一．發(fā)展現(xiàn)狀
1.擁有巨大的市場
中國是全球最大的水質(zhì)分析儀器市場之一，并已成為亞太地區(qū)的主導(dǎo)者。如此巨大的市場一方面來自于嚴(yán)格的政策法規(guī)。我國目前已將發(fā)展在線監(jiān)測作為政府控制水污染和保障水安全的重要技術(shù)路線，國控和地方控制的污染源排放口自動監(jiān)測以及分布在各地的江河湖泊的水質(zhì)自動監(jiān)測站，提供了大量的水質(zhì)分析儀器應(yīng)用機會。另一方面，中國作為一個制造大國，擁有全世界最為齊全的工業(yè)門類，工業(yè)的發(fā)展也促使著對于在線水質(zhì)分析儀器的需求。目前無論是火電、石化、煤化工等傳統(tǒng)的高耗水行業(yè)；還是在電子、醫(yī)藥等一些對于水質(zhì)要求極為嚴(yán)格的新興行業(yè)，都為在線水質(zhì)分析儀器帶來了普遍的應(yīng)用機會。
2.目前應(yīng)用情況
根據(jù)應(yīng)用目的的不同，在線水質(zhì)分析儀器可以分為監(jiān)測型和過程型兩類。其中監(jiān)測型主要用于單純的水質(zhì)監(jiān)測，以判斷水質(zhì)是否達(dá)到法規(guī)的要求，以及環(huán)境水質(zhì)和飲用水質(zhì)的預(yù)警，不參與水處理工藝過程控制。它監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)主要是COD、氨氮、總磷、總氮和重金屬等。而且對于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求更高，數(shù)據(jù)可以作為有關(guān)部門執(zhí)法管理的衣服。
而過程型在線水質(zhì)監(jiān)測儀器主要用于水處理工藝或者用水過程中的水質(zhì)監(jiān)測，所測量的水質(zhì)參數(shù)參與過程控制，以實現(xiàn)優(yōu)化水處理工藝，提升水處理效率的目的。同時，在保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，實現(xiàn)水處理過程節(jié)能降耗的目的。同時根據(jù)不同的水處理工藝需要監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)各不相同，總計可以超過數(shù)十種水質(zhì)參數(shù)。過程型在線水質(zhì)監(jiān)測儀對于儀器的可靠性和穩(wěn)定性要求更高，它要求儀器能夠可靠的反映水質(zhì)變化趨勢，為水處理過程控制提供依據(jù)。另外，對過程型分析儀器響應(yīng)時間的要求也明顯高于監(jiān)測型儀器。
目前，在我國過程型在線水質(zhì)分析儀在的典型應(yīng)用有：
- 石油化工行業(yè)，在線TOC分析儀已經(jīng)成為凝結(jié)水回用所采用的標(biāo)準(zhǔn)配置；
- 在自來水行業(yè)，采用氯及氯胺工藝的水廠采用在線消毒劑分析儀，如余氯、氯胺分析儀，從而實現(xiàn)節(jié)省水處理化學(xué)品，降低運行費用。
- 制藥工業(yè)，在線TOC分析儀的使用也成為了制藥用水有機雜質(zhì)監(jiān)測和控制的重要手段；
- 在市政污水處理行業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)，溶解氧的在線監(jiān)測降低了能耗和運行費用，同時保證了水質(zhì)的達(dá)標(biāo)；
- 目前營養(yǎng)鹽在線分析儀器也逐步開始應(yīng)用，以幫助污水處理廠實現(xiàn)除磷脫氯工藝的優(yōu)化控制，提升污水排放標(biāo)準(zhǔn)；
- 另外還有在線硬度、在線鈉離子分析儀用于優(yōu)化鍋爐的進(jìn)水處理工藝等。
二．存在的問題
中國在線水質(zhì)分析儀器市場發(fā)展迅速，政府的巨大投入使得監(jiān)測型在線水質(zhì)分析儀器得到了快速的發(fā)展。過程型在線水質(zhì)分析儀器開始大量采用，為水工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級、水處理工藝優(yōu)化控制、降低能耗提供技術(shù)支撐。但目前也存在不少問題，如：在線水質(zhì)分析儀目前主要采用傳統(tǒng)分析原理，新測量原理應(yīng)用較少，監(jiān)測型儀器所獲得的數(shù)據(jù)是各自獨立的，關(guān)聯(lián)性不強；基礎(chǔ)水質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立剛剛起步，數(shù)據(jù)的后處理和分析缺失，使得數(shù)據(jù)的價值沒有得到充分體現(xiàn)，無法為水環(huán)境預(yù)測預(yù)警提供支持。單純的依靠監(jiān)測型分析技術(shù)，對數(shù)據(jù)造假缺乏更有效的手段，在線水質(zhì)分析儀器的價值沒有得到充分的體現(xiàn)。
三．未來趨勢
新測量原理、新材料、新算法等的出現(xiàn)也推動者水質(zhì)分析儀器的發(fā)展。如新的測量原理：LIBS（激光誘導(dǎo)擊穿光譜）、HMA（混合多光譜分析）、MWDXRF（單波長色散X射線熒光分析），生物技術(shù)等逐漸被在線水質(zhì)分析儀器采用，因而將出現(xiàn)更多能夠?qū)崿F(xiàn)在線分析的水質(zhì)參數(shù)。
石墨烯、納米材料、生物芯片等新材料也為新測量原理在線水質(zhì)分析儀器的應(yīng)用提供了物質(zhì)支撐�；瘜W(xué)計量學(xué)將會在水質(zhì)分析中得到越來越多的應(yīng)用；各種新算法及水質(zhì)模型的出現(xiàn)，也將提升各種新型在線水質(zhì)分析儀器的功能及完善數(shù)據(jù)后處理，提供更多的有價值的水質(zhì)信息和數(shù)據(jù)。
對于水質(zhì)分析儀器未來的發(fā)展，智能化將成為在線水質(zhì)分析儀控制器的主流，將具有網(wǎng)絡(luò)功能，具有更多人機互動方式，如手勢、語音控制；通過云計算可實現(xiàn)儀器間數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)再處理。
其傳感器將主要朝小型化、低成本化發(fā)展，將可實現(xiàn)數(shù)據(jù)直接傳輸，更多的水質(zhì)參數(shù)可以實現(xiàn)在線監(jiān)測。軟件方面，除了儀器本身的控制軟件和數(shù)據(jù)分析軟件，各種通訊、數(shù)據(jù)分析及處理的應(yīng)用軟件出現(xiàn)，水質(zhì)識別軟件將成為現(xiàn)實。
此外，在線水質(zhì)分析儀器將具有自學(xué)習(xí)和自我管理、自適應(yīng)功能，能夠根據(jù)環(huán)境和操作者的變化，以及儀器自身狀態(tài)做出主動調(diào)整或預(yù)警；儀器能夠記錄和提醒各種使用維護(hù)信息，引導(dǎo)儀器使用人員做好儀器主動維護(hù)、備品備件管理以及儀器使用壽命預(yù)測等工作，提高工作效率。
不僅是儀器硬件和分析技術(shù)，軟件和數(shù)據(jù)處理技術(shù)也將是在線水質(zhì)分析儀器的重要組成部分。隨著，大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計算的出現(xiàn)，將改變以前分布在不同部門、不同個體的數(shù)據(jù)管理和信息的使用方式；來自于在線水質(zhì)分析儀器的大量數(shù)據(jù)可以迅速得到處理和分析，建立區(qū)域或流域水質(zhì)基線，建立目標(biāo)地區(qū)的水質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；構(gòu)建以水質(zhì)預(yù)測以及安全預(yù)警為目的的算法和數(shù)學(xué)模型，指導(dǎo)政府水務(wù)管理和人們的用水行為。
未來，我們是否可以在目前基于數(shù)學(xué)模型算法的創(chuàng)新技術(shù)基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)云計算的方式，進(jìn)行例如流域等大區(qū)域的水質(zhì)綜合預(yù)測預(yù)警，都是值得期待的。
