnego wzoru sygnałów (ang. gas fingerprint). W ściśle określonych warunkach można go skorelować z wieloma parametrami fizykochemicznymi badanych próbek gazowych, jak również cieczy z fazą nadpowierzchniową. Matrycę złożoną z ośmiu półprzewodnikowych rezystancyjnych czujników gazu typu MOS wykorzystano do kontroli poprawności procesu oczyszczania ścieków, prowadzonego w półautomatycznym laboratoryjnym reaktorze SBR. Próbki powietrza pobierane były nad zwierciadłem ścieków z zamkniętej komory reaktora a następnie pozbawiane wilgoci za pomocą osuszacza z rurką nafionową. Do analizy wielowymiarowych wyników pomiarów zastosowano sztuczne sieci neuronowe (SSN), klasyfikujące stany procesu. Wyniki badań wykazały wysoką przydatność matrycy czujników MOS oraz SSN do ciągłej kontroli poprawności prowadzonego procesu. W przypadku podłączenia urządzenia do sieci komputerowej możliwy jest wgląd w stan procesu z dowolnego miejsca.
Słowa kluczowe:
ścieki, elektroniczny nos, matryca czujników, sztuczne sieci neuronoweBibliografia
Arshak K., Moore E., Lyons G. M., J. Harris, Clifford S.: A review of gas sensors employed in electronic nose applications. Sensor Review 24(2)/2004, 181–198, [DOI: 10.1108/02602280410525977].
Google Scholar
Bourgeois W., Burgess J.E., Stuetz R.M.: On-line monitoring of wastewater quality: a review, Journal of Chemical Technology and Biotechnology 76, 2001, 337–348, [DOI: 10.1002/jctb.393].
Google Scholar
Bourgeois W., Gardey G., Servieres M., Stuetz R. M.: A chemical sensor array based system for protecting wastewater treatment plants, Sensors and Actuators B 91 (1-3), 2003, 109–116, [DOI: 10.1016/S0925-4005(03)00074-1].
Google Scholar
Bourgeois W., Stuetz R. M.: Use of a chemical sensor array for detecting pollutants in domestic wastewater. Water Research 36(18)/2002, 4505–4512, [DOI: 10.1016/S0043-1354(02)00183-5].
Google Scholar
Capelli L., Sironi S., Centola P., Rosso R. D., Grande M. I.: Electronic noses for the continuous monitoring of odours from a wastewater treatment plant at specific receptors: Focus on training methods. Sensors and Actuators B 131(3)/2008, 53–62, [DOI: 10.1016/j.snb.2007.12.004].
Google Scholar
Dewettinck T., Hege K. V., Verstraete W.: The electronic nose as a rapid sensor for volatile compounds in treated domestic wastewater. Water Research 35(10)/2001, 2475–2483, [DOI: 10.1016/S0043-1354(00)00530-3].
Google Scholar
El-Din G.A., Smith D.W.: A neural network model to predict the wastewater inflow incorporating rainfall events. Water Research 36(5)/2002, 1115–1126, [DOI: 10.1016/S0043-1354(01)00287-1].
Google Scholar
Guz Ł., Sobczuk H., Suchorab Z.: Pomiar odorów za pomocą przenośnego miernika z matrycą półprzewodnikowych czujników gazu, Przemysł Chemiczny 89 (4), 2010, 378–381.
Google Scholar
Hecht-Nielsen R. H.: Kolmogorov’s mapping neural network existence theorem, Proceedings of the IEEE First International Conference on Neural Networks, San Diego, 1987, 11–13.
Google Scholar
Micone P. G., Guy C.: Odour quantification by a sensor array: An application to landfill gas odours from two different municipal waste treatment works. Sensors and Actuators B 120(2)/2007, 628–637, [DOI: 10.1016/j.snb.2006.03.026].
Google Scholar
Nake A., Dubreuil B., Raynaud C., Talou T.: Outdoor in situ monitoring of volatile emissions from wastewater treatment plants with two portable technologies of electronic noses. Sensors and Actuators B 106(1)/2005, 36–39, [DOI: 10.1016/j.snb.2004.05.034].
Google Scholar
Onkal-Engin G., Demir I., Engin S. N.: Determination of the relationship between sewage odour and BOD by neural networks. Environmental Modelling & Software 20(7)/2005, 843–850, [DOI:10.1016/j.envsoft.2004.04.012].
Google Scholar
Sironi S., Capelli L., Centola P., Del Rosso R., Grande M. I.: Continuous monitoring of odours from a composting plant using electronic noses. Waste Management 27/2007, 389–397, [DOI: 10.1016/j.wasman.2006.01.029].
Google Scholar
Sohn J. H., Dunlop M., Hudson N., Kim T. I., Yoo Y. H.: Non-specific conducting polymer-based array capable of monitoring odour emissions from a biofiltration system in a piggery building. Sensors and Actuators B 135(2)/2009, 455–464, [DOI: 10.1016/j.snb.2008.10.007].
Google Scholar
Stuetz R. M., Fenner R. A., Engin G.: Characterisation of wastewater using an electronic nose. Water Research 33(2)/1999, 442–452, [DOI: 10.1016/S0043-1354(98)00245-0].
Google Scholar
Figaro USA INC., General information for TGS sensors, www.figarosensor.com, 2005.
Google Scholar
Autorzy
Łukasz Guzl.guz@pollub.pl
Politechnika Lubelska, Zakład Jakości Powietrza Zewnętrznego i Wewnętrznego Polska
Statystyki
Abstract views: 143PDF downloads: 54
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.