
隨著全球范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)、水資源可持續(xù)利用以及水安全的日益重視,為滿(mǎn)足世界各國(guó)日趨嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求和不斷發(fā)展的水處理工業(yè)市場(chǎng)的需求,作為獲取水質(zhì)信息的源頭技術(shù),在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器及其應(yīng)用技術(shù)得到了巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)。同時(shí),計(jì)算機(jī)科學(xué)、分析化學(xué)、材料科學(xué)等相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,也為在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器技術(shù)的發(fā)展提供了可靠的技術(shù)支撐。國(guó)際水協(xié)會(huì)(IWA)的前身國(guó)際水污染研究協(xié)會(huì)(IAWPR)自1973年就開(kāi)始了組織主題為ICA(Instrumentation-儀表,Control-控制and Automation-自動(dòng)化)的專(zhuān)題會(huì)議,專(zhuān)門(mén)推廣和研究水處理領(lǐng)域的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器及過(guò)程控制的應(yīng)用。
為了解決傳感器測(cè)量復(fù)雜水樣的適用性問(wèn)題,也為了實(shí)現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)室人工分析方法步驟比較繁瑣或者測(cè)試條件要求較高的水質(zhì)參數(shù)的自動(dòng)分析,隨著自動(dòng)控制技術(shù)的采用,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器-水質(zhì)自動(dòng)化分析設(shè)備或裝置開(kāi)始出現(xiàn):儀器通過(guò)控制一整套的設(shè)備或裝置的自動(dòng)運(yùn)行來(lái)完成以前實(shí)驗(yàn)室人工分析的步驟,比如:過(guò)濾、加熱、加顯色劑、混合、測(cè)量等等;另外,為了保證長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的準(zhǔn)確度,還需要定時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn),以及定期的人工維護(hù)。這一類(lèi)在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多用于水質(zhì)成分指標(biāo)(TOC、SiO2、總磷、總氮、重金屬等)和評(píng)估性水質(zhì)綜合指標(biāo)(COD、堿度、硬度、生物毒性等)。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是分析化學(xué)、材料科學(xué)、電子科學(xué)以及包括計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在內(nèi)的系統(tǒng)工程成套自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展, 再加上水質(zhì)科學(xué)自身的發(fā)展與進(jìn)步,從以下介紹的多個(gè)維度共同推動(dòng)了在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器技術(shù)的發(fā)展。首先,在測(cè)量原理方面,除了傳統(tǒng)的電化學(xué)、光學(xué)、光電比色法原理,激光誘導(dǎo)擊穿光譜、混合多光譜分析、X射線(xiàn)熒光分析、三維熒光光譜、生物技術(shù)等各種新的測(cè)量原理被應(yīng)用到了在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器;同時(shí),流動(dòng)注射分析技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使得儀器分析時(shí)間大大縮短,增強(qiáng)了在線(xiàn)分析技術(shù)實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)。