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在线水质分析仪器发展历程(三)
发布时间:2022-06-28 浏览 100次

和传感器一样,这类仪器的成本问题也将会随着大规模的应用得到降低;而维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进,特别是,工业物联网技术的进步,可以实现这种精密设备的远程管理和诊断,通过有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用。

同样,再来说说面临的挑战:今天的中国市场,大量的在线水质分析仪器被用于企业废水污染物排放自动监测,明年还将成为环境税的计税工具。这类在线水质分析仪器在实际应用中面临的主要挑战是数据的可靠性和准确度问题,造成问题的主要原因是:

在线水质分析仪器采用的测量原理和测量方法和实验室标准分析方法不太可能完全一致,存在方法误差;表现出来的现象是:仪器可以准确测量标准溶液(常常是单一化合物的水溶液)的浓度;但是对于实际水样,衡量是否准确的标准是和实验室人工方法的测量值比对,除了方法误差,还有可能存在人为误差的影响。

COD(化学需氧量)为例,COD本来是一个条件参数,其定义是:在一定的条件下,水中的各种有机物质与外加的强氧化剂(K2Cr2O7KMnO4)作用时所消耗的氧量;按照HJ828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸钾法》(标准取代了国标GB11914-1989),标准的测量条件是:“水样加入试剂后,保持微沸2小时”等等;采用在线COD分析仪器,测量条件很难完全和标准要求的条件一致,这样,就有可能影响COD这个条件参数的在线分析仪器的准确度。

其次,对样品预处理的方法与流程和实验室标准方法不一致:受仪器连续运行及安装环境等一系列条件的限制,在线分析仪器采用的样品预处理系统很可能和相应水质参数对应的标准分析方法要求的预处理条件不一致,这样,也有可能对最终的测试结果带来影响。

针对这些问题,环境管理部门的技术人员开展了大量的“在线水质分析仪器适用性”研究和比对测试工作,并根据不同水质指标,制定了有十分严格而有针对性的比对测试流程和规范,希望可以找到一个好的解决办法。

需要说明的是:不是所有的在线分析仪器都需要面临如此严格的测量准确度要求。不同的使用目的,对仪器性能的要求也不尽相同。

根据应用目的的不同,在线水质分析仪器又可以分为监测型和过程型两类,监测型分析仪器用于单纯的水质监测,以测量成分指标和评估性综合指标为主,用来判断水质是否达到法规的要求,以及环境水质(地表水,地下水)和饮用水水质的报警和预警性监测,不参与水处理工艺过程控制;这类仪器对测量数据的准确度(精度、误差)要求较高,数据可以作为有关部门进行执法管理的依据;

过程型分析仪器主要用于水处理工艺过程监测,以测量工艺指标、替代指标为主,所测量的水质指标参与过程控制,以优化水处理工艺,提升水处理效率,实现水处理过程节能降耗;过程型仪器对仪器的可靠性和稳定性(具体的仪器指标是漂移和线性度、重复性)要求较高,要求仪器能够可靠地反应水质变化的趋势,以便为水处理过程控制提供依据。

除开法规执行带来的挑战,更大的挑战来自公众的需求:“人民群众日益增长的美好生活需要”一般公众的想法是:既然有了在线水质分析仪器这种先进、“高大上”的自动化设备,特别是有了生物毒性分析仪这类评价性综合指标的分析仪器,了解我们身边的水质状况,回答诸如饮用水是否安全(能直接饮用)?工厂排出的废水是否对环境无害?门外那条小河、还有游泳池是否适合孩子们去玩耍?等等,应该是分分钟的事儿,再容易不过了吧?

“理想是丰满的,而现实是骨感的”能实时回答这些问题场景也许会发生在不太久的将来,但是在现实的今天,许多都还做不到。上面这些问题通通都涉及到了人们了解水质指标的终极目标-“评估水质安全”,非常复杂,复杂问题的讨论总是需要太多时间,这次留下悬念,如果有缘,这个问题我们下次再聊。


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