在线水质剖析仪器-技能、运用与商场

　　仪器的保护问题也能够通过规划的优化新资料以及经用元器件的选用得到改善特别是工业物联网技能的前进可通过产品在硬件上添加必要的传感器在测验流程中获取进程节点的参数目标及改动曲线智能判别拐点斜率峰值积分面积等目标转化为对应的数学模型构成一套用于描绘仪器行为的监控体系通过仪器行为来点评在线水质剖析仪器状况以完结这种精细设备的长途办理和确诊进行有针对性的预保护等手法下降保护量及保护费用然后进一步推进在线水质剖析仪器运用规划的扩展

　　在我国，因为水质在线剖析仪器的首要商场，包含工业水处理进程监测与操控、市政自来水与污水处理、环 境主动监测同等欧美和日本等首要发达国家比较，起步都较晚。

　　在线水质剖析仪器是一类专门的主动化在线剖析外表，仪器通过实时、现场操作，可在无需人工操作的状况 下完结从水样收集到数据输出的快速剖析;许多结构杂乱的在线水质剖析仪器现已具有了自 动 诊 断 、 自 动 校 准、主动清洗、毛病报警等功用，以确保剖析成果牢靠性和仪器的长期无毛病运转。

　　现在有两种不同结构和办法的在线水质剖析仪器：“在线剖析传感器和比较杂乱的主动化剖析设备或许设备”。 依照世界规范化安排(ISO)代号ISO15839《水质-在线传感器/剖析设备的规范及功用查验》规范的界说：“在 线剖析传感器/设备(on-line sensor/analyzing equipment) ，是一种主动丈量设备，能够接连(或以给定频率)输 出与溶液中丈量到的一种或多种被测物的数值成比例的信号。”

　　跟着全球规划内对环境保护、水资源可继续运用以及水安全的日益注重，为满意世界各国日趋严厉的环保法 规要求和不断开展的水处理工业商场的需求，作为获取水质信息的源头技能，在线水质剖析仪器及其运用技 术得到了巨大的开展时机。

　　一起，核算机科学、剖析化学、资料科学等相关科学技能的前进，也为在线水质剖析仪器技能的开展供给了 牢靠的技能支撑。世界水协会(IWA)的前身世界水污染研讨协会(IAWPR)自1973年就开端了安排主题为ICA(In strumentation-外表，Control-操控and Automation-主动化)的专题会议，专门推行和研讨水处理范畴的在线水 质剖析仪器及进程操控的运用。

　　近来，世界卫生安排(WHO)也在其发布的《再生水饮用回用：安全饮用水出产攻略》中指出需求在再生水饮 用回用体系全流程的要害操控点施行运转监测，并主张尽量选用在线监测仪器进行数据实时监测和记载。在 技能前进和法规的推进下，越来越多的在线水质剖析仪器被运用到环境监测、废水排放监测，以及各种水处 理工艺的进程操控体系中了。

　　在我国，伴跟着改革开放40年经济高速开展的城镇化与工业化进程，不管是在城镇化进程中许多的自来水水 厂和污水处理厂建造，仍是工业化进程中各种火力发电厂、石油化工厂、大型冶金企业、食物酿造厂等高耗 水工业企业的兴修，都给予了在线水质剖析仪器巨大的商场空间，在此根底上，我国的在线水质剖析仪器行 业取得了空前的生长时机，我国的在线水质剖析仪器技能有了显着的开展和长足的前进，在线水质剖析仪器 的牢靠性得到了商场和权威机构的广泛认可。

　　跟着政府和大众对水环境保护和饮用水安全的高度注重，以及政府逐年添加的巨额环保资金，特别是在具有 我国特色的“主动监测为主，手动监测为辅的监测办法”的环境监测技能道路的框架下，我国现已逐步开展成为 了在线水质剖析仪器全球最大的地表水水质主动监测和废水污染源排放主动监测范畴的单一商场。

　　我国环境保护部分于2001年6月4号发布并同日施行了HBC 6-2001《环保产品确认技能要求 化学需氧量(COD Cr)水质在线主动监测仪》职业规范，这是我国第一部用于废水污染源排放主动监测的在线水质剖析仪器规范 ，在接下来的几年中，各个相关政府部分还接连发布了多部在线水质剖析仪器的国家和职业规范。规范的发

　　布施行，加上在线水质剖析仪器在实践水质监测中的成功运用，有力地推进了我国水质在线剖析仪器商场的 开展和技能的前进。

　　跟着我国环境保护工作和环保商场的继续开展，国务院办公厅于2015年7月印发了《 生 态 环 境 监 测 网 络 建 设 方 案 》 ,提 出 例 如 “到 2020年 ， 全 国 生 态 环 境 监 测 网 络 基 本 实 现 环 境 质 量 、 重 点 污 染 源 、 生 态 状 况 监测全掩盖，各级各类监测数据体系互联同享，监测预告预警、信息化才能和确保水平显着前进， 监测与监管协同联动，开端建成陆海统筹、六合一体、上下协同、信息同享的生态环境监测网络， 使 生 态 环 境 监 测 能 力 与 生 态 文 明 建 设 要 求 相 适 应 。 ”的 目 标 ， 方 案 还 要 求 “完 善 重 点 排 污 单 位 污 染 排 放主动监测与反常报警机制，前进污染物超支排放、在线监测设备运转和重要流出物反常等 信 息 追 踪 、 捕 获 与 报 警 能 力 以 及 企 业 排 污 状 况 智 能 化 监 控 水 平 ”。

　　在2018年1月1日正式施行的“中华人民共和国环境保护税法”第十条中还明确规则了应税污染物的核算办法，“ 纳税人设备运用契合国家规则和监测规范的污染物主动监测设备的，依照污染物主动监测数据核算”，通过法 律条文的办法进一步确认了在线

　　一直以来，在线水质剖析仪器技能都是沿着在线剖析仪器研制制作技能和在线水质剖析仪器运用技能两个方 面一起开展的。

　　根 据 ISO标 准 的 定 义 ， 有 两 种 形 式 的 在 线 水 质 分 析 仪 器 ： 在 线 分 析 传 感 器 和 比 较 复 杂 的 自 动 化 分 析 设备或许设备。

　　第一代的在线水质剖析仪器常常是以在线;显现操控器的办法呈现的，仪器一般结构都比较简略， 通过传感器直接和被测水样触摸取得水质目标的数据。开端能够丈量的水质目标，首要是一些简略的物理指 标和成分目标，如水温、电导率、PH、ORP、溶解氧等;接着是浊度、悬浮物浓度等光学原理的传感器;跟着 电化学剖析技能的开展，氟离子、铵离子、硝酸盐等多种离子挑选电极法原理的在线水质剖析传感器也开端 进入商场。因为传感器和水样直触摸摸，无法像实验室人工剖析时进行样品预处理及去除样品中搅扰物质， 在面临水质杂乱的水样(高温、高压、含油、硫化物、重金属、悬浮物、高盐度、腐蚀性气体等各种杂质)时的 适用性遭到很大约束，开端的丈量目标首要是地表水、饮用水、市政污水以及工业纯水等水质状况较为简略 的水体。

　　为了处理传感器丈量杂乱水样的适用性问题，也为了完结一些实验室人工剖析办法进程比较繁琐或许测验条 件要求较高的水质参数的主动剖析，跟着主动操控技能的选用，结构比较杂乱的在线水质剖析仪器-水质主动 化剖析设备或设备开端呈现：仪器通过操控一整套的设备或设备的主动运转来完结曾经实验室人工剖析的步 骤，比方：过滤、加热、加显色剂、混合、丈量等等;其他，为了确保长期接连运转的准确度，还需求守时 对仪器进行主动校准，以及定时的人工保护。这一类在线水质剖析仪器结构杂乱，多用于水质成分目标(TOC 、SiO2、总磷、总氮、重金属等)和点评性水质归纳目标(COD、碱度、硬度、生物毒性等)。

　　跟着现代科学技能的开展，特别是剖析化学、资料科学、电子科学以及包含核算机技能和通讯技能、主动控 制技能在内的体系工程成套主动化技能的开展， 再加上水质科学本身的开展与前进，从以下介绍的多个维度 一起推进了在线水质剖析仪器技能的开展。

　　首要，在丈量原理方面，除了传统的电化学、光学、光电比色法原理，激光诱导击穿光谱、混合多光谱剖析 、X射线荧光剖析、三维荧光光谱、生物技能等各种新的丈量原理被运用到了在线水质剖析仪器;一起，活动 打针剖析技能的开展和运用，使得仪器剖析时刻大大缩短，增强了在线剖析技能实时性的长处。

　　其次，水质科学的开展，提出了“代替参数”的概念，为在线水质剖析仪器的开发和运用开辟了新的空间。水质 代替参数是指一类特定的水质参数，能够归纳反映水体的某一类其他水污染状况或水处理进程中某些不能实 现在线监测并且实验室剖析也十分繁琐水质参数的改动。现在，对饮用水水质安全来讲，反响有机物总量及 某些特定成分改动的归纳性目标UV254是现在十分重要的水质代替参数，能够通过UV254的实时丈量，取得 和水中有机物污染相关的其他参数(如，COD、BOD、TOC等)的信息。因为能实时反映水质的改动，丈量“替 代参数”的在线水质剖析仪器在水处理工艺进程操控中有着十分重要的价值。现在其他重要的在线水质代替参 数剖析仪器还有：浊度、颗粒物、SDI(污染指数)等。

　　第三，跟着资料科学的开展，在线水质剖析仪器传感器的环境习惯性也得到了很大前进，表现为：高温资料 的选用，使得传感器的最高工作温度规划不断前进;传感器原料选用慵懒的资料，能够耐受水中硫化氢、硫化 物、高盐、重金属、油污染的探头，能够耐受高强度核辐射的溶解氧和溶解氢探头运用于核电厂;选用钛合金 资料，可长期运用于海洋监测的传感器等等。

　　其他，和一切仪器产品相同，在线水质剖析仪器中履行数据处理与通讯功用的硬件与软件都选用了电子工业 的最新技能。相关于开端的模仿电路，因为数字电路规划要比模仿电路相对简略、主动化程度高，对规划人 员的阅历水平要求也稍低，数字电路技能的选用和遍及，使得仪器规划和批量出产的本钱得以大幅下降，仪 器的牢靠性有了很大的前进。

　　现在的在线水质剖析仪器的操控器遍及具有了主动运算、核算、图形显现、趋势剖析等数据处理功用;一起， 仪器一般具有主动确诊、毛病报警功用，便利仪器运转及保护人员及时发现和处理仪器的问题;仪器出产商采 用通用操控器也现已成为一致，同一种类型的操控器能够同数十种传感器衔接，由此给仪器出产企业和运用 者两方面都带来了长处：仪器制作厂家能够完结操控器的大批量出产，取得规划效益;一起通用操控器下降了 仪器技能服务的杂乱程度，也下降了仪器出产厂家的服务本钱;带给在线剖析仪器运用者的长处也是清楚明了 的：在确保水处理出产正常运转的一起，能够削减水质剖析仪器零备件的库存压力;通用操控器也让操作者减 少了学习的时刻，能够更快更娴熟的把握仪器的运用及保护，前进出产功率;一起，新式的数字化传感器能够 被通用操控器主动识别，具有“即插即用”功用，极大的减轻了设备保护人员的劳动强度。

　　在通讯及数据传输方面，RS232、RS485以及Profibus、Modbus等现场总线技能和TCP/IP等网络协议得到了 遍及运用，为完结水质监测数据的实时传输及水处理进程的主动操控供给了支撑。

　　终究，规范化进一步支撑了在线水质剖析仪器技能和职业的开展。世界规范化安排(ISO)在2003年拟定的代号 为ISO15839-2003的规范《水质在线传感器/剖析设备-水质规范和功用测验》,界说了在线水质剖析仪器的性 能特征，建立了点评及测定功用特征参数的测验程序，这个通用性规范给在线水质剖析仪器的研制、出产及 检验供给了依据。进入21世纪以来的十多年中， 我国也发布了许多有关在线水质剖析仪器的国家规范和一系 列的职业规范。这些规范的发布与施行，为在线水质剖析仪器的运用与开展供给了技能上的牢靠确保。

　　作为一种专用于水质剖析的特定仪器剖析技能，和其他仪器剖析技能相同，水质在线剖析仪器检测技能的理 论根底也是依据水中待测物质的物理化学或许生物化学性质来测定物质的组成及相对含量。根 据 测 定 的 方 法 原 理 不 同 ， 主 要 可 以 分 为 电 化 学 分 析 、 光 学 分 析 、 色 谱 分 析 、 其 他 分 析 方 法 等 4大 类 。

　　电 化 学 分 析 法 (electroanalytical chemistry， 也 称 电 分 析 化 学 法 )， 是 建 立 在 物 质 在 溶 液 中 电 化 学 性 质根底上的一类剖析办法，它是仪器剖析办法中的一个重要分支。电化学剖析丈量体系是一个由电 解质溶液和电极构成的化学电池，通过丈量电池的电位、电流、电导等物理量，完结对待测物质的 剖析。依据测定电化学参数的不同，电化学剖析法又分为电位剖析法、库仑剖析法、伏安剖析法( 包 括 极 谱 分 析 法 )、 电 导 分 析 法 等 。

　　电化学剖析法原理的在线水质剖析仪器，是呈现最早和运用最遍及的一类在线水质剖析仪器。其间，既有较 为简略的传感器办法的各种Ph/ORP(氧化复原电位)剖析仪、电导率剖析仪(现在在工业进程剖析中运用十分普 遍的酸碱盐浓度计，也都大多是选用电导检测原理的在线剖析仪器)、极谱法溶解氧剖析仪、依据离子挑选电 极法的氨氮、氯离子、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮剖析仪;也有结构比较杂乱的主动化剖析设备，如依据伏安剖析 法的各种重金属剖析仪，选用电位滴定原理的COD剖析仪，高锰酸盐指数剖析仪，选用电导剖析法的纯水TO C(总有机碳)剖析仪等。

　　光 学 分 析 法 (optical analysis)， 是 以 物 质 发 射 或 吸 收 电 磁 辐 射 以 及 物 质 与 电 磁 辐 射 相 互 作 用 (发 光 、 吸 收 、 散 射 、 光 电 子 发 射 等 )来 对 待 测 样 品 进 行 分 析 的 方 法 。 可 以 分 为 光 谱 法 和 非 光 谱 法 两 大 类 。 非光谱剖析法，是依据物质引起辐射的方向或物理性质的改动，检测被测物质的某种物理光学性质 ，进行定量、定性剖析的办法，非光谱剖析法不考虑物质内部能量的改动，包含了折射法、散射光 法等。光谱剖析法，是以光辐射能与物质组成和结构之间的内在联系或许以光谱或波谱的丈量为基 础，运用物质的光谱特征，进行定性、定量及结构剖析的办法。按物质能级跃迁的办法，光谱剖析 法 又 分 为 三 种 基 本 类 型 ： 发 光 光 谱 法 (包 括 分 子 荧 光 分 析 法 、 X射 线 荧 光 分 析 法 等 )、 吸 收 光 谱 法 (包 括 紫 外 可 见 分 光 光 度 法 、 红 外 分 光 光 度 法 等 )以 及 散 射 光 谱 法 (如 最 近 比 较 热 门 的 拉 曼 散 射 光 谱 法 )。

　　在线浊度剖析仪是现在非光谱剖析法在水质在线剖析技能最有价值的运用。浊度是水质净化处理最 重要的要害性工艺参数，它既可反响水中悬浮物的浓度，一起又是人的感官对水质最直接的点评， 全球各国包含世界卫生安排的饮用水规范都把浊度作为了一个必测的目标。浊度的丈量原理是运用 光的散射原理，当光束触摸到水中的悬浮物颗粒外表时，将会散射和吸收通过水样的光线，散射光 与 入 射 光 成 90度 直 角 时 ， 散 射 光 强 度 与 浊 度 的 大 小 成 线 性 关 系 ， 通 过 检 测 器 测 量 散 射 光 强 度 ， 同 标 准比较，就能取得水样的浊度值。现在商场上现已有了数十种不同结构、不同量程、不同测验精度 、不同设备办法的在线浊度剖析仪器产品，能够满意从洁净度极高的膜过滤水到高污染、高悬浮物 水样浊度的实时监测。

　　现在，选用光谱剖析法原理的水质在线剖析仪器是能够丈量水质参数最多的一类仪器，这其间，既有选用经 典比色法原理的总磷剖析仪、总氮剖析仪、氨氮剖析仪、SO2剖析仪、六价铬、铜等重金属剖析仪;也有X射 线荧光剖析法原理的铅、砷剖析仪;还有紫外荧光原理的水中油(多环芳烃)剖析仪等。最近，跟着化学计量学 和光谱学的开展，选用全光谱扫描办法，可一次剖析十多种水质参数的多参数在线水质剖析仪也得到越来越 多的运用。

　　其他，跟着活动打针剖析技能的呈现和许多运用，也为前进“结构比较杂乱的主动化剖析设备或许设备”这类在 线水质剖析仪器的剖析速度，完结仪器快速主动完结水样收集、处理，试剂混合，甚至终究检测供给了支撑 。流 动 注 射 分 析 (Flow Injection Analysis， 缩 写 FIA)， 是 一 种 “非 平 衡 态 ”化 学 分 析 技 术 ， 1974年 由 丹 麦 化 学 家 鲁 齐 卡 (Ruzicka J)和 汉 森 (Hansen E H)提 出 的 一 种 创 新 的 连 续 流 动 分 析 技 术 。 这 种 技 术 是 把 一 定 体 积 的 试 样 溶 液 注 入 到 一 个 连 续 流 动 的 、 无 空 气 间 隔 的 试 剂 溶 液 (或 水 )载 流 中 ， 被 注 入 的 试 样溶液在反响管中构成一个反响单元，并与载流中的试剂混合、反响后，再进入到流转检测器进行 测定剖析及记载。整个剖析进程中试样溶液都在严厉操控的条件下在试剂载流中涣散，因而，只需 待测水样的打针办法，在管道中存留时刻、温度和涣散进程等条件相同，不要求反响到达平衡状况

　　活动打针剖析技能的运用，极大的前进了水样剖析速度。特别是跟着由具有杰出耐腐蚀功用的聚乙烯、聚四 氟乙烯等资料制成的微型管道体系的呈现，仪器对样品以及剖析试剂的耐受性大大前进，扩展了仪器对剖析 办法的习惯性，添加了可完结主动剖析的水质参数，选用活动打针技能的仪器小型化也成为实践。由 于 流 动 打针剖析技能具有能够把吸光剖析法、荧光剖析法、比浊法和离子挑选电极剖析法等许多剖析办法 的流程完结在管道中完结、需求的试剂量小、易于主动接连剖析的长处，在水质在线剖析仪器范畴 得到了十分遍及的运用，简直被一切非传感器办法的在线水质剖析仪器所选用。

　　最近以来，为满意对水中多种微量成分的实时监测，色谱原理的在线水质剖析仪器开端呈现，在线离子色谱 监测体系监测水中高氯酸盐和氯酸盐、在线气相色谱仪监测水中VOCs(挥发性有机物)的都取得了成功的运用 。

　　其他原理的在线水质剖析仪器中，生物技能原理的产品占有了很大的比例，其间，发光细菌法生物毒性监测 仪、微生物燃料电池监测生化需氧量和毒性，核酸酶重金属特异性反响监测重金属，酶底物法监测大肠杆菌 、ALP(碱性磷酸酶)法监测细菌总数等原理和办法的在线水质剖析仪器最近几年都开端得到商场的认可。

　　在我国，因为水质在线剖析仪器的首要商场，包含工业水处理进程监测与操控、市政自来水与污水处理、环 境主动监测同等欧美和日本等首要发达国家比较，起步都较晚，一起也因为支撑水质在线剖析仪器研制制作 的电子技能、主动操控、软件等根底技能和精细制作工业在我国也首要是改革开放今后的短短几十年里才开 始开展起来的，两方面的原因构成了我国水质在线剖析仪器以及检测技能开展的距离。

　　和其他剖析仪器产品相同，牢靠性是国表里在线水质剖析仪器最大的距离，专门人才的缺少构成的规划理念 和流程的落后、要害元器件的安稳性和供给缺乏以及在线水质剖析仪器职业的制作水平、质量办理水平的差 异都是构成牢靠性距离的原因。

　　水质在线检测技能同国表里距离的其他一点是剖析原理立异，同发达国家同行不断运用的新剖析原理、新材 料、新算法等新技能比较，现在我国水质在线检测仪器首要原理仍是以传统的电化学、比色法为主，仪器对 水质改动的习惯性还不能彻底满意现在水处理工业进程操控的要求。

　　在绿色剖析的认知和运用上，国表里水质在线剖析技能也存在必定的距离，绿色剖析要求是在剖析进程削减 多环境的影响，避免(或大幅度削减)运用化学试剂，削减气体、液体和固体废物的发生，避免运用剧毒(包含 生态毒性)的试剂;削减样品剖析的所需的人力和能耗。现在国内在线水质剖析仪器，特别是结构比较杂乱的监 测型在线水质剖析仪器，在试剂运用量、废液发生量以及有毒试剂的运用和能耗方面，同国外先进仪器还有 必定的距离。

　　最近十多年以来，在“主动监测为主，手动监测为辅的监测办法”的环境监测技能道路的大力推进下，我国监测 型水质在线剖析仪器技能有了长足的前进和开展。从2002年至今，简直每年都有上万台/套的在线水质剖析仪 器及体系完结了设备调试和实践运转。仪器许多的研制制作和实践运用，为职业技能前进供给和积累了名贵 的阅历。与此一起，我国发布了数十项在线水质剖析仪器及体系的国家规范、职业规范，这些规范的发布和 施行，对在线水质剖析仪器在我国商场的运用和开展起到了极大的推进效果，有力的支撑了我国监测型在线 水质剖析仪器研制制作技能的开展，多种习惯不同水质条件水样的运用技能也得以开发。我国监测型在线水 质剖析仪器现已有了巨大的前进。整体来看，水污染源排放和水环境主动监测的惯例在线水质剖析仪器及其 运用技能到达了世界抢先的水平。

　　在线水质剖析仪器作为获取水质信息的源头技能，但凡人类活动用到水的范畴，比如水环境监测、 饮用水处理与安全确保、工业水处理的进程操控、污水处理等等，都是在线水质剖析仪器的运用范 围。

　　依照运用意图的不同，在 线 水 质 分 析 仪 器 可 以 分 为 监 测 型 和 过 程 型 在 线 分 析 仪 器 两 类 产 品 。

　　监测型剖析仪器首要用于单纯的水质监测，获取水质参数数据，以判别水质是否到达法规的要求， 以 及 环 境 水 质 (地 表 水 、 地 下 水 、 海 水 等 )和 饮 用 水 水 质 安 全 的 预 警 性 监 测 ， 不 参 与 水 处 理 工 艺 过 程 操控。要求监测的水质参数首要是环保法规或许水质规范规则的首要污染物目标，对运用技能的需 求首要是水样预处理技能以及仪器体系集成技能等。

　　一、工业企业废水污染源及市政污水处理厂排放主动监测，首要监测参数有: COD、氨氮、Ph值、总磷、总 氮、重金属(镍、六价铬、总汞、铅、镉、铜、氟离子等)。这些水质剖析仪器为企业完结污染物排放自行监测 ，避免和及时发现或许的废水超支排放，申报环境保护税，以及环保监察部分实时了解企业水污染物排放情 况供给了依据。

　　二、地表水水质主动监测：江河湖库重要断面以及水源地的水质主动监测，江河水的首要监测参数有：惯例5 参数(溶解氧、水温、电导率、浊度、Ph值)、氨氮、高锰酸盐指数(CODMn)、总磷、总氮等;湖泊和水库一般 会添加叶绿素a及蓝绿藻目标;水源地触及到饮用水的安全问题，会要求添加生物毒性、大肠杆菌等水质目标 以及氟离子等具有职业性/地域性特征水质污染目标的在线监测。许多地表水在线水质剖析仪器的设备和运用 ，为全面了解国内环境水质状况，对或许的水质恶化和突发性水质污染供给预警，以及为水环境和水资源管 理部分生态调水及合理运用水资源供给数据支撑。

　　三、饮用水管网及二次供水水质主动监测，首要参数有浊度、余氯、Ph值、电导率、温度、色度等。饮用水 水质在线监测，一方面临或许发生的水质超支事情进行预警，避免不合格的自来水进入居民家庭;其他，许多 管网的水质数据，也可支撑自来水厂优化水处理工艺以及管网输水调度决议计划。

　　四、海水监测，惯例的目标是温度、盐度、深度(简称温盐深，英文缩写CTD)，其他还会依据需求添加溶解氧 、叶绿素a、浊度以及硝氮、有色可溶性有机物(CDOM)等归纳反响海水质量状况的水质目标。

　　进程型在线水质剖析仪器，被广泛运用于火力发电厂、核电厂、石油化工企业、大型冶金企业、造纸企业等 为代表传统流程工业以及半导体厂、生物制药厂等新式工业企业中，为工业水处理进程操控以及锅炉水、蒸 汽、电子级超纯水等各类出产用水的质量检测供给了实时牢靠的水质数据和水处理进程操控依据。

　　以石油化工职业为例，作为传统的流程工业，石油化工厂有着用水量大、不同用水工艺水质差异显着、触及 出产设备多的特色，其水处理流程简直涵盖了从原水、软化水、高纯水、蒸汽到废水处理及回用的一切类型

　　二.软化水及脱盐水处理：硬度剖析仪、电导率剖析仪、pH剖析仪、二氧化硅(SiO2)剖析仪、钠离子剖析仪、 SDI(污染指数)等

　　三.锅炉水及蒸汽质量监测：二氧化硅(SiO2)剖析仪、钠离子剖析仪、微量溶解氧剖析仪、磷酸根剖析仪、电 导率剖析仪、pH剖析仪、

　　四.循环冷却水：总磷/磷酸盐剖析仪、pH剖析仪、浊度剖析仪、电导剖析仪、余氯剖析仪、总有机碳(TOC)分 析仪、在线荧光示踪监测仪、水中油剖析仪等

　　六.工业废水处理及回用：溶解氧剖析仪、pH/ORP剖析仪、悬浮物剖析仪、COD剖析仪、氨氮剖析仪、水中 油剖析仪等

　　七.厂区雨水监测及排放办理：总有机碳(TOC)剖析仪、悬浮物(SS)剖析仪、水中油剖析仪、水面油膜监测仪 等;假如仪器实时监测到雨水的水质目标超越排放规范或许有油品走漏，就会主动封闭雨水排放口，将超支雨 水排入废水处理单元或许事端池贮存，避免构成对环境水体的污染，或许对废水处理单元的冲击。

　　在半导体厂、生物制药厂这类对水质有着极高要求的高技能新式工业中，高精度的二氧化硅(SiO2)剖析仪(检 出限可达0.1µg/L)、总有机碳剖析仪、水中颗粒物剖析仪(可测粒径0.05µm)、高精度微量溶解氧剖析仪等高性 能在线水质剖析仪器以及各种结构和功用的氟离子剖析仪(半导体厂)、微生物剖析仪(生物制药厂)都现已有了 越来越多的运用。

　　其他，在自来水厂，各种量程的在线浊度剖析仪、余氯/总氯剖析仪、pH剖析仪、碱度剖析仪、游动电流剖析 仪等都有着广泛的运用，参加水厂的主动加药、加氯等工艺的进程操控，这些在线水质剖析仪器的运用，极 大的前进了自来水的主动化运转水平，确保了自来水出厂水质的安全牢靠。

　　在市政污水处理厂，溶解氧剖析仪、污泥浓度剖析仪、pH/ORP(氧化复原电位)剖析仪、硝氮剖析仪、氨氮分 析仪为代表的在线水质剖析仪器在曩昔数十年间也现已取得了许多的成功运用，为污水厂的安稳运转、节能 降耗和合格排放供给了牢靠的支撑。因为用于水处理进程操控，仪器设备的数量较大，这类剖析仪器一般以 设备保护便利、单价较低的水质传感器办法呈现。

　　关于不同类型的在线水质剖析仪器，技能要求也是不同的，一般来说，监测型剖析仪器对丈量数据的准确度 要求较高，数据能够作为有关部分进行法律办理的依据，对检测原理和办法的约束较多,要求是老练的剖析技 术;而进程型剖析仪器对仪器的牢靠性和安稳性要求较高，要求仪器能够及时牢靠地反响水质改动的趋势，以 便为水处理进程操控供给依据。对仪器的呼应时刻要求较高，对仪器的检测办法和原理约束少,答应更多立异 型的新原理、新办法的在线

　　全球人口的继续添加和经济的继续开展，带来了用水量添加、水资源缺少以及水环境质量和生态恶化的压力 ，提出了对水处理工业和水环境保护工业更高的要求和需求，将进一步推进在线水质剖析仪器商场的开展。

　　当下处于物联网、大数据和人工智能的年代，也需求更多的数据，在线水质剖析仪器作为物联网感知层的重 要组成，其数据供给者的需求将被扩展，要求呈现更多高牢靠性、低能耗、低保护、低本钱现代在线水质分 析仪器。

　　现代在线水质剖析仪器技能是在剖析化学、资料科学、通讯技能、核算机、进程操控理论等多学科开展的基 础上发生和开展起来的，这些学科的立异和开展，也将为在线水质剖析仪器的立异和前进进一步供给支撑。

　　其他，跟着绿色剖析理念的大力推行，绿色剖析技能的不断呈现，未来的在线水质剖析仪器将会尽量削减使 用和发生有毒化学品,在规划上也会愈加考虑下降仪器的能耗和剖析的用水量。

　　流式细胞术、生物预警技能、核酸酶重金属特异性反响、微流控技能等许多新的丈量原理,已正在或许行将被 在线水质剖析仪器选用;量子点、石墨烯、碳纳米管、生物芯片、水凝胶等新资料也开端进入水质监测范畴;

　　在仪器数据处理方面，各种新算法及水质模型不断呈现, 将前进各种新式在线水质剖析仪器的功用及完善数据 后处理，供给更多有价值的水质数据和信息-不仅是仪器硬件和剖析技能,软件和数据处理技能也将成为在线水 质剖析仪器的重要组成部分。在未来，在线水质剖析仪器将成为“硬件资料软件算法”的组合。

　　跟着新的剖析原理、办法的呈现和运用，以及各种新资料的选用，传感器对杂乱水质的习惯性会得到前进;同 时，物联网技能的运用，能够完结对和水样直触摸摸的传感器本身寿数及运转状况进行长途实时监测、办理 以前进保护功率、下降保护本钱。

　　还有，随同3D打印技能的老练运用，依据待测水样的不同水质状况，完结差异化规划、制作也将成为实践;比 如：饮用水和海水、工业废水，即使是丈量同一个水质目标，也可选用不同原料、结构和制作工艺来出产传 感器，以满意不同水质条件的要求。

　　更重要的是，和一切电子产品相同，传感器的本钱必定会跟着物联网年代大规划的运用呈现超出想象力的下 降，这时，免保护的一次性在线水质传感器将成为实践。和传感器相同，结构杂乱的在线水质剖析仪器的成 本问题也必定跟着大规划的运用得到下降;仪器的保护问题也能够通过规划的优化、新资料以及经用元器件的 选用得到改善，特别是，工业物联网技能的前进，可通过产品在硬件上添加必要的传感器，在测验流程中， 获取进程节点的参数目标及改动曲线，智能判别拐点、斜率、峰值、积分面积等目标，转化为对应的数学模 型，构成一套用于描绘“仪器行为”的监控体系，通过“仪器行为”来点评在线水质剖析仪器状况，以完结这种精 密设备的长途办理和确诊，进行有针对性的预保护等手法下降保护量及保护费用，然后进一步推进在线水质 剖析仪器运用规划的扩展。

　　从商场开展视点来看，就像其他任何一种新式技能和职业相同，水质在线剖析仪器商场也会阅历从商场初期 的缓慢增加到高速生长的开展进程。

　　在初期，商场需求遭到了两种要素的约束：其间一个首要要素是投入产出剖析，相关于过低的水资源费、水 价以及废水排放需求付出的费用而言，其时在线剖析仪器的出资和运转本钱都比较高。

　　还有一个要素是在线水质剖析仪器和技能本身的约束，其时在线水质剖析仪器的安稳性、牢靠性等还不能完 全满意商场的要求;能够完结在线剖析的水质参数也不是许多;其他，因为水质条件的多样化与杂乱性，即使是

　　面临同一个水样，丈量不同水质参数时，对仪器丈量办法，设备办法的要求都有不同，这对以在线水质监测 体系为代表的运用技能也提出了很高的要求。

　　这些要素构成了监管部分和职业的运转办理者以及水处理工程师对选用在线水质剖析仪器都持有慎重的情绪 ，在其时严峻约束了在线水质剖析仪器的运用与推行。

　　进入21世纪以来，因为水资源缺少、水环境污染的问题日益严峻，职业一起迎来了水资源费上涨、饮用水水 质规范前进、废水排放规范愈加严厉以及用水量及用水人口添加、水价上涨等许多挑战和时机;在法规的压力 和商场的推进下，加强水环境监测、筛选粗豪式的水处理及用水办法，选用愈加先进的进程操控体系以前进 水处理功率、下降水处理及用水本钱就成为了人类社会必定的挑选;与此一起，技能的开展使得在线水质剖析 仪器的安稳性与牢靠性有了很大前进、能够完结在线监测的水质参数越来越多、在线水质剖析仪器的功用也 越来越强壮;商场需求的增加和水质在线剖析仪器本身的技能前进一起推进了职业的高速开展。

　　在我国，跟着日益严厉的环保法规的驱动，特别是以在线监测作为首要技能道路的环境监测技能方针的推进 下，监测型在线水质剖析仪器将继续坚持高速生长。与此一起，石油化工、冶金、火力发电等传统高耗水工 业用水功率的前进以及职业本身的技能前进，半导体、生物制药等对水质要求愈加严厉的新式职业的快速发 展，都会进一步前进对在线水质剖析仪器的需求，进程型在线水质剖析仪器也将坚持继续的增加。物联网、 大数据、云核算以及行将到来的5G年代，需求更多的传感器类型的在线水质剖析仪器，低功耗、低本钱的在 线水质剖析传感器将会迎来迸发的时机。

　　在商场需求和技能前进的一起推进下，在线水质剖析仪器及其运用技能必将得到快速开展，仪器的安稳性与 牢靠性会有进一步的前进、能够完结在线监测的水质参数将越来越多、在线水质剖析仪器的功用也将越来越 强壮，商场将会在很长一段时刻内坚持可继续的增加趋势。

　　在线水质剖析仪器及技能，作为触及剖析化学、水质科学、电子与信息技能、资料科学、数据科学等传统与 现代科学的归纳性跨学科技能，通过曩昔几十年的开展，不管在水环境监测、饮用水安全确保仍是工业进程 用水范畴都得到了遍及的运用。跟着人类社会经济的进一步开展，特别是在大数据、物联网等各种高新技能 开展的推进下，在线水质剖析仪器及其运用技能还将得到更大的开展。

　　在我国，跟着现在政府环保法规日益完善、大众环境保护意识前进，尤其是执政党提出了“绿水青山便是金山 银山”的可继续开展的生态环境理念的状况下，加强水环境质量的监测以及废水排放的监管，选用愈加先进的 进程操控技能以前进水处理功率、下降水处理及用水本钱，前进用水功率现已成为了水环境监管部分、水处 理职业以及我国社会的必定挑选。一起，跟着我国这个制作大国研制制作水平的不断前进，都将促进作为获 取水质信息最重要的丈量技能-在线水质剖析仪器技能高质量高速度的开展。