我国水质在线自动监测系统的发展历程与展望

发布时间: 2021-09-03浏览量: 

水质在线自动监测系统是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、计算机使用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一套综合性的在线自动监测体系。水质在线自动监测系统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,从而更好的为管理决策服务。
 

一、水质在线监测系统的发展历程

我国的水污染源在线监测发展相对国外来说起步较晚的,1998年开始才形成“水站”的概念。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。
 

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,在重点省份、重点行业开始推广使用,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。
 

2、发展阶段

2001年,国家环境保护总局颁布了化学需氧量(COD)自动在线监测仪产品技术要求(HBC6-2001),根据此技术要求,国家环境保护总局环境监测仪器质量监督检验中心对COD在线监测仪器进行了适用性检测,己有30多家企业的产品通过适用性检测。此阶段的特点有:

(1)产品逐渐多样化

根据环境管理要求和市场需求,在此背景下,国内生产企业开始研制其它水质在线监测系统,如COD、NH3-N、TOC、TN、TP水质五参数等在线监测仪器。

(2)产品质量逐渐稳定

经过几年现场的安装运行,逐渐摸索出适合中国国情的水质COD在线监测系统,从仪器各零部件的选择、采样方式、消解方式、数据传输等多方面对仪器进行了改进,使得仪器的稳定性得到飞速提高。

(3)生产厂家急剧增加

本阶段,国际上知名大企业开始逐渐进入中国市场,如岛津国际贸易有限公司、美国HACH 公司等都带来了自己先进的产品,国内生产厂商如雨后春笋般的涌现出来,如江苏就有8家COD生产厂商。


3、网络化阶段

2006年以后,尤其是“污染源减排三大体系能力建设”项目实施后,要求占COD污染负荷60%以上的国控重点污染源必须安装在线监测仪器,且必须联网运行。初步形成由地(市)、省、国家的三级网络。安装仪器数量增多、运行管理逐步规范,尤其是出现了一批专业化运营维护队伍,对水质在线监测仪器的发展起到了推动作用。

水质在线自动监测系统
水污染源自动监测系统
 

二、水质在线监测系统的展望

水质在线监测系统在发展历程中主要存在以下问题:

(1)产品集中度过低,企业规模偏小,缺乏长远利益的共识,竞争无序;

(2)产品品种单一,高新技术含量低,功能趋同化严重,质量难以持续稳定;

(3)缺乏产业规制,企业进出条件要求较低;

(4)资金紧缺,限制了发展。

和国外的连续自动监测产业相比,我国的连续自动监测产业尚处于发展初期,针对发展中存在的问题,不论是政府、水质在线监测系统生产企业还是排污企业自身都应该拿出积极稳妥的方案以应对国际和国内的竞争态势。
 

1、加强核心技术的研发,应对日益多样化的环境监测需求

连续自动监测企业应加强和高校和研究部门的合作,提高产品的技术含量,丰富产品种类,使产品功能多样化,增强企业的竞争实力,以应对环境监测和环境管理发展的需要,国家应根据未来环境管理发展的需要,加强技术引导,加大对关键技术的投入力度,提高并加快系统的国产化率,引导企业的技术走向。
 

2、加强企业间合作,促进仪器生产规模化

在配合产业规划,提高行业进入门槛的同时,对现有的连续自动监测仪器企业进行企业间合作和兼并的引导;对重点企业加大支持力度,出台减免税收等优惠政策;促使仪器生产规模化,尽快建立现代企业制度,淘汰作坊式生产和家族式管理模式,提高产品质量的稳定性。企业间的合作不仅应表现在技术的共同开发上,而是应更多地表现在市场的开拓、销售和运营维护的配合以及技术人员的培训上;兼并也不应仅表现在同类企业之间的以大吃小,而应更多地表现在不同类企业以及上下游企业间的优势互补上。


3、制定和修订相关规范

为配合污染源减排三大体系能力建设项目实施,环境保护部相继制定和修订了一系列标准,如《水质在线监测系统安装技术规范》、《水质在线监测系统验收技术规范》等,为规范水质在线监测系统的安装、运行奠定了基础。但是,随着环境管理的不断加强,随着仪器种类的不断增多,还应制定新的规范或标准,对己有不适应要求的规范标准要进行修订,如《水质在线监测仪器安装验收、安装标准》中,验收周期长、工作量大、低浓度指标要求过于严格等问题。


4、控制产品质量,执行环境监测仪器认证制度

加大对环境监测仪器的监督管理,建立和完善环境自动监测系统资质认证认可制度。适时完善环境监测仪器的发展规划和技术政策,明确水质环境监测仪器发展方向,指导和规范环境监测仪器的健康发展,避免企业盲从。要通过中国环境监测总站对环境监测仪器的技术水平和质量状况进行适用性检测,并向社会公布。


5、规范化运营和管理

在线监测系统的运营和管理是保证在线监测正常运转的基石,规范化的运营已是迫在眉睫。环境保护部对运营单位进行资质认可,对运营人员进行持证上岗考核,出台了《自动在线监测运营管理办法》,逐步规范了在线监测系统的运营。目前在线监测系统的运营己成为在线监测系统经济发展的增长点之一,运营管理已由无序向有序、由“游击”方式向专业化方向转变。


6、产业发展

(1)以目前人工采样和实验室分析为主向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展;

(2)由劳动密集型向技术密集型方向发展;

(3)由较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展;

(4)由单纯的地面环境监测向和遥感环境监测相结合的方向发展;

(5)环境监测仪器将向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化的方向发展;环境监测仪器向物理、化学、生物、电子、光学等技术综合使用的高技术领域发展。
 

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