我国-水质在线监测系统设计的发展与展望

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1、-我国水质在线监测系统的发展与展望1引言水质污染自动监测系统(WPMS)是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系。WPMS可尽早发现水质的异常变化，为防止下游水质污染迅速做出预警预报，及时追踪污染源，从而为管理决策服务。水质自动监测在国外起步较早，我国在水质自动监测、移动快速分析等预警预报体系建设方面尚处于探索阶段。1998年以来，我国已先后在七大水系的10个重点流域建成了100个国家地表水水质自动监测站，各地方根据环境管理需要，也陆续建立了400多个地方级地表水水

2、质自动监测站，实现了水质自动监测周报。目前国内所用的自动化监测系统多为国外进口设备，水质自动化监测装置在制造上已不能满足快速发展的水质监测的需要，因此，国产化自动监测仪有广阔的开发前景和潜在的销售市场。WPMS可以实现监测自动化、实现水污染的预警预报，对于防止污染事件的进一步发展可起到至关重要的作用；WPMS还可以实现水质信息的在线查询和共享，可快速为领导决策提供科学依据。.---2水质在线监测系统的组成水质在线监测系统由采样单元、分析测试单元(监测仪器)、数据采集与传输单元、监控中心四部分组成。目前，应用比较多的是水质COD、NH3-N、TOC、TN、TP、五参数、UV等在线监测

3、系统。2.1采样单元目前大多数采用自吸泵或潜水泵方式采样，建议采用10～20目的金属筛网阻隔，避免漂浮物堵塞采样口。自吸泵扬程应保证大于实际采样高度的2倍。采用潜水泵采样的系统，应保证潜水泵在液位变化情况下能正常工作。2.2在线监测仪器(1)COD在线监测仪器根据氧化方式不同，可将COD在线监测系统分为两大类，即采用重铬酸钾氧化和非重铬酸钾氧化方式。重铬酸钾氧化方式可分为重铬酸钾消解—光度测量法，重铬酸钾消解—库仑滴定法、重铬酸钾消解—氧化还原滴定法。非重铬酸钾氧化方式可分为臭氧(混合氧化剂)氧化—电化学测量法羟基氧化—电化学测量法。(2)NH3-N在线监测仪器NH3-N在线监测仪

4、可分为滴定法、比色法、铵离子选择电极法、氨气敏电极法、电导法等方法。(3)TOC在线监测仪器.---按原理不同，可将TOC在线监测仪器分为燃烧氧化—红外吸收法、紫外催化氧化—红外吸收法和电导法。2.3数据采集与传输单元数据采集传输仪通常采用单片机、可编程控制器或工控机方式，不论哪种方式，通讯协议应全国统一，以方便仪器连接通讯。数据传输方式可采用电话线、GPRS、GSM、局域网、无线电台等多种方式。2.4监控中心监控中心的主要作用就是接收、汇总、统计各污染源的监测数据。3水质在线监测系统的发展历程目前在我国生产销售水质在线监测系统的厂商约有50家，通过认证的厂家有30多家。我国水质在

5、线监测系统经过十几年的发展，从技术引进吸收到拥有自主产权的专利产品，从半自动化发展到信息化，从作坊形式发展为监测专用仪器的支柱产业之一，涌现出一批技术精良、服务周到、规模较大的龙头企业，纵观水质在线监测系统的发展历程，大致可以分为以下三个阶段。3.1初期阶段.---1996年，国家环保局发布的《排污口规范化整治技术要求(试行)》中规定：列入重点整治的污水排放口应安装流量计；一般污水排污口可安装三角堰、矩形堰、测流槽等测流装置或其他计量装置。全国规范化的排污口开始安装流量计和采样器，这可称为最初的在线监测系统。自上世纪90年代初到2001年，国产水质COD在线监测仪器开始问世，主要生

6、产企业有：北京环科环保技术公司、南京德林环保仪器有限公司、兰州炼化环保科技有限公司、河北先河科技发展有限公司、山东省恒大环保有限公司、广州怡文科技有限公司等，在重点省份、重点行业开始推广应用，为国产COD在线监测系统奠定了基石。此阶段的特点可归纳为以下几点：(1)产品较单一最初排污现场仅安装流量计、采样器和水质COD在线监测仪器，因此，根据行业发展需求，各公司推出了自己的产品，但基本都是采用重铬酸钾氧化原理的COD在线监测仪器。(2)生产规模小受市场需求制约以及环境管理对在线自动监测的认识不够等多方面因素的影响，各公司的资金、技术投入较小，生产企业的规模都小于20人，且以手工单台组

7、装调试为主，没有形成规模化生产。(3)产品质量不稳定由于当时利用重铬酸钾氧化原理的水质COD在线监测仪器为全新产品，国际上无经验可借鉴，将实验室.---COD的手工分析流程浓缩成机械化产品，高温、强酸等因素影响产品的稳定性，加之国内元器件质量不过关，使得整机的稳定性受到影响。(4)安装量小2001年前，全国已安装的COD在线监测仪器约百余台，且集中在经济发达省份(如江苏、浙江等)，而经济欠发达地区，几乎都没有安装COD在线监测仪器。3.2发展阶段2001年，国家环境保