水質(zhì)在線分析儀器的應(yīng)用簡介

  在線水質(zhì)分析儀器作為獲取水質(zhì)信息的源頭技術(shù)，凡是人類活動用到水的領(lǐng)域，諸如水環(huán)境監(jiān)測、飲用水處理與安全保障、工業(yè)水處理的過程控制、污水處理等等，都是在線水質(zhì)分析儀器的應(yīng)用范圍。

  按照應(yīng)用目的的不同，在線水質(zhì)分析儀器可以分為監(jiān)測型和過程型在線分析儀器兩類產(chǎn)品。

  監(jiān)測型分析儀器主要用于單純的水質(zhì)監(jiān)測，獲取水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，以判斷水質(zhì)是否達到法規(guī)的要求，以及環(huán)境水質(zhì)(地表水、地下水、海水等)和飲用水水質(zhì)安全的預(yù)警性監(jiān)測，不參與水處理工藝過程控制。要求監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)主要是環(huán)保法規(guī)或者水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主要污染物指標(biāo)，對應(yīng)用技術(shù)的需求主要是水樣預(yù)處理技術(shù)以及儀器系統(tǒng)集成技術(shù)等。

  在中國，典型的監(jiān)測型在線水質(zhì)分析儀器應(yīng)用有：

  一、工業(yè)企業(yè)廢水污染源及市政污水處理廠排放自動監(jiān)測，主要監(jiān)測參數(shù)有: COD、氨氮、Ph值、總磷、總氮、重金屬(鎳、六價鉻、總汞、鉛、鎘、銅、氟離子等)。這些水質(zhì)分析儀器為企業(yè)實現(xiàn)污染物排放自行監(jiān)測，防止和及時發(fā)現(xiàn)可能的廢水超標(biāo)排放，申報環(huán)境保護稅，以及環(huán)保監(jiān)察部門實時了解企業(yè)水污染物排放情況提供了依據(jù)。

  二、地表水水質(zhì)自動監(jiān)測：江河湖庫重要斷面以及水源地的水質(zhì)自動監(jiān)測，江河水的主要監(jiān)測參數(shù)有：常規(guī)5參數(shù)(溶解氧、水溫、電導(dǎo)率、濁度、Ph值)、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、總磷、總氮等;湖泊和水庫一般會增加葉綠素a及藍綠藻指標(biāo);水源地涉及到飲用水的安全問題，會要求增加生物毒性、大腸桿菌等水質(zhì)指標(biāo)以及氟離子等具有行業(yè)性/地域性特征水質(zhì)污染指標(biāo)的在線監(jiān)測。大量地表水在線水質(zhì)分析儀器的安裝和應(yīng)用，為全面了解國內(nèi)環(huán)境水質(zhì)狀況，對可能的水質(zhì)惡化和突發(fā)性水質(zhì)污染提供預(yù)警，以及為水環(huán)境和水資源管理部門生態(tài)調(diào)水及合理使用水資源提供數(shù)據(jù)支持。

  三、飲用水管網(wǎng)及二次供水水質(zhì)自動監(jiān)測，主要參數(shù)有濁度、余氯、Ph值、電導(dǎo)率、溫度、色度等。飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測，一方面對可能發(fā)生的水質(zhì)超標(biāo)事件進行預(yù)警，防止不合格的自來水進入居民家庭;另外，大量管網(wǎng)的水質(zhì)數(shù)據(jù)，也可支持自來水廠優(yōu)化水處理工藝以及管網(wǎng)輸水調(diào)度決策。

  四、海水監(jiān)測，常規(guī)的指標(biāo)是溫度、鹽度、深度(簡稱溫鹽深，英文縮寫CTD)，另外還會根據(jù)需要增加溶解氧、葉綠素a、濁度以及硝氮、有色可溶性有機物(CDOM)等綜合反應(yīng)海水質(zhì)量狀況的水質(zhì)指標(biāo)。

  過程型分析儀器，顧名思義，主要用于水處理工藝過程監(jiān)測與控制,所測量的水質(zhì)參數(shù)會參與過程控制，以優(yōu)化水處理工藝、提升水處理效率, 在保證末端水質(zhì)達標(biāo)的前提下,實現(xiàn)水處理過程節(jié)能降耗的目的。過程型分析儀器更多要求原位、實時,連續(xù)監(jiān)測,對儀器的測量速度與響應(yīng)時間要求較高。

  過程型在線水質(zhì)分析儀器，被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、核電廠、石油化工企業(yè)、大型冶金企業(yè)、造紙企業(yè)等為代表傳統(tǒng)流程工業(yè)以及半導(dǎo)體廠、生物制藥廠等新興工業(yè)企業(yè)中，為工業(yè)水處理過程控制以及鍋爐水、蒸汽、電子級超純水等各類生產(chǎn)用水的品質(zhì)檢測提供了實時可靠的水質(zhì)數(shù)據(jù)和水處理過程控制依據(jù)。

  以石油化工行業(yè)為例，作為傳統(tǒng)的流程工業(yè)，石油化工廠有著用水量大、不同用水工藝水質(zhì)差異顯著、涉及生產(chǎn)裝置多的特點，其水處理流程幾乎涵蓋了從原水、軟化水、高純水、蒸汽到廢水處理及回用的所有類型的水質(zhì)特點、水處理技術(shù)和工藝，有著最全面和最具有代表性的水質(zhì)在線分析儀器應(yīng)用場景。

  目前石化企業(yè)中常用的在線水質(zhì)分析儀器，根據(jù)不同工藝要求及不同用水點來分，主要有：

  一.新鮮水凈化處理：濁度分析儀、pH分析儀、余氯分析儀

  二.軟化水及脫鹽水處理：硬度分析儀、電導(dǎo)率分析儀、pH分析儀、二氧化硅(SiO2)分析儀、鈉離子分析儀、SDI(污染指數(shù))等

  三.鍋爐水及蒸汽質(zhì)量監(jiān)測：二氧化硅(SiO2)分析儀、鈉離子分析儀、微量溶解氧分析儀、磷酸根分析儀、電導(dǎo)率分析儀、pH分析儀、

  四.循環(huán)冷卻水：總磷/磷酸鹽分析儀、pH分析儀、濁度分析儀、電導(dǎo)分析儀、余氯分析儀、總有機碳(TOC)分析儀、在線熒光示蹤監(jiān)測儀、水中油分析儀等

  五.凝結(jié)水回用：總有機碳(TOC)分析儀、電導(dǎo)率分析儀等

  六.工業(yè)廢水處理及回用：溶解氧分析儀、pH/ORP分析儀、懸浮物分析儀、COD分析儀、氨氮分析儀、水中油分析儀等

  七.廠區(qū)雨水監(jiān)測及排放管理：總有機碳(TOC)分析儀、懸浮物(SS)分析儀、水中油分析儀、水面油膜監(jiān)測儀等;如果儀器實時監(jiān)測到雨水的水質(zhì)指標(biāo)超過排放標(biāo)準(zhǔn)或者有油品泄漏，就會自動關(guān)閉雨水排放口，將超標(biāo)雨水排入廢水處理單元或者事故池儲存，以免造成對環(huán)境水體的污染，或者對廢水處理單元的沖擊。

  在半導(dǎo)體廠、生物制藥廠這類對水質(zhì)有著極高要求的高技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)中，高精度的二氧化硅(SiO2)分析儀(檢出限可達0.1μg/L)、總有機碳分析儀、水中顆粒物分析儀(可測粒徑0.05μm)、高精度微量溶解氧分析儀等高性能在線水質(zhì)分析儀器以及各種結(jié)構(gòu)和性能的氟離子分析儀(半導(dǎo)體廠)、微生物分析儀(生物制藥廠)都已經(jīng)有了越來越多的應(yīng)用。

  另外，在自來水廠，各種量程的在線濁度分析儀、余氯/總氯分析儀、pH分析儀、堿度分析儀、游動電流分析儀等都有著廣泛的應(yīng)用，參與水廠的自動加藥、加氯等工藝的過程控制，這些在線水質(zhì)分析儀器的應(yīng)用，極大的提高了自來水的自動化運行水平，保證了自來水出廠水質(zhì)的安全可靠。

  在市政污水處理廠，溶解氧分析儀、污泥濃度分析儀、pH/ORP(氧化還原電位)分析儀、硝氮分析儀、氨氮分析儀為代表的在線水質(zhì)分析儀器在過去數(shù)十年間也已經(jīng)獲得了大量的成功應(yīng)用，為污水廠的穩(wěn)定運行、節(jié)能降耗和達標(biāo)排放提供了可靠的支持。由于用于水處理過程控制，儀器安裝的數(shù)量較大，這類分析儀器通常以安裝維護方便、單價較低的水質(zhì)傳感器形式出現(xiàn)。

  對于不同類型的在線水質(zhì)分析儀器，技術(shù)要求也是不同的，一般而言，監(jiān)測型分析儀器對測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求較高，數(shù)據(jù)可以作為有關(guān)部門進行執(zhí)法管理的依據(jù)，對檢測原理和方法的限制較多,要求是成熟的分析技術(shù);而過程型分析儀器對儀器的可靠性和穩(wěn)定性要求較高，要求儀器能夠及時可靠地反應(yīng)水質(zhì)變化的趨勢，以便為水處理過程控制提供依據(jù)。對儀器的響應(yīng)時間要求較高，對儀器的檢測方法和原理限制少,允許更多創(chuàng)新型的新原理、新方法的在線分析儀器應(yīng)用。