在線(xiàn)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(lèi)活動(dòng)用到水的領(lǐng)域,諸如水環(huán)境監測、飲用水處理與安全保障、工業(yè)水處理的過(guò)程控制、污水處理等等,都是在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的應用范圍。
按照應用目的的不同,在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器可以分為監測型和過(guò)程型在線(xiàn)分析儀器兩類(lèi)產(chǎn)品。
監測型分析儀器主要用于單純的水質(zhì)監測,獲取水質(zhì)參數數據,以判斷水質(zhì)是否達到法規的要求,以及環(huán)境水質(zhì)(地表水、地下水、海水等)和飲用水水質(zhì)安全的預警性監測,不參與水處理工藝過(guò)程控制。要求監測的水質(zhì)參數主要是環(huán)保法規或者水質(zhì)標準規定的主要污染物指標,對應用技術(shù)的需求主要是水樣預處理技術(shù)以及儀器系統集成技術(shù)等。
在中國,典型的監測型在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器應用有:
一、工業(yè)企業(yè)廢水污染源及市政污水處理廠(chǎng)排放自動(dòng)監測,主要監測參數有: COD、氨氮、Ph值、總磷、總氮、重金屬(鎳、六價(jià)鉻、總汞、鉛、鎘、銅、氟離子等)。這些水質(zhì)分析儀器為企業(yè)實(shí)現污染物排放自行監測,防止和及時(shí)發(fā)現可能的廢水超標排放,申報環(huán)境保護稅,以及環(huán)保監察部門(mén)實(shí)時(shí)了解企業(yè)水污染物排放情況提供了依據。
二、地表水水質(zhì)自動(dòng)監測:江河湖庫重要斷面以及水源地的水質(zhì)自動(dòng)監測,江河水的主要監測參數有:常規5參數(溶解氧、水溫、電導率、濁度、Ph值)、氨氮、高錳酸鹽指數(CODMn)、總磷、總氮等;湖泊和水庫一般會(huì )增加葉綠素a及藍綠藻指標;水源地涉及到飲用水的安全問(wèn)題,會(huì )要求增加生物毒性、大腸桿菌等水質(zhì)指標以及氟離子等具有行業(yè)性/地域性特征水質(zhì)污染指標的在線(xiàn)監測。大量地表水在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的安裝和應用,為全面了解國內環(huán)境水質(zhì)狀況,對可能的水質(zhì)惡化和突發(fā)性水質(zhì)污染提供預警,以及為水環(huán)境和水資源管理部門(mén)生態(tài)調水及合理使用水資源提供數據支持。
三、飲用水管網(wǎng)及二次供水水質(zhì)自動(dòng)監測,主要參數有濁度、余氯、Ph值、電導率、溫度、色度等。飲用水水質(zhì)在線(xiàn)監測,一方面對可能發(fā)生的水質(zhì)超標事件進(jìn)行預警,防止不合格的自來(lái)水進(jìn)入居民家庭;另外,大量管網(wǎng)的水質(zhì)數據,也可支持自來(lái)水廠(chǎng)優(yōu)化水處理工藝以及管網(wǎng)輸水調度決策。
四、海水監測,常規的指標是溫度、鹽度、深度(簡(jiǎn)稱(chēng)溫鹽深,英文縮寫(xiě)CTD),另外還會(huì )根據需要增加溶解氧、葉綠素a、濁度以及硝氮、有色可溶性有機物(CDOM)等綜合反應海水質(zhì)量狀況的水質(zhì)指標。
過(guò)程型分析儀器,顧名思義,主要用于水處理工藝過(guò)程監測與控制,所測量的水質(zhì)參數會(huì )參與過(guò)程控制,以?xún)?yōu)化水處理工藝、提升水處理效率, 在保證末端水質(zhì)達標的前提下,實(shí)現水處理過(guò)程節能降耗的目的。過(guò)程型分析儀器更多要求原位、實(shí)時(shí),連續監測,對儀器的測量速度與響應時(shí)間要求較高。
過(guò)程型在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器,被廣泛應用于火力發(fā)電廠(chǎng)、核電廠(chǎng)、石油化工企業(yè)、大型冶金企業(yè)、造紙企業(yè)等為代表傳統流程工業(yè)以及半導體廠(chǎng)、生物制藥廠(chǎng)等新興工業(yè)企業(yè)中,為工業(yè)水處理過(guò)程控制以及鍋爐水、蒸汽、電子級超純水等各類(lèi)生產(chǎn)用水的品質(zhì)檢測提供了實(shí)時(shí)可靠的水質(zhì)數據和水處理過(guò)程控制依據。
以石油化工行業(yè)為例,作為傳統的流程工業(yè),石油化工廠(chǎng)有著(zhù)用水量大、不同用水工藝水質(zhì)差異顯著(zhù)、涉及生產(chǎn)裝置多的特點(diǎn),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(lèi)型的水質(zhì)特點(diǎn)、水處理技術(shù)和工藝,有著(zhù)最全面和最具有代表性的水質(zhì)在線(xiàn)分析儀器應用場(chǎng)景。
目前石化企業(yè)中常用的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器,根據不同工藝要求及不同用水點(diǎn)來(lái)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)等
三.鍋爐水及蒸汽質(zhì)量監測: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、電導分析儀、余氯分析儀、總有機碳(TOC)分析儀、在線(xiàn)熒光示蹤監測儀、水中油分析儀等
五.凝結水回用:總有機碳(TOC)分析儀、電導率分析儀等
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(chǎng)區雨水監測及排放管理:總有機碳(TOC)分析儀、懸浮物(SS)分析儀、水中油分析儀、水面油膜監測儀等;如果儀器實(shí)時(shí)監測到雨水的水質(zhì)指標超過(guò)排放標準或者有油品泄漏,就會(huì )自動(dòng)關(guān)閉雨水排放口,將超標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。
在半導體廠(chǎng)、生物制藥廠(chǎng)這類(lèi)對水質(zhì)有著(zhù)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(xiàn)水質(zhì)分析儀器以及各種結構和性能的氟離子分析儀(半導體廠(chǎng))、微生物分析儀(生物制藥廠(chǎng))都已經(jīng)有了越來(lái)越多的應用。
另外,在自來(lái)水廠(chǎng),各種量程的在線(xiàn)濁度分析儀、余氯/總氯分析儀、pH分析儀、堿度分析儀、游動(dòng)電流分析儀等都有著(zhù)廣泛的應用,參與水廠(chǎng)的自動(dòng)加藥、加氯等工藝的過(guò)程控制,這些在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的應用,極大的提高了自來(lái)水的自動(dòng)化運行水平,保證了自來(lái)水出廠(chǎng)水質(zhì)的安全可靠。
在市政污水處理廠(chǎng),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(xiàn)水質(zhì)分析儀器在過(guò)去數十年間也已經(jīng)獲得了大量的成功應用,為污水廠(chǎng)的穩定運行、節能降耗和達標排放提供了可靠的支持。由于用于水處理過(guò)程控制,儀器安裝的數量較大,這類(lèi)分析儀器通常以安裝維護方便、單價(jià)較低的水質(zhì)傳感器形式出現。
對于不同類(lèi)型的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器,技術(shù)要求也是不同的,一般而言,監測型分析儀器對測量數據的準確度要求較高,數據可以作為有關(guān)部門(mén)進(jìn)行執法管理的依據,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(guò)程型分析儀器對儀器的可靠性和穩定性要求較高,要求儀器能夠及時(shí)可靠地反應水質(zhì)變化的趨勢,以便為水處理過(guò)程控制提供依據。對儀器的響應時(shí)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(xiàn)分析儀器應用。
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