在线沼气分析仪

随着国家对沼气能源的重视，越来越多的行业生产和回收沼气，如污水处理厂，垃圾填埋场等，对沼气成分的监测也就必不可少了。下面小编就简要介绍一下沼气分析仪在污水处理厂、垃圾填埋场的现场应用，以及在高校实验室中，沼气分析仪现场应用的常见问题和解决方法。污水处理厂的现场应用污水先通过截流井进入格栅间的粗格栅（打捞较大的渣滓）到格栅间的细格栅（打捞较小的渣滓）到沉砂池（以重力分离为基础，将污水中比重较大的无机颗粒沉淀并排除）再经过提升泵（提升水的高度），提升泵的出水进入生物处理设备（厌氧池、好氧池、缺氧池），生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放。污水处理厂工艺流程其中生物处理设备中有厌氧反应器，污水经过厌氧反应器后产生了沼气，其中CH4的浓度在50%-60%，沼气分析仪采样点就在厌氧反应器后的管道，可以测试出沼气中CH4、CO2、O2和H2S的浓度，样气中主要含水和粉尘，需要经过预处理后，进入仪器测试，通过测试沼气中可燃气体中的浓度（主要是CH4浓度）和沼气的日产量来判断该沼气能否适用。垃圾填埋场的现场应用垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放场地，垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好，近年来在国内被广泛应用。垃圾填埋场一般采用分层覆土填埋的方式对垃圾进行处理，堆积一层垃圾后再覆盖一层黄土，这样很容易降低垃圾的污染。垃圾填埋场中沼气是各个气井上的空压机施压将井底的沼气排出，汇总到主输出管道进入气水分离器，除去沼气中的水分和杂质，通过罗茨风机沼气进入原气压缩机，压缩和提高沼气中CH4的浓度，经过提纯后的沼气进行脱硫、脱碳，进入成品气脱水装置再次脱水，最后进入成品气压缩机制成成品气民用。垃圾填埋场工艺流程成品沼气中CH4的浓度在98%左右。沼气分析仪的采样点一般可在气水分离器后和成品气压缩机后的分支管道上，此处样气比较干净，但也必须经过预处理后，才能进入仪器测试，通过测试沼气中气体的浓度判断该气是否适用。对以上两种工艺现场的沼气成分监测，均适合使用在线的沼气分析Gasboard-3200，改产品采用自主研发的NDIR非分光红外技术和ECD长寿命电化学技术，可实时在线测量沼气中CH4、CO2、H2S、O2的体积浓度，测量精度高、结构简单、操作方便、实用性好，目前在国内外垃圾填埋、污水处理、厌氧发酵生产工艺和CDM计量等领域广泛应用。高校沼气项目常见问题和解决方案国内高校和研究所也对发酵产生沼气项目进行试验，需要便携的沼气分析仪对试验进程中每天产生的沼气进行监测。下图是华中农业大学秸秆发酵实验室：Gasboard-3200L现场应用沼气分析仪Gasboard-3200L可同时测量CH4、CO2、O2、H2S的体积浓度，在现场测试的过程中，结合现场使用经验以及返厂维修仪器的情况，以下几个问题需要留意：1仪器进水。沼气中含有大量水分，如果没经过除水或除水效果不好，沼气进入仪器时会带入液态水，导致传感器污染，仪器不能正常使用。2实验室发酵沼气产生量很少，一天一般只有300-500ml，但需要每天进行监测，样气不足，导致仪器测试数值的不准确和不稳定。3实验者对生产的沼气很有信心，对测试样气数据有疑问，但现场无标准气体进行验证。针对以上几个常见问题，解决方案如下：1沼气分析仪配备了预处理，针对水分较多的现场，建议在预处理后加入一个除水过滤器，能有效地除去沼气中的水分和污染物，保证仪器的传感器不进水。2现场沼气产量较少，导致测试值不准确，可通过和客户沟通，沼气过水后，采集起来，直接抽取进入沼气分析仪测试，流量范围在0.7-1.2L/MIN，抽取20s即可读取数据。3在销售过程中，最好建议客户配置标准气体，特别是CH4标准气体，客户对测试样气有疑问时，可测试标准气体，以验证是仪器问题还是沼气生产工艺问题。随着国家对沼气能源的重视，高校、科研部门与沼气相关的研究，大中型沼气工程等沼气相关项目的大量出现，沼气分析仪将有更大的市场和更好的发展前景。

本文介绍了检测沼气成分的五种主要方法:奥氏气体分析法、热催化燃烧检测法、热导元件检测法、气相色谱GC检测法、红外气体分析法，分析了这五种检测方法的特点及其在我国沼气服务体系中的适应性，并总结了目前最适宜我国大中型沼气工程沼气成分监测的分析方法是红外沼气成分分析技术。1、奥氏气体分析法 奥氏气体分析法是一种经典的化学式手动分析方法，该方法是利用溶液吸收法来测定CO、CO2和O2浓度，CH4和H2浓度则在爆炸燃烧法后用吸收法测定，剩余气体为N2。目前传统的奥氏气体分析方法在沼气成分检测中应用较少。针对农村沼气服务体系的特定应用，通常采用检测管法，该方法操作更简便，常用的检测管有H2S、O2、CO2、CO等，但没有直接测量CH4浓度的检测管，CH4浓度是通过计算所得，即100%-[ CO2 ]-[空气]-[H2S]-[ CO ]等，因此存在一定误差。 奥氏气体分析仪具有结构简单、价格便宜、维修容易等优点，常用于CO2、O2、CO、H2、烃类等气体浓度的测定，在实验室里应用广泛。但该仪器长期运行成本高，仅每年购买试剂和玻璃器皿至少要1万多元，且必须对气体进行人工取样，才可在实验室内进行分析，其中分析人员的操作技能和“态度”对分析的精确度也有着较大影响。同时奥氏气体分析仪只能对单一成分逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能，分析费时，操作繁琐，响应速度慢，效率低，难以实时在线地分析现场工况，现逐渐被全自动分析仪器替代。2、热催化燃烧检测方法 热催化燃烧检测方法是利用两只热催化（黑白）元件——补偿元件和桥臂电阻构成惠斯顿电桥加一恒定电压，将铂丝加热到500℃，当遇到空气中的可燃气体时，测量元件在催化剂的作用下，在元件表面发生催化反应，使得温度升高，阻值增大，电桥输出不平衡，以此来测定甲烷浓度。该方法是检测甲烷泄漏最简单、经济的方法，在我国煤矿安全检测领域具有广泛应用。但载体催化元件只能检测0~4％的甲烷浓度，当空气中甲烷浓度超过5％后，元件会发生“激活”现象，造成永久损坏。同时检测设备需要频繁标定，热催化元件的仪器使用寿命一般在1年内，精度较差（10%），而在高H2S条件下，易造成传感器中毒甚至报废，使用寿命大大缩短。3、热导元件检测方法 不同气体的导热系数存在差别，热导元件检测方法就是根据这一特性，来测定气体的体积浓度。沼气的主要成分是CH4和CO2 ，被测沼气的导热系数由CH4和CO2共同决定。对于彼此之间无相互作用的多组分气体,其导热系数可近似地认为是各组分导热系数浓度的加权平均值。因此,根据沼气的导热系数与各组分导热系数之间的关系,就可以实现沼气多组分气体浓度的测定。 目前该检测方法已广泛应用在煤矿瓦斯抽排领域，也可用于沼气中甲烷浓度的测量。但该类型传感器使用寿命一般在2年左右，且该传感器对于低浓度测量，具有较大局限性，如无法测量浓度低于5%的甲烷浓度，如果用于甲烷的泄露报警将会造成较大误差。4、气相色谱GC检测方法 气相色谱GC分析方法是利用气体物理吸附能力的差别，将采样的气体在色谱中分离然后,热导检测器通过热电阻与被测气体之间热交换和热平衡来实现其CH4、CO2、O2等气体浓度的检测，该检测方法分离效能高，对物理化学性能很接近的复杂混合物质都可以进行定性、定量检测，灵敏度较高。气相色谱分析原理示意图 由于柱温与载气对分离结果的具有较大影响，其中柱温对分离结果的影响比载气的大，所以在检测过程中，除了要经常更换色谱柱外，还需要对色谱柱温和载气流速进行适度的调节，以免影响分离结果造成误差。同时色谱价格相对较贵，需要采样，不能实现在线分析。5、红外气体分析方法 当对应某一气体特征吸收波长的光波通过被测气体时，其强度将明显减弱，强度衰减程度与该气体浓度有关，两者之间的关系遵守朗伯一比尔定律，也就是红外光谱检测方法的基本原理。红外气体分析技术作为一种快速、准确的气体分析技术在实际应用中十分普遍。由于该方法是采用物理原理，分析气体不与传感器发生反应，因此传感器使用寿命很长，该类型传感器不仅可以用于测量沼气泄露的低浓度报警，也可以用于高浓度的沼气成分测量。 由上表可知，红外气体分析技术相较于奥氏、热催化、热导元件、气相色谱气体分析技术，具有响应时间快、灵敏度高、使用寿命长、仪器操作方便等优势。但对国内用户而言，红外气体分析技术普遍存在NDIR传感器价格昂贵、维护困难、产品质量参差不齐等问题。针对这些问题，四方仪器对NDIR传感器进行了升级，将红外传感器进行模块化设计，一个传感器对应检测一个气体组分，拆卸维护方便，使得仪器在体积、性能、维护、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。 如沼气分析仪（智能便携型）Gasboard-3200Plus，采用自主知识产权的模块化红外传感器，可实现CO、CO2、CH4等多组分气体浓度的快速测量。同时其H2S、O2浓度测量可拓展，流速、流量可采集，体积轻量化，APP终端智能化等创新设计，弥补了沼气成分、流量一台仪器不可同时测量，长距离、大规模沼气项目监测设备不易携带，监测数据获取流程复杂等的不足，可广泛用于生物沼气、污水处理废气和垃圾填埋气体等沼气成分的可靠准确且经济有效的监测。在满足行业标准应用的同时，仪器测量组分还可根据用户需求定制，轻巧便携，实用性大大提高。模块化红外气体传感器工作原理6、结论 在沼气技术服务体系建设中，气体分析仪发挥了十分重要的作用，在选择配置时需要考虑仪器的使用寿命、功能、质量保障体系、实用性、性价比等因素。在奥氏吸收、热导元件、热催化、气相色谱、红外光谱的气体分析仪中，从寿命、功能、实用性等方面考虑，可优先选择红外方法的仪器；如果仅测量甲烷浓度或检测泄露，可以考虑基于热导和热催化原理的仪器；如果用于实验室定性与定量的精准测量，也可以考虑色谱分析方法。 但随着沼气生产和过程控制要求的逐渐提高，不断实现技术创新升级的红外沼气分析仪将逐渐取代奥氏吸收、热导元件、热催化、气相色谱等气体成分检测技术，成为我国大中小型沼气工程沼气成分监测与工艺过程调控必不可少的气体成分监测设备。（来源：沼气圈）

多年来，得益于中央投资的带动，中国沼气事业得到了快速发展。国家发改委日前发布《全国农村沼气发展“十三五”规划》，提出到2020年我国沼气总产量要达到207亿立方米，截至目前，我国沼气总产量为158亿立方米，这意味着未来5年内，沼气总产量将再增31.1%。 据悉，生物天然气工程和大型沼气工程已成为国家发改委、农业部推进农村沼气转型升级的核心方向，这两项工程的总投资超过“十三五”农村沼气工程总投资的60%。 总体来说，中国沼气正在逐步由过去的以户用沼气为主向多元化发展新格局转变。回顾过去，农村沼气可以用“成绩巨大、问题不少”来概括，究其原因，就在于业主对沼气工程各个环节上疏于管理。生物天然气工程是一个更为复杂的系统，从原料收集到生产过程再到副产品的利用消纳都必须保证中间环节的通畅，其整个过程就必须要集中的监测技术作为支撑，才能实现高效运行，进而显著提高经济效益。一、优化监测与厌氧发酵 厌氧消化器是大中型沼气工程的核心设备，微生物的繁殖、有机物的分解转化、沼气的生成都是在消化器里进行的。厌氧发酵是一个复杂的过程,预处理、接种比例、总固体浓度、原料、温度和外源添加物等因素都对厌氧发酵有显著影响。因此，除了要根据发酵原料选择适宜的工艺类型和消化器结构，通过监测系统掌握厌氧消化器的运行情况也是保障沼气工程高效运行的重点。通过监测数据对厌氧发酵工艺进行深入研究，探索改良性能的潜在可能，对发酵条件进行及时调整及优化，对提升产气效率和提高甲烷含量具有重要意义。 产甲烷菌二、优化监测与沼气提纯 沼气的主要成分是CH4和CO2，此外，还含有一些其他微量成分，如H2、H2S等。沼气并入天然气网，或用于车用燃料、发电、燃料电池等，一般都对其各组分有严格的要求。例如，沼气中通常含有60%以上的甲烷，而汽车天然气甲烷含量在90%以上。因此，需要通过采用变压吸附(PSA)、水洗、碳酸丙烯酯和碱溶液吸收等物理和化学方法，对沼气去杂纯化，使之成为CH4含量高、热值和杂质气体组分品质符合天然气标准要求的高品质生物天然气。 沼气经提纯成为生物天然气，既可替代汽油，也可替代现有的CNG作为车用燃料。与天然气相比，它具有可利用废弃物生产、不受气源和地域限制、可再生等特点。日产沼气3至4万立方米的沼气工程，提纯后可产2万立方米以上天然气，效益十分可观。使用沼气分析仪监测甲烷含量，掌握甲烷回收率、脱硫效率等关键数据，并据此进行厌氧发酵、提纯过程的工艺优化，可以显著提高沼气和生物天然气工程的经济效益。相应的，对沼气工程各个环节疏于管理，则会直接造成利润下滑，这也是为什么我国中小型沼气工程多数亏损的重要原因之一。 提纯装置出口沼气分析仪 三、优化监测与热电联产 在热电联产项目中，燃气轮机和热交换器被用来加热厌氧消化池和发电。沼气驱动的燃气发动机，通常要求沼气预处理系统的硫化氢（H2S）去除能力达到99.9%，因此需要进行沼气质量检验。持续的沼气监测使得燃料条件达到要求，从而保护发电机不会因为出现损坏和非计划停用而造成收益损失，并且能够帮助工作人员对内部再循环率和预处理水平进行调整，起到优化燃烧的作用。可以进一步说，提高燃烧效率和设备利用时间就是提高生物天然气工程的利润空间。 德国、瑞典等欧洲国家非常重视技术的持续创新，通过监测技术来提高产气效率和设备稳定性，同时降低沼气工程运行成本、人工和维护费，实现了沼气工程的产业化和市场化，并形成了行业的良性发展，他们的成功经验值得我们借鉴。 我国农村沼气转型升级的序幕已经拉开，在新的形势下，沼气产业要做大做强和实现可持续发展，就必须强化科技支撑和监管能力。展望沼气产业的未来，沼气工程专业化是大势所趋，沼气监测设备，不仅在支撑沼气工程高效运行、提升生物天然气经济效益上发挥着不可或缺的重要作用，也将成为推动沼气产业变革的一股不容小觑的积极力量。 版权声明:本文转载自微信公众号@沼气工程及其测控技术，如欲转载，请务必注明来源，违者必究。

随着我国沼气事业的蓬勃发展，产品智能化、使用方便化、检测科技化成为户用沼气及配套产品的发展趋势。为了便于诊断沼气池启动、维护和维修中遇到的问题，小编在此介绍一些沼气分析仪使用和维护的常见问题和解决方法，希望能帮助技术员们更好的掌握和使用。 检测原理目前应用较多的为红外检测方法。沼气中CH4和CO2对红外光吸收光谱中主要吸收峰波长为3.4μm和4.26μm，根据该波长被吸收光的强度计算出气体中CH4和CO2浓度。使用及维护方法为了保证检测数据的准确性，携带的便携式分析仪应轻置轻放避免撞击。到达现场应静置几分钟后开机检测，并且在检测中应保持分析仪的平稳。按下电源键开机，预热3~5 分钟。由于空气中甲烷含量很少，按下调零键用空气作为标准样品校正沼气成分分析仪。当被检沼气量较少或气压较低，开启检测仪自带的微型泵进行抽吸以保证进气量充足和均匀，使检测数据更为精确。当沼气量充足且气压较大时，可不用微型泵抽吸而直接检测。同一沼气样品读取3次检测的平均值作为最终检测结果。检测完毕后及时关闭检测仪。可配置最接近沼气成分的CH4:CO2为60:40的标准气体，对仪器进行校正并计算修正系数。 为了延长仪器的使用寿命和保证仪器的准确性，必须对被检测的沼气进行脱硫处理，避免因H2S气体带来的仪器设备腐蚀。同时建议再次接通硅胶干燥器( 部分仪器自带) ，充分吸收沼气中带来的水分，避免引起仪器腐蚀和数据偏移。当硅胶干燥剂由蓝色经吸水后变成粉红色，加热干燥后重新装入干燥器使用。常见问题及对策1.检测新池产气时同一气体甲烷含量差距很大原因：设备没有处于稳定状态；管路中空气未排净；测量时未进行气体置换。对策：分析仪开机后应静置3 ～ 5 分钟，测试时最好平放避免振动带来仪器偏差；新池中空气含量高，检测前应排空沼气管路中空气；每次测量后用洗耳球吸取空气，充分吹洗和置换分析仪内气体以保证测量的准确性。2.分析仪的进、出气口出现锈蚀现象原因：沼气中硫化氢气体在有水蒸汽存在条件下具有强腐蚀性，必须脱硫和脱水处理。对策：当不具备脱硫条件时，可将沼气用生石灰预处理后用于检测，也可起到脱硫的作用，但注意不要被石灰灼伤；分析仪进气口链接硅胶干燥器脱水处理，当硅胶颗粒变色后，高温加热后重复使用。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明来源

处理可降解有机物时，厌氧消化池的优良性能在宏观上通常表现为沼气产量较高且消化池运行稳定；而在消化池内部，可降解有机物的停留时间以及有机物和活性微生物之间的实际接触在很大程度上决定了厌氧反应器的性能。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。 一般来说，对于厌氧消化池这样的半连续进料系统而言，为了达到有机物基质和微生物之间的良好接触效果，搅拌是最有效，也最可行的手段。确保发酵罐内物料被充分搅拌的原因如下： 1)使新鲜底物接触有生物活性的发酵液而被接种 2)使得发酵罐内的温度与营养物质均匀 3)使得底物中的沼气更快排放常见的搅拌方法1.池内机械搅拌 即在池内设有螺旋桨，通过池外电机驱动螺旋桨转动对消化混合液进行搅拌，搅拌所需能耗约为0.0065kw/m3。每个搅拌器的较好搅拌半径为3~6m，如果消化池直径较大，可设置多个搅拌器，呈等边三角形等均匀方式布置。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。 对于消化池顶轴承的气密性问题，可采用在搅拌轴上焊接水封罩、消化池顶盖上设水封槽等方式解决，水封罩在水封槽内转动可起到密封作用，水封槽内的水深则可据消化池内气相压力而定。2、水泵循环消化液搅拌 采用循环泵作为动力，通常在池内设射流器，由池外水泵压送的循环消化液经射流器喷射，从喉管真空处吸进一部分池中的消化液或熟污泥，污泥和消化液一起进入消化池的中部形成较强烈的搅拌，所需能耗约为0.005kw/m3，用污泥泵抽取消化污泥进行搅拌可以结合污泥加热一起进行。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。3、沼气搅拌 将沼气经压缩机压缩后送入搅拌器，在搅拌器竖管内形成提升力，带动液体循环从而达到搅拌的目的。实质上是气提泵的原理，有利于使沼气中的co2作为产甲烷的底物被产甲烷细菌利用，搅拌所需能耗为0.005~0.008kw/m3，所用压缩机必须保证绝不漏气，以免吸人空气或泄漏沼气引起爆炸。沼气搅拌的方式有三种： 1）气提式搅拌：将沼气压入设在消化池的导流管中部或底部，使沼气和消化液混合后，含沼气泡的污泥密度减小后沿导流管上升，使消化池内消化液不断循环搅拌达到混合的目的。 2）竖管式搅拌：根据消化池直径大小，在池内均匀布置若干根竖管，经过加压的沼气通过沼气配气总管分配到各根竖管，再从竖管下端喷出起到搅拌混合的作用。 3）扩散式搅拌：经过压缩的沼气通过安装在消化池底部的气体扩散器在消化池内产生消化液的旋转流动，起到搅拌混合作用。红外沼气分析仪gasboard-3200系列。常见的搅拌装置1、顶装式搅拌器 顶装式搅拌器是指驱动装置固定在池顶中心，通过竖轴驱动叶轮对物料进行搅拌混合。根据叶轮型式不同又分为浆叶式和套筒式。浆叶式在不同高度设置几层搅拌浆叶；套筒式在中心设置循环管，叶轮在套筒中，在电机驱动下对物料进行提升循环。 优势：安装、拆卸方便，维护简单；搅拌轴长度和搅拌桨层数在一定范围内可任意选用；因传动、支撑部分在液位上方，可在无密封的条件下使用，也可按照用户使用要求加装填料密封或机械密封组件；用普通电机直接连接或与减速机直接连接，配套组件安装形式多样化；桨叶的形状，根据用途选择；轴封以填料密封居多，但对于真空及承受压力比较高的，采用机械密封。 劣势：桨板需配备一套驱动装置，加大了企业的投资成本及运营费用；若驱动装置技术不过关，易出现漏气情况。2、潜水搅拌器 潜水搅拌器适用于所有湿式发酵底物及立式发酵罐，但不适用于特别高粘度的物料。由于发酵罐需要全部密封，所以电缆、提升装置都需要特殊处理，但在流态计算和控制上较为容易。 优势：产生的湍流能在发酵罐内产生很好的搅拌作用，打破浮渣和沉积层；具有很好的移动性，因此能在整个发酵罐进行选择性的混合搅拌。 劣势：考虑到导轨，发酵罐内有许多移动部件；维修时需要打开池顶，维护检修较为麻烦，且安全上存在一定风险；间歇搅拌时搅拌中可能出现浮渣和沉积层。3、侧装式搅拌器 侧装式搅拌器的电机和减速机在池体外侧，叶轮在池内。有底部水平安装和顶部斜装式，斜装式还可在一定范围内调整搅拌角度，典型的应用是在顶部设置气柜，但无法安装在搅拌机一体化的消化池内。电机和减速机维修方便，但机封和轴承的维修更换较为不便。4、线性搅拌器 线性搅拌器适用于湿式发酵底物及立式发酵罐。该搅拌器通过传动装置将电机的转动转变为线性往复运转，带动圆环形搅拌叶轮运动，从而对池内液体进行搅拌。这种搅拌机会在发酵罐内产生恒定流动，水力循环在接近中心处向下，在靠近管壁处方向向上。 优势：可实现发酵罐内的良好混合；发酵罐内几乎没有可移动的部件；发酵罐外的驱动无需维护；薄的堆积层可直接卷入底物中；能预防持续沉淀和堆积的出现。 劣势：固定式安装，有不完全混合的风险；发酵罐的部分地方可能出现堆积层，特别是靠近边缘的部分；轴承承受较大压力，可能产生较大的维护费用。影响搅拌效果的因素1、搅拌强度 研究表明，随着机械搅拌转速的提高，cod的去除效果明显提高，对于高固体浓度有机物的厌氧消化而言，需用低转速、高扭矩、大浆叶的搅拌器来完成。2、搅拌频次 在实际操作中，一般采用间歇式搅拌方式进行搅拌效果较好，如每30分钟搅拌约5分钟，每小时搅拌10~15分钟，每两小时搅拌25~35分钟等，或者每天持续搅拌数小时也可达到目的。3、搅拌所需的能耗 进行混合搅拌所需的功率消耗大约在10~100whm3之间，这些跟反应器的类型、搅拌方式等有很大关系。据估算，规模化沼气工程运行时，搅拌电耗在整个工程运行电耗的50%左右，所以当节约能耗成为沼气工程运行的首要任务时，搅拌效果则受其影响很大。 搅拌是厌氧消化过程中至关重要的影响因素，作为一种解决传质困难、物化及生化性状不均一等问题的手段，搅拌在厌氧消化过程中发挥着不可或缺的作用。随着近年来国内外规模化沼气工程的不断发展，混合搅拌技术的应用将会有着巨大的前景。（来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术）

正值中国共产党第十九次全国代表大会胜利召开之际，2017年10月17日-20日，中国沼气学会学术年会作为第15届国际水协会厌氧大会（简称AD15）边会，与AD15大会同期在国家会议中心顺利召开。武汉四方光电科技有限公司作为世界厌氧大会AD15金牌赞助商与企业代表携手全资子公司四方仪器自控系统有限公司出席盛会，四方仪器沼成分及流量测量新品——沼气分析系统Gasboard-9061和超声波沼气流量计BF-3000B也悉数亮相。本届沼气年会由中国沼气学会、清华大学、德国农业协会主办。会议作为世界最有影响力、规模最大的专业级AD15大会的边会，以“创新、发展、和谐、共享”为会议主题，聚集了来自世界各沼气工程领域的专家、学者、企业代表等800余人参会，与会人员围绕产业政策与发展趋势、创新技术与模式、工程应用与案例、厌氧消化技术等议题展开了研讨，为促进国内沼气工程技术进步，加快国内沼气行业发展国际化进程，推动我国沼气事业蓬勃发展献计献策，以更好地服务于生态文明建设，服务于“美丽中国”建设。 2017年中国沼气学会学术年会暨中德合作论坛开幕式现场10月19日，2017年中国沼气学会学术年会暨中德合作论坛开幕式拉开序幕。中国沼气学会理事长张凤桐，农业部科技教育司副司长李波，农业部科技教育司能源生态处处长陈彦宾，中国沼气学会秘书长、清华大学环境学院教授王凯军，农业部农业生态与资源保护总站首席专家、中国沼气学会副理事长李景明，中国沼气学会副理事长、西北农林科技大学教授邱凌，农业部农业生态与资源保护总站可再生能源处处长李惠斌等出席开幕式并致辞，会议由王凯军主持。会上，学会领导高度评价了由四方光电赞助的首届“四方杯”沼气创新创业大赛，并与公司达成共识：未来五年连续支持学会开展”四方杯”沼气创新创业大赛，助力沼气行业技术创新与发展。10月15日，“四方杯”沼气创新创业大赛总决赛现场在本届AD15大会和沼气学会年会上，四方光电董事长熊友辉博士受邀作了Low cost Laser Raman Gas Analyzer for Anaerobic Fermentation and Bio-methane Process Monitoring与“激光拉曼光谱气体分析在大型沼气生物天然气工程中的应用探索”的主题报告。熊博士在AD15大会现场作专题报告报告中，熊博士分析总结了大型沼气和生物天然气制取全流程监测的行业背景，系统阐述了提高沼气和生物天然气经济价值的解决方案及激光拉曼光谱气体分析仪在大型生物天然气工程中的应用优势。他指出优化生物天然气制取过程中气体成分及流量监控是提高生物天然气经济价值最有效的途径，而激光拉曼光谱气体分析技术相较于其他气体分析技术，更能满足大型沼气和生物天然气工程全流程监测的需求。大型沼气和生物天然气工程全流程监控解决方案 目前，国内外对生物天然气制取过程中气体成分监测多采用红外(NDIR)、色谱(GC)、质谱(MS)气体分析技术，但这些技术在实际应用中又存在诸多局限：NDIR不能分析对称结构无极性双原子分子(O2、N2、H2)及单原子分子气体，且量程范围小；GC使用需要载气和耗材，响应时间长，专业性要求高；MS价格昂贵，维护成本高，操作复杂。而激光拉曼光谱气体分析仪响应速度快、使用操作简单，性价比高，可满足生物天然气制取过程中全组分、全流程的实时监测需求。此外，激光拉曼光谱气体分析仪不仅可以测量常规的沼气成分（CH4、CO2、O2、N2、H2S），还可以测量沼气状态工程指标参数（CO、H2）,生物天然气微量H2S和露点，燃烧尾气，甚至是沼气工程中VFA、NH3、Siloxane（有待实验）等。同时激光拉曼光谱气体分析仪可实现对多个监测点的实时监测。因此，熊博士提出：一套激光拉曼光谱气体分析仪器可解决沼气生产与生物天然气制取过程中所有取样点的监测。激光拉曼光谱气体分析仪对于生物天然气流程各监测点的全覆盖2012年，由四方光电牵头承担的“激光拉曼光谱气体分析仪的研发与应用”项目获得“国家重大科学仪器设备开发专项”立项，其研发生产的激光拉曼光谱气体分析仪LRGA-6000除可广泛应用于废水厌氧发酵沼气监测、固体废弃物厌氧发酵沼气监测、甲烷回收项目气体监测、二氧化碳回收项目气体监测等沼气工程领域外，在发电厂、化肥、炼油、石油、油田录井、煤化工、钢铁厂、水泥、陶瓷、生物工程等众多工业生产领域均发挥着重要作用。LRGA-6000能测量几乎所有气体成分，一台仪器可同时测量多种气体成分，适合复杂混合气体的测量，同时还可集成多项功能，以满足不同应用的需求。作为行业领先的沼气工程监测解决方案提供商，四方光电全资子公司四方仪器携自主研发的沼成分及流量测量的专利新产品——稀释法红外沼气分析系统Gasboard-9061和旁流式超声波沼气流量计BF-3000B亮相本次盛会，并吸引了众多业内人士参观及咨询。四方光电-四方仪器展位现场沼气分析系统Gasboard-9061获“稀释法沼气成分测量”技术专利，气体分析单元沼气分析仪荣获“国家重点新产品”，适用于高湿、高H2S含量的沼气监测环境。稀释法沼气成分测量专利技术可将高湿、高H2S含量的沼气进行稀释，有效避免水分凝结对管路及传感器的影响，同时降低H2S气体浓度，延长H2S传感器使用寿命，无需复杂昂贵的预处理单元；气体传感器均采用模块化设计，拆卸更换方便，即插即用，使用和维护成本低；系统搭载超声波气体流量检测单元，可同时检测样气与稀释样气的流量和稀释比。超声波沼气流量计BF-3000B获“超声波同时测量沼气成分与流量”与“旁路式超声波气体流量测量”两项国家发明专利。创新采用旁路式超声波气体流量测量技术，针对高腐蚀、高湿度沼气流量测量，可有效解决传感器被腐蚀、水分冷凝干扰、CO2干扰等测量难题。独创沼气成分与流量同时测量技术，并具备温度、压力补偿功能，可实现沼气流量、成分、温度及压力的同时测量，极大地降低了企业的运行成本。自四方仪器2010年创立以来，始终致力于为沼气工程监测提供整套解决方案，2013年，公司“沼气工程物联网系统及其关键技术研究”项目通过湖北省科技厅成果鉴定，达到国际先进水平；同时，该项目获得国家工信部物联网发展专项资助。截止到目前，公司已为我国多个省份建成沼气工程物联网监测系统，核心技术共申请专利35项，拥有专利权15项，完成软著登记32项，注册商标7项，产品辐射全国各地并出口到近80个国家和地区。科学仪器设备是引领和支撑自主创新的利器，是助推经济社会发展和民生改善的重要技术支撑。今后，四方仪器还将继续加强企业自主创新与产品研发力度，为沼气工程监测提供更加先进、完善的整套解决方案，助力沼气事业的蓬勃发展。

11月21日，为期三天的第十一届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会在南京国际展览中心开幕，海能应邀参展，并为大家带来技术分享。此次大会共有70场学术报告及壁报交流，同时有约100家国内外知名企业参展。现场聚集了石油、化工、环保、矿业、医药、冶金、电力、钢铁、食品等领域专家，就在线分析仪器产品、应用、新技术及产业发展的问题展开交流分享。 大会继承发扬前十届的学术风格，围绕“高效、优质、低耗、安全、环保”的主题来开展学术交流和展示活动。海能于会上分享报告，为大家带来气相-离子迁移谱（GC-IMS）在线（车载）监测痕量VOCs的技术分享，希望能为环境监测工作者提供更多参考。 此次大会为国内外在线分析研究学者提供了一个便捷的交流平台。海能应用工程师向多位环境领域专家学者介绍了GC-IMS环境气体分析仪及其应用方案，大家就GC-IMS在线监测痕量VOCs的应用展开深入交流。通过沟通交流，我们对环境领域的现状的了解和自身能够提供的技术支持更为契合。 GC-IMS环境气体分析仪，专注环境中痕量VOCs的检测，在无需样品预浓缩的情况下检出限可低至ppbv级别；仪器内置自动采样装置，分析前软件可内置待测目标物标准曲线，检测后屏幕实时显示目标物浓度；仪器亦可设置报警阈值，超出阈值后机器自动报警；仪器体积小、重量轻、便携性能好、检测速度快、可车载，在很多环境检测领域均有重要用途。 应用领域汽车舱内VOCs快速在线检测建筑室内VOCs在线检测家用电器异味现场检测TICs应急监测污水周围异味检测天然气加臭剂含量控制生产过程控制（沼气中硅氧烷、过滤器效率监控） 应用实例此次交流学习的时间虽然短暂，但我们收获很多。希望未来GC-IMS技术在环境VOCs分析领域能够得到更为广泛的应用，为科技工作者提供更多的选择和参考！

在现代化社会发展中，快速的经济建设给环境保护带来了诸多难题，其中尤以水质在线监测任务尤为突出，存在着监测数据单一不准的隐患，更有甚者是在线分析仪数据被篡改时有发生，为此，环境部门更新了新国标HJ35X-2019技术标准。 水质质控仪是近几年随着环境管理的不断完善，为了有效质控在线分析仪的的一种以实现远程自动对在线分析仪器数据准确性为目的的质控设备，通过水质质控仪的多种质控方式如立即质控、周期质控和定时质控，和质控模式对在线分析仪器提供相应浓度的标准物质，以获取其在线监测周期内的数据，以远程数据传输方式将其传送至监控控制平台，在大屏幕就可以快速的了解到远程检查水质在线分析仪器是否正常工作、数据的偏差及数据是否有效。闲时质控功能也可以自行判断在线的工作时间和工作状态，在远程平台前查看和比对现场的监测数据和在线工作时间，有效抑制了在线监测数据篡改的风险。 水质在线监测数据的真实性、准确性和代表性一直困扰着环境管理者，也是环境工作的首要任务，水质在线质控仪在系统内的应用后，困扰的疑问将慢慢解开，数据比对已然成为环境监测的必修科目！B2040在线硅酸根分析仪是在消化吸收国内外新技术、总结多年现场实践经验的基础上推出的新一代在线分析仪表，该仪器可以广泛地应用于火力发电厂、化工行业等生产现场，及时准确地对水中的硅酸根含量进行监测，保证设备的安全、经济运行。仪器特点1、先进的嵌入式单片机技术 2、精巧结构、盘式安装、全铝框箱体，美观坚固、抗干扰能力强；3、大屏幕点阵液晶，显示内容直观、丰富；4、可编程实现1～6通道切换；5、可编程修改通道测量周期，有效节省试剂；6、抛弃蠕动泵和精密计量泵，采用恒压式加药原理，结构简单、计量精度高、免维护；技术参数测量范围：（0～100）μg/L或（0～200）μg/L或（0～2000）μg/L（定货时的指定）仪器示值误差：±2%F.S重 复 性：1%测量周期：可编程设置1-99分钟，最短10分钟稳 定 性： 基线漂移：使用空白校准，空白漂移无影响。化学漂移：±1%F.S/24h（视试剂稳定性而异）样品条件： 流量：(150～300)mL/min 温度：（5～50）℃水样允许固体成分：不大于5微米（不允许有胶状物出现）环境温度： （5～45）℃环境湿度： 不大于90%RH（无冷凝）试剂消耗： 不大于3升/30天/种（3种试剂）显 示：320×240点阵液晶，中文菜单隔离输出：（4～20）mA（隔离输出，每个通道一个）电 源：交流（85～265）V、频率（45～65）Hz功 率：60W外形尺寸：690mm×450mm×300mm开孔尺寸：645mm×410mm重 量：22kg报 警：断样报警、上限报警创新点：1、具有温度测量功能，可以根据温度进行测量数据补偿；2、采用**光源和光电池，寿命长、漂移小、稳定、可靠；3、具体黑匣子功能，可查询历史数据、运行记录、校准记录；4、宽电压（85～265VAC）、宽频率（45～65 Hz），能够适应多条件需求。

2010年中国工业过程分析仪器市场规模由2006年的19.2亿增长到35.3亿元。　　2011年，随着生物沼气、生物制油等环保新能源产业的进一步发展，工业过程分析仪器市场增长速度将迅速恢复到金融危机前水平，达到15%以上的年增长率。2012年到2014年，下游产业逐渐步入景气性周期，将对过程分析仪器市场产生明显的拉动作用。工业过程分析仪器行业将呈现快速增长的趋势，预计增长率在15-20%之间。　　据了解，中国在线分析仪表起步较早，在上世纪五六十年代就有一批国企、军工背景的仪表厂商提供各种类型的在线分析仪表。随着工业生产自动化水平的提升以及生产流程安全高效运行要求不断提高，在线气体分析仪器在工业过程控制中得到了越来越多的应用。　　300亿：工业过程分析仪需求量巨大　　业内专家指出，我国的在线分析仪器，近几年一直保持迅速的增长趋势，为我国石油、化工、电力等大型化和整体装备的提升，以及对节能降耗、治污减排、安全生产都做出了重要贡献。但与工业发达国家相比，工业过程分析仪器行业在我国的应用水平仍较低。随着我国国民经济和第二产业的迅速发展，特别是水泥、冶金、石油化工等行业产业升级和固定资产投资持续增长，必然带来我国的工业过程分析仪器的大发展和广阔的市场前景。　　“十二五”期间，工业过程分析仪器仍将保持15%增长率，预计2011-2015年市场总规模可达300亿元以上。　　从国家产业政策来看，传统重工业整合趋势明显。国家不断出台政策推进行业兼并重组，提升产业集中度。从短期看，产业调整政策对传统重工业的过程气体分析市场可能产生一定的负面影响，尤其对小型企业影响更为明显。随着中国产业升级的不断提高，中国工业技术水平的不断提高和节能减排政策的推行，未来3-5年，在线气体分析仪表市场将获得较高的增长。　　新趋势：由工业生产扩散至环保　　除传统工业市场外，过程气体分析仪器在天然气、生物制药、航空航天、污水处理等环保以及生物沼气、生物制油、垃圾填埋等新能源行业发展前景良好。　　“十二五”是我国环境保护事业充满希望的五年，也将是环境监测事业大有作为的五年，监测事业站在新的历史起点上，面临着难得的发展机遇。根据规划，“十二五”期间，环境监测的目标将是全面构建覆盖环境监测各监测技术手段、实现环境监测全程序质量管理为目标的质量管理体系，确保环境监测数据的“代表性、准确性、精密性、可比性和完整性”。而实现以上精密、准确、完整、可靠等方面的数据测量必将对在线分析仪表形成巨大的需求。　　研究表明，预测2013年前后国内环境监测仪器的运营规模大约为：空气在线自动监测系统约3000套以上 水质连续自动监测系统约800-1000套左右 污水在线自动监测系统约15000套左右 烟气在线自动监测系统13000套左右。各类环境监测仪器的市场规模将持续增长，伴随而来的是对环境监测设施运营服务需求的不断增长。　　据调查，目前在中国工业过程分析仪的市场上，国外品牌占领着国内的高端过程分析仪器和环境监测市场，如西门子、ABB、赛默飞世尔、美国哈希、日本横河等 国内企业则主要占有中低端过程分析仪器和环境监测市场，这些企业主要包括聚光科技、雪迪龙、天融、河北先河、重庆川仪等。也有一些企业开始加大研发力度，提高技术实力，盯紧高端分析仪器市场。

作为提高工业技术水平的重要工具，近年来我国工业过程分析仪器市场规模一直保持迅速的增长趋势。根据中国仪器仪表行业协会的数据，2009年分析仪器包括煤质分析仪器，煤质分析仪，煤质分析设备，煤质分析仪器仪表工业过程分析仪器、实验分析仪器、环境监测专用仪器仪表工业总产值、工业销售产值均保持了稳步增长。2010年中国工业过程分析仪器市场规模由2006年的19.2亿增长到35..3亿元。　　仪器仪表是战略性新兴产业，”十二五”期间国家将会更重视科学仪器的应用与发展，会加大对科学仪器的扶持力度。在线分析仪器和环境检测仪器，由于各种直接测量新技术的应用，和分析采样技术的逐步完善，使得在线分析仪器在各行业中获得更广泛的应用，为质量更可靠、生产更安全方面作出了新的贡献。　　2011年，随着生物沼气、生物制油等环保新能源产业的进一步发展，工业过程分析仪器市场增长速度将迅速恢复到金融危机前水平，达到15%以上的年增长率。2012 年到2014 年， 下游产业逐渐步入景气性周期，将对过程分析仪器市场产生明显的拉动作用。工业过程分析仪器行业将呈现快速增长的趋势，预计增长率在15-20%之间。　　据笔者了解，中国在线分析仪表起步较早，在上世纪五六十年代就有一批国企、军工背景的仪表厂商提供各种类型的在线分析仪表。随着工业生产自动化水平的提升以及生产流程安全高效运行要求不断提高，在线气体分析仪器在工业过程控制中得到了越来越多的应用。　　300亿：工业过程分析仪需求量巨大　　业内专家指出，我国的在线分析仪器，近几年一直保持迅速的增长趋势，为我国石油、化工、电力等大型化和整体装备的提升，以及对节能降耗、治污减排、安全生产都做出了重要贡献。但与工业发达国家相比，工业过程分析仪器行业在我国的应用水平仍较低。随着我国国民经济和第二产业的迅速发展，特别是水泥、冶金、石油化工等行业产业升级和固定资产投资持续增长，必然带来我国的工业过程分析仪器的大发展和广阔的市场前景。　　“十二五”期间，工业过程分析仪器仍将保持15%增长率，预计2011 -2015年市场总规模可达300亿元以上。　　从国家产业政策来看，传统重工业整合趋势明显。国家不断出台政策推进行业兼并重组，提升产业集中度。从短期看，产业调整政策对传统重工业的过程气体分析市场可能产生一定的负面影响，尤其对小型企业影响更为明显。随着中国产业升级的不断提高，中国工业技术水平的不断提高和节能减排政策的推行，未来3-5 年，在线气体分析仪表市场将获得较高的增长。　　新趋势：由工业生产扩散至环保　　除传统工业市场外，过程气体分析仪器在天然气、生物制药、航空航天、污水处理等环保以及生物沼气、生物制油、垃圾填埋等新能源行业发展前景良好。　　“十二五”是我国环境保护事业充满希望的五年，也将是环境监测事业大有作为的五年，监测事业站在新的历史起点上，面临着难得的发展机遇。根据规划，“十二五”期间，环境监测的目标将是全面构建覆盖环境监测各监测技术手段、实现环境监测全程序质量管理为目标的质量管理体系，确保环境监测数据的“代表性、准确性、精密性、可比性和完整性”。而实现以上精密、准确、完整、可靠等方面的数据测量必将对在线分析仪表形成巨大的需求。　　研究表明，预测2013 年前后国内环境监测仪器的运营规模大约为：空气在线自动监测系统约3000 套以上 水质连续自动监测系统约800-1000 套左右 污水在线自动监测系统约15000 套左右 烟气在线自动监测系统13000 套左右。各类环境监测仪器的市场规模将持续增长，伴随而来的是对环境监测设施运营服务需求的不断增长。　　据调查，目前在中国工业过程分析仪的市场上，国外品牌占领着国内的高端过程分析仪器和环境监测市场，如西门子、ABB、赛默飞世尔、美国哈希、日本横河等 国内企业则主要占有中低端过程分析仪器和环境监测市场，这些企业主要包括聚光科技、雪迪龙、天融、河北先河、重庆川仪等。也有一些企业开始加大研发力度，提高技术实力，盯紧高端分析仪器市场。

目前在线水质分析仪器的控制器普遍具有自动运算、统计、图形显示、趋势分析等数据处理功能，同时，一般具有自动诊断、故障报警功能，方便仪器运行及维护人员及时发现和解决仪器的问题。现在采用通用控制器也已经成为趋势，同一种型号的控制器可以同数十种传感器连接，由此给仪器制造厂和用户都带来了好处。仪器制造厂可以实现控制器的大批量生产，取得规模效益。通用控制器降低了仪器技术服务的复杂程度，也可以降低厂家的服务成本。带给使用者的好处也是显而易见的，在保证水处理工艺工程正常运行的同时，可以减少水质分析仪器零备件的库存压力。通用控制器也让操作者减少了学习的时间，可以更快地掌握仪器的使用及维护技能。同时，新型的“数字化”传感器可以被通用控制器自动识别，具有“即插即用”功能，极大地减轻了安装维护人员的劳动强度。 对于一些需要复杂样品处理的水质参数(如总磷、总氮、COD等)，仪器都配置有成套的样品预处理系统，在内置微处理器的控制下，可以自动完成水样过滤、高温、高压消解等一系列操作，极大地加快了分析速度，降低分析人员的劳动强度。在通信及数据传输方面，RS232、RS485 以及Profibus. Modbus 等现场总线技术也在在线水质分析仪器上得到了普遍应用，为实现水质监测数据的实时传输及水处理过程的自动控制提供了支持。 最近，得利特（北京）科技有限公司在消化吸收国内外新技术、总结多年现场实践经验的基础上推出的新一代在线分析仪表-在线硅酸根分析仪。该仪器可以及时准确地对水中的硅酸根含量进行监测，保证设备的安全、经济运行。 仪器特点1、采用嵌入式单片机技术 2、精巧结构、盘式安装、全铝框箱体，美观坚固、抗干扰能力强；3、大屏幕点阵液晶，显示内容直观、丰富；4、可编程实现1～6通道切换；5、可编程修改通道测量周期，有效节省试剂；6、抛弃蠕动泵和精密计量泵，采用恒压式加药原理，结构简单、计量精度高、免维护；7、具有温度测量功能，可以根据温度进行测量数据补偿；8、采用**光源和光电池，寿命长、漂移小、稳定、可靠；9、具体黑匣子功能，可查询历史数据、运行记录、校准记录；10、宽电压（85～265VAC）、宽频率（45～65 Hz），能够适应多条件需求；技术参数测量范围：（0～100）μg/L或（0～200）μg/L或（0～2000）μg/L（定货时的指定）仪器示值误差：±2%F.S重 复 性：1%测量周期：可编程设置1-99分钟，最短10分钟稳 定 性： 基线漂移：使用空白校准，空白漂移无影响。化学漂移：±1%F.S/24h（视试剂稳定性而异）样品条件： 流量：(150～300)mL/min 温度：（5～50）℃水样允许固体成分：不大于5微米（不允许有胶状物出现）环境温度： （5～45）℃环境湿度： 不大于90%RH（无冷凝）试剂消耗： 不大于3升/30天/种（3种试剂）显 示：320×240点阵液晶，中文菜单隔离输出：（4～20）mA（隔离输出，每个通道一个）电 源：交流（85～265）V、频率（45～65）Hz功 率：60W外形尺寸：690mm×450mm×300mm开孔尺寸：645mm×410mm重 量：22kg报 警：断样报警、上限报警

一、项目背景 为彻底解决养殖面源污染，实现养殖社会效益的双赢，某养殖公司建成投产集粪污处理和天然气、有机肥生产于一体的大型沼气综合利用工程。 沼气的主要成分是甲烷（CH4），通常占比50%～80%，其特性与天然气相似，空气中如含有8.6～20.8%（按体积计）的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体。为了能够安全、可靠地对其进行利用，必须对气体收集、提纯、回收利用等环节进行监测，以支撑沼气工程实现高效运行。 二、项目实施 技术方案 产品原型 红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500 防爆式设计，采用国际领先的非分光红外气体分析技术及长寿命电化学传感技术，可同时在线测量CO、CO2、CH4、C3H8、SO2、NO、O2等气体的体积浓度。 三、方案价值 发酵罐出口监测：使用户能够第一时间掌握发酵罐厌氧发酵状况，从而能够及时、准确地调节发酵罐进出料，保障厌氧消化高效、稳定运行，提高沼气工程产气效率。脱硫水洗塔出口监测：帮助用户直观地了解脱硫效率，有依据的进行脱硫工艺调节优化，同时有效降低有毒气体H2S排放污染。 提纯装置出口监测：对沼气中CH4/H2S/CO2成分进行监测，可以让用户准确了解提纯效率、H2S含量，为生物天然气销售以及环保排放监测提供参考数据。 四、项目现场

沼气作为一种可再生的清洁能源，其在农村的应用日益广泛，但其安全性也成为影响推广的一个重要问题。 近年来，对于沼气工程运行管理的监控已经成为沼气行业中一个重要的问题。物联网是一种新兴的信息技术，可以基于传感技术、传感网络实时获取运行现场的各类数据，在沼气工程运行监控中可以发挥重要的作用。近年来，虽然沼气工程设备、沼气工程质量、沼气工程运行监测等方面的技术得到了很大的提高，但沼气工程可持续运行与发展方面也存在很多问题，尤其在沼气工程运行监测上存在很多问题，主要体现在：1沼气工程的预警手段不健全。沼气泄露、爆炸事故发生，均会产生环境污染或人员伤亡，需防患于未然。2沼气工程的监测方法相对落后，运行过程中的数据不能实时记录和统计，导致劳动力、原材料浪费。3沼气工作信息化流程不健全，沼气工程的安全评估不完善。故此，沼气工程运行的智能化监控与管理就成为发展沼气产业的必要措施。一基于物联网的沼气运行智能监管系统物联网是一种新兴的信息技术，是在通信网和互联网的基础上，通过各种信息传感器设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置把物品和物联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监测和管理的一种网络，可以实现物与物、人与物之间的信息交互和通信。随着监测技术朝着智能化和网络化的方向发展，应用物联网技术可以有效地推进农村沼气工程监测信息化的进程。沼气工程运行管理智能监控环节沼气工程运行管理智能监控系统是由前端采集与传输平台、后端数据分析与监控平台组成。前端数据采集与传输平台利用在线监测设备采集数据、通过定义在线监测设备标准化的数据通讯协议，形成传输网络，将数据传输到后端的数据服务器上，存储到数据库中，通过数据分析与监控平台进行数据加工处理、分析和展示。下面以四方仪器沼气工程物联网为例，其沼气工程运行管理监测系统框架完全遵循分层设计理念，结构包括数据采集层、数据传输层、数据资源层、应用支撑层、系统应用系统层5个部分组成。沼气工程物联网监控系统总体架构数据采集层数据采集层通过在沼气工程各个工艺流程中安装各类数据监测设备，获取各类实时监测数据，包括温度、流量、压力、液位、气体成分分析、浓度等，并通过现场的工业组态软件显示监测数据，并控制泵、阀等装置。数据传输层数据传输层通过定义在线监测设备标准化的数据IP协议，形成传输网络，利用现场的测控传输单元以GPRS模式向远程的数据采集服务器发送现场采集到的各类实时的监测数据，数据采集服务器接收监测数据，并将数据存储到数据库中。数据传输数据资源层数据资源层作为整个沼气工程运行管理监控系统的数据支撑，采用专业的数据库系统统一存储沼气站点的基本信息、系统基础信息数据、沼气站现场传送的监测数据。应用支撑层应用支撑层包括开发平台和各类组件。组件包括为沼气工程运行管理监控系统提供基础运行支撑的组件，主要有GIS组件、数据分析组件、数据交换组件等。应用系统层应用系统层主要是指数据分析与监控平台，数据分析与监控平台包括数字化监控与管理和综合管理两个子系统。数字化监控与管理子系统主要有实时数据、状态报警、数据分析、监控配置等功能模块；综合管理子系统主要包括站点管理、工艺流程管理、运维管理、短信平台、权限管理等。标准规范体系的建设是保障整个系统建设成功实施的软性因素，是各应用系统实现互联互通、信息共享、业务协同、安全可靠运行的前提和基础。二沼气工程物联网价值效益1.实现对全市沼气工程生产数据的实时采集、监控、预警，保障沼气工程安全稳定运行，提升沼气工程整体管理水平。2.通过对实时监控、预警数据的分析、研究和处理，细化沼气工程运行模式，有效减少能源消耗，提升沼气工程的综合效益，使沼气工程成为管理科学、资源节约、环境友好、效益显著的产业。3.实现精确统计沼气工程产气量、进一步为沼气工程科学监测提供依据，为政府宏观调控提供支撑服务。

仪器信息网讯 2010年11月1日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会与北京雄鹰国际展览有限公司联合主办的“第三届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会”在北京国际会议中心隆重召开。来自中石油、中石化、中海油、煤化工、中化集团等下属企业及市政环保等用户及厂商代表400余人参加了本次论坛。仪器信息网作为特约媒体应邀参加了本次会议。　　除大会报告外，会议同期举办了在线分析仪器展览会等活动，并设立A、B两个分会场对在线分析仪器技术分别进行探讨。其中，B分会场由中国化工装备仪表公司乐嘉谦高工、上海舜宇恒平科学仪器有限公司黄晓晶女士联合主持，多位在线分析领域的专家学者、厂商代表就“在线水质分析仪”、“在线气体监测仪”、“在线分析技术的工业应用”等方面作了精彩的报告。在线水质分析仪：　　近年来，面对日益严重的水资源短缺、水环境污染等问题，以及全球对节能降耗、环境保护的日益重视，在线水质分析仪及其应用技术得到了飞速发展，尤其是针对目标对象的快速、灵敏、稳定、低成本、少（免）维护，以及多参数在线检测技术等新方法逐渐成为研究热点与发展重点。美国哈希公司程立先生　　程立先生在题为《在线水质分析仪器应用技术的发展》谈到：监测型和过程型在线水质分析仪器具有不同的技术特点和应用要求，对应的应用技术也有着不同发展方向。同时，具有自学习功能和专家型的在线水质分析仪器系统及应用技术开始得到市场的重视。另外，程立先生还重点分析了美国哈希“蓝色卫士”多维矢量水质监测与预警系统、WTOSTM污水厂运行优化系统两款产品的优点。上海海争电子科技有限公司贾福禄先生　　贾福禄先生在题为《多参数在线水质分析仪的设计》概述了多参数在线水质检测仪的测量原理，新器件的使用。贾福禄先生说到：多参数在线水质分析仪选用成品的变送器作为检测部分，采用原装进口的传感器，可测四个参数：余氯、二氧化氯、臭氧和次氯酸，结果显示此仪器性能稳定，零点漂移很小，斜率变化也不大，适合需要长期稳定工作的环境。广州市怡文环境科技股份有限公司王珂征先生　　王珂征先生在题为《电化学生物传感器在水质安全监测中的应用》表示：电化学生物传感器对饮用水安全监测上有深远的意义和应用价值。近十年来，对于电化学生物传感器的性能和检测方法的优化研究也越来越多，电化学生物传感器的性能和种类也得到了很大的发展。另外，王珂征先生还主要介绍电化学生物传感器的原理、类型及在水质监测领域的应用。天津大学精密仪器与光电子工程赵友权先生　　赵友权先生在题为《基于光谱法的紫外吸收COD的监测系统》说到：目前化学需氧量(COD)的监测方法存在需要化学试剂，测定时间长，操作复杂等问题。而基于紫外可见光谱测定COD的检测系统可以通过计算水样紫外吸光度从而测定水中的COD浓度。仪器具备无线数据通讯功能，无需工作人员值守，无需任何试剂，自动清洗，可满足实时在线原位的绿色检测与监测的要求。　　在线气体监测仪：　　进入21世纪以来，随着工业技术的不断发展、人口膨胀以及机动车数量的急剧增长，大气环境污染日益严重。其中，大气细颗粒物是形成大气污染的重要污染物之一，在许多城市已成为首要的污染物。同时，工业废气的污染也越来越引起环保人士的重视，烟气排放监测技术随之迅速发展。戴安中国有限公司刘肖先生　　刘肖先生在题为《大气/气溶胶中阴阳离子在线监测技术》首先介绍到：URG公司是一家专门制作大气采样装置的专业性公司，其与美国EPA大气监测机构具有非常好的合作关系。美国戴安公司将该仪器结合离子色谱技术，使之成功应用于大气环境监测。URG公司与美国戴安公司的合作达10年之久。随后，刘肖先生从URG-9000D整套设备的技术细节上为大家进行了详细介绍。　　在线分析技术的工业应用： 中国石油化工股份有限公司广州分公司符青灵先生报告题目：在线分析仪表在国产催化重整装置的应用　　符青灵先生在报告中主要介绍了广州石化100 万吨/年催化重整联合装置是首套采用国产超低压连续重整工艺成套技术的装置，配置了色谱分析仪、氢烃分析仪等14 套在线分析仪表。催化重整装置是炼油企业非常重要的二次加工装置， 对首套使用国产技术的装置使用的在线分析仪表配置与应用情况进行总结很有意义。聚光科技(杭州)股份有限公司王森先生报告题目：合成氨、甲醇装置在线分析仪器配置和应用技术　　王森先生首先陈述了自己在新建大型合成氨、甲醇装置采用的在线分析技术研发应用的感想与建议，随后，针对近期新建大型合成氨、甲醇装置采用的在线分析技术，王森先生详细讨论了这些装置工艺操作和控制对在线分析的要求，在线分析仪器的配置方案和选型要点，取样、样品处理系统的设计及在线分析应用技术。

进入21世纪以来，由于水资源短缺、水环境污染的问题日益严重，行业同时迎来了水资源费上涨、饮用水水质标准提高、废水排放标准更加严格以及用水量及用水人口增加、水价上涨等诸多挑战和机会。在法规的压力和市场的推动下，加强水环境监测、淘汰粗放式的水处理及用水模式，采用更加先进的过程控制系统以提高水处理效率、降低水处理及用水成本就成为了人类社会必然的选择。与此同时，技术的发展使得在线水质分析仪器的稳定性与可靠性有了很大提高、可以实现在线监测的水质参数越来越多、在线水质分析仪器的功能也越来越强大，市场需求的增长和水质在线分析仪器自身的技术进步共同推动了行业的高速发展。为了适应市场需求，得利特引进技术创新在线硅酸根分析仪，下面得利特为大家介绍一下：B2040在线硅酸根分析仪是在消化吸收国内外技术、总结多年现场实践经验的基础上推出的新一代在线分析仪表，是新电子技术和新传统的分析方法完美结合的产物。可以广泛地应用于火力发电厂、化工行业等生产现场，及时准确地对水中的硅酸根含量进行监测，保证设备的安全、经济运行。仪器特点1、先进的嵌入式单片机技术 2、精巧结构、盘式安装、全铝框箱体，美观坚固、抗干扰能力强；3、大屏幕点阵液晶，显示内容直观、丰富；4、可编程实现1～6通道切换；5、可编程修改通道测量周期，有效节省试剂；6、抛弃蠕动泵和精密计量泵，采用恒压式加药原理，结构简单、计量精度高、免维护；7、具有温度测量功能，可以根据温度进行测量数据补偿；8、采用**光源和光电池，寿命长、漂移小、稳定、可靠；9、具体黑匣子功能，可查询历史数据、运行记录、校准记录；10、宽电压（85～265VAC）、宽频率（45～65 Hz），能够适应多条件需求；技术参数测量范围：（0～100）μg/L或（0～200）μg/L或（0～2000）μg/L（定货时的指定）仪器示值误差：±2%F.S重 复 性：1%测量周期：可编程设置1-99分钟，最短10分钟稳 定 性： 基线漂移：使用空白校准，空白漂移无影响。化学漂移：±1%F.S/24h（视试剂稳定性而异）样品条件： 流量：(150～300)mL/min 温度：（5～50）℃水样允许固体成分：不大于5微米（不允许有胶状物出现）环境温度： （5～45）℃环境湿度： 不大于90%RH（无冷凝）试剂消耗： 不大于3升/30天/种（3种试剂）显 示：320×240点阵液晶，中文菜单隔离输出：（4～20）mA（隔离输出，每个通道一个）电 源：交流（85～265）V、频率（45～65）Hz功 率：60W外形尺寸：690mm×450mm×300mm开孔尺寸：645mm×410mm重 量：22kg报 警：断样报警、上限报警

p　　在线COD分析仪是一款用于水质有机污染综合检测的仪器，具有用户基础广、用户行业分散等特点。/pp　　为了解在线COD分析仪目前的应用现状、各品牌市场占有率以及市场前景等内容，仪器信息网特组织了“在线COD分析仪市场”调研活动。此次调研，面对的调研对象包括在线COD分析仪用户、在线COD分析仪专家以及部分厂商等。/pp　　《中国在线化学需氧量(CODcr、全光谱扫描法)分析仪市场调研报告(2018版)》就目前国内市场上在线COD分析仪的产品、市场等情况进行了调研分析，内容包括在线COD分析仪的技术现状，各品牌市场占有率、用户行业分布、地区分布、采购方式和运维方式分布以及用户需求分析。最后，本报告以表格形式梳理了当前市场上在售的相关仪器及供应商，和不同仪器间的差异对比。/pp　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong节选/strong/span/pp　　第一章 在线COD分析仪市场调研目的及方法/pp　　本次调研的数据来源包括网上信息搜集、问卷调研、电话调研、招中标分析四种。网上信息搜集渠道主要为搜素引擎和各品牌官网??问卷调研和电话调研主要针对在线COD分析仪用户单位和仪器厂商，参与人数达320人次....../pp　　......br/br/　　第二章 在线COD分析仪概述/pp　　2.1 在线COD分析仪定义和分类/pp　　根据检测技术的不同，采用重铬酸钾原理的在线COD分析仪可分为重铬酸钾消解-光度测量法、重铬酸钾消解-库仑滴定法和重铬酸钾消解-氧化还原滴定法，其中重铬酸钾消解-光度测量法又分为消解比色一体和顺序注射两种。/pp　　....../pp　　第四章 在线COD分析仪2017年销售情况分析/pp style="text-align: left "　　4.2 在线COD分析仪品牌占有率分析br//pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/b3dc2e57-0ab6-44b3-aa9d-f23d57e41957.jpg" title="市场份额_副本.png" alt="市场份额_副本.png"//pp style="text-align: right "　　(数据来源：仪器信息网)/pp style="text-align: center "　　图4.4 2017年在线COD分析仪市场主要品牌占有率(按销量)/pp　　据本次调研结果显示，2017年在线COD分析仪的市场总量估计在C台左右，销售额在A左右。据了解，目前我国国内在线COD分析仪生产厂家超过60家，主要分布在江浙一带，....../pp　　第五章 在线COD分析仪用户特点分析/pp　　5.1 在线COD分析仪用户行业分布br//pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/e3396548-ba69-46f2-8a7d-6e3d7ee5f379.jpg" title="行业_副本.png" alt="行业_副本.png"//pp style="text-align: right "　　(来源：抽样调研)br//pp style="text-align: center "　　图5.2 在线COD分析仪排污企业用户分布/pp　　排污单位是目前在线COD分析仪最大用户行业分布之一，其中排污单位类型多样，主要包括......br/　　......　　/pp　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong报告目录/strong/span/pp　　第一章 在线COD分析仪市场调研目的及方法......1/pp　　第二章 在线COD分析仪概述...... 2/pp　　2.1 在线COD分析仪定义和分类...... 2/pp　　2.2在线COD分析仪关键部件...... 5/pp　　2.2.1 进样及计量部分...... 5/pp　　2.2.2 消解/测量部分...... 5/pp　　2.2.3 光谱探头...... 6/pp　　2.2.4 阀和试剂管...... 6/pp　　第三章 在线COD分析仪相关标准...... 7/pp　　3.1 仪器标准...... 7/pp　　3.2 应用标准...... 7/pp　　第四章 在线COD分析仪2017年销售情况分析...... 9/pp　　4.1 在线COD分析仪国内外产品分析...... 10/pp　　4.2 在线COD分析仪品牌占有率分析...... 13/pp　　第五章 在线COD分析仪用户特点分析...... 17/pp　　5.1 在线COD分析仪用户行业分布...... 17/pp　　5.2 在线COD分析仪用户地区分布...... 19/pp　　5.3 在线COD分析仪用户选型分布...... 20/pp　　5.4 在线COD分析仪用户采购方式...... 22/pp　　5.5 在线COD分析仪用户运维方式...... 23/pp　　第六章 在线COD分析仪2017年招中标信息统计...... 25/pp　　6.1 在线COD分析仪2017年招标单位行业分布...... 25/pp　　6.2在线COD分析仪2017年招标单位地区分布...... 26/pp　　第七章 在线COD分析仪改进需求分析与试剂要求...... 28/pp　　7.1 在线COD分析仪改进需求分析...... 28/pp　　7.2 在线COD分析仪试剂要求...... 29/pp　　第八章 总结...... 31/pp　　附录...... 33br/　　报告链接：《a href="https://www.instrument.com.cn/survey/Report_Census.aspx?id=157" target="_blank"中国在线化学需氧量(CODcr、全光谱扫描法)分析仪市场调研报告(2018版)/a》br/　　strong欢迎感兴趣的网友和我们联系购买报告事宜，电话：010-51654077转 销售部/strongbr//p

水质硬度分析仪是一种用于实时监测和分析水样中硬度物质含量的仪器设备。它通常用于工业生产过程中对水质硬度进行监测和控制，以确保水质符合要求。 在线水质硬度分析仪采用各种传感器和检测技术，可以实时测量水样中的硬度物质含量。常见的测量方法包括滴定法、比色法、电极法等。这些方法可以测量水样中的钙、镁离子等硬度物质的含量，并将测量结果以数字或图形的形式显示在仪器的屏幕上。 在线水质硬度分析仪具有自动化程度高、准确度高、响应速度快等特点。它可以实时监测水质硬度的变化，并通过报警或自动控制系统，及时采取措施来调整水质，保证生产过程的正常运行。在线水质硬度分析仪广泛应用于工业生产、环境监测、水处理等领域，帮助用户实时了解水质硬度情况，及时调整处理措施，保证水质的稳定性和合格性。 选择滴定比色在线水质硬度分析仪还是电极法水质硬度分析仪，同样取决于您的具体需求和实验条件。滴定比色在线水质硬度分析仪适用于液体样品（如水）中硬度物质含量的分析。它通过滴定法测定样品中的硬度物质含量，并通过比色法测定滴定终点的颜色变化来确定硬度值。滴定比色在线水质硬度分析仪具有快速、准确、自动化程度高的特点，适用于大批量水样的分析。随着硬度分析仪的需求越来越大和公司产品线不断升级，我们该如何选择适合自己需求的在线硬度分析仪产品呢？ Jensprima硬度测量产品有：PACON 5000/PACON 4800/PACON 4600技术参数区别： 1、PACON 5000在线硬度分析仪测量原理：滴定比色法显示：液晶显示测量值、药剂剩余量和状态栏测量范围：0.53-534ppm CaCO3（视所选硬度试剂）精度：±5%重复性：±2.5%测量模式：连续测量/间隔测量（5-360min）/外部信号启动电流输出：4-20mA数字输出：RS485 Modbus继电器输出：4路继电器（可定义报警、系统故障、试剂不足）外部输入：IN1：外部启动信号，IN2：外部重启仪器信号数据存储：2G SD卡，可查看历史数据和系统故障信息 2、PACON 4800在线硬度分析仪测量原理：滴定比色法显示：液晶显示测量值、药剂剩余量和状态栏测量范围：0.53-534ppm CaCO3（视所选硬度试剂）精度：±5%重复性：±5%测量模式：连续测量/间隔测量（5-99min）/外部信号启动电流输出：4-20mA继电器输出：2路继电器（可定义报警）外部输入：IN1：外部启动信号 3、PACON 4600在线硬度报警仪测量原理：滴定比色法显示：LED显示（绿灯/红灯）报警点：1.78, 3.6, 5.3, 17.8, 53.4, 89ppm（视所选硬度试剂）精度：报警点的±10%重复性：±5%测量模式：间隔测量（5/10/20/30min）/外部信号启动继电器输出：1路继电器（可定义报警）外部输入：IN1：外部启动信号 PACON 5000在线硬度分析仪是标准款，精度和重复性高，自2009年生产至今，主要用在制药，钢铁，卷烟厂，饮料等行业。 PACON 4800在线硬度分析仪是在PACON 5000的基础上简化而来，主要用在锅炉水硬度监测。 PACON 4600在线硬度报警仪只能识别是否超过报警点，不能显示具体的硬度浓度，可用在软化水设备配套。对比三款产品的技术参数和价格，我们基本上就可以根据客户行业和客户的预算确定选择硬度分析仪型号了。

项目背景 随着全球人口的增长，餐厨垃圾的排放量逐渐增大，大量的餐厨垃圾一方面给世界各国带来了严重的环境污染，另一方面导致了大量生物质能的浪费。 传统的餐厨垃圾处理方法（如焚烧、填埋等）虽然能将餐厨垃圾处理，但会产生二次污染，不利于环境保护。作为一种绿色环保的处理工艺，厌氧发酵技术不但可以通过微生物将餐厨垃圾降解，还可以回收餐厨垃圾中的生物质能并将其转化为能源气体——甲烷。 某低碳研究中心致力于餐饮废弃物制备生物燃料关键技术及成套设备研发，餐饮废弃物干式厌氧发酵产沼及沼气提纯技术研发工作，并与当地餐厨垃圾处理厂联合建立了餐厨垃圾处置及资源化利用中试产业化基地。 沼气成分主要有CH4，H2S，CO2和H2，沼气提纯项目需测试所产生沼气经过水洗装置后的气体成分浓度，以此数据来判断气体净化提纯装置的提纯效果。接下来笔者将为大家介绍该研究中心餐厨垃圾厌氧发酵所产沼气的提纯项目的气体监测解决方案。项目简介 该低碳研究中心采用了一套沼气成分分析系统 gasboard-9060，用以准确计量沼气中CH4、CO2、H2S、O2、的浓度。此系统配置有H2S寿命保护装置、免维护的沼气预处理装置以及自动控温装置，防护等级高，使用寿命长且工作性能稳定，十分适合高水分、高h2s含量的沼气计量。解决方案 整个系统方案包含4个部分组成：前置预处理装置、在线气体分析仪 、校准装置、通讯接口。整套设备具有结构简明、部件性能可靠、自动化程度高、操作简便、维护量小等优点。 1、前置预处理装置 同时具备可再生能力，为分析仪表提供洁净样气。 2、在线气体分析仪 采用四方仪器自控系统有限公司拥有自主知识产权的Gasboard-3200在线红外沼气分析仪，能够同时测量CH4，CO2，H2S，O2的浓度。 3、校准装置 配备校准装置，包含标准气体、减压阀、校准管线和接头等部分组成。 4、通讯接口 采用在线气体分析仪自带4～20ma输出接口。项目成效 该科学院低碳研究中心使用沼气成分分析系统gasboard-9060帮助操作人员实时监控沼气经过水洗装置后的CO2、H2 、CH4、H2S气体成分浓度，大大减少了人工取样测试成本，并可由此改进水洗装置，改进工艺。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明出处

沼气是利用粪便、农作物秸秆等有机物在厌氧的条件下，经过微生物生理代谢产生主要成分为CH4和CO2，还有少量的H2、H2S、CO等可燃性气体，属生物质能源。开展沼气发酵的研究有着重大的意义和作用，本文就沼气发酵的影响因素进行了探讨。1.温度 沼气发酵可分为三个温度范围：50～65℃称高温发酵，20～45℃称中温发酵，20℃以下称低温发酵。此外，随自然温度变化的发酵方式称常温发酵。 沼气发酵受到温度和温度波动的影响。在同一温度类型条件下，由于沼气发酵微生物的代谢活动随着温度的上升而增加，在一定的温度范围内，温度越高，发酵产气速率越快；短时间内若温度波动幅度过大时，可能导致停止产气。 很多研究者对此进行了大量的研究，Harremoes等通过分析实验结果，得出了以下结论：中温厌氧消化的最佳温度为30～40℃。当温度在15℃以上时，厌氧发酵才能很好地进行。温度在10℃以下，无论产酸菌还是产甲烷菌都都受到严重抑制；温度在10℃以上，产酸菌首先开始活动，总挥发酸的产量直线上升；温度在15℃以上时，产甲烷菌的代谢活动才活跃起来，产气率明显提高，挥发酸含量迅速下降，在气温下降时必须考虑保温。2.酸碱度（PH值） 通常沼气池中的产甲烷细菌适宜的PH值范围为6.5～7.8，PH值的变化会直接影响产甲烷菌的生存和代谢。一般情况下，沼气池的PH值应维持在6.8～7.5之间，最好在7.2左右。 pH值在5.5以下，产甲烷菌的活动完全受到抑制，而pH值上升至8甚至8.5时，仍保持一定的产气率。产酸菌的pH值范围为4.0～7.0，在超过甲烷菌的最佳pH值范围，酸性发酵可能超过甲烷发酵，造成反应器内“酸化”现象的发生。 影响pH值变化的因素主要有以下几点：一是发酵原料的pH值；二是在厌氧发酵启动时，投料浓度过高，接种物中的产甲烷菌数量不足，以及在消化器运行阶段突然升高负荷，都会因产酸与产甲烷的速度失调而引起挥发酸的积累，导致pH值下降，这往往是造成厌氧发酵启动失败或终止的主要原因。 在厌氧发酵过程，如果pH值过高，可适当投入石灰水、Na2CO3溶液加以中和，也可靠停止进料产酸作用下降、产甲烷作用相对增强，使积累于发酵液内的有机酸逐渐分解，pH值则逐渐恢复正常。 如果pH值降至6.0以下，则应在调整pH值的同时，大量投入接种污泥，以加快pH值恢复。为防止沼气发酵酸化作用的发生，应加强对pH值的检测，如果所产气体中CO2比例突然升高或发酵中挥发酸含量突然上升，都是pH值要下降的预兆，这是应采取措施减少进料，降低消化器负荷，即可避免酸化现象，如果等到pH值下降后，再进行补救则难的多。 厌氧消化器3.氧气含量 沼气发酵启动和投料时带入的一部分氧气对沼气发酵危害不大，不会破坏沼气发酵的正常进行。这是因为沼气池中存在一部分好氧菌和兼性菌，带入的氧气很快会被不产甲烷细菌中的好氧菌或兼性菌消耗掉，使池内保持厌氧环境，同时这一部分氧气也使好氧菌、兼性菌与厌氧菌保持着动态的平衡关系，但为了保持好的厌氧环境，发酵过程中必须不漏气。4.沼气发酵原料的碳氮比 发酵原料的碳氮比（C/N），是指原料中有机碳含量和氮含量的比例关系。沼气发酵微生物需要的一定的碳、氮、磷等营养物质，才能正常生长和进行生命活动。碳元素为微生物生命活动提供能量，是形成甲烷的重要物质；氮元素也是构成微生物细胞的主要元素。这三种营养元素之间的比例，不论是好氧发酵还是沼气发酵，氮与磷的比例是确定值，为5：1。碳与氮的比值则范围较宽，以往的实践认为发酵原料的C/N以（13～30：1）为宜，大于30：1效果不佳，小于13：1还可正常发酵。但是，实际上以人粪便为主要原料（C/N=3.9：1）的沼气池也能很好的运行。所以，正常的沼气发酵要求合适的碳氮比，但不严格，要重视沼气池的启动和培养好相适应的菌种，提高沼气发酵细菌的适应能力。 在沼气发酵过程中，细菌不断将有机碳素转化为CH4和CO2，产生的沼气放出，同时将一部分碳素和氮素合成细胞物质，多余的氮素物质则被分解以NH4HCO3的形式溶于发酵液中。经过这样一轮的分解，C/N值下降一次，生成的细胞物质死亡后又被用作原料。要想消化器内的C/N值适宜，进料的C/N值则可更高些。因为厌氧细菌生长缓慢，同时死亡的老细胞又可作为氮素的来源，所以污泥在消化器内滞留期越长，对投入氮素的需求越少。5.沼气发酵接种物 沼气发酵细菌的多少和质量的高低直接影响沼气发酵、产气速率和沼气的质量。沼气发酵能否快速启动与高质量和大量的接种物有关。 如果沼气发酵启动时的接种物不够，可能会出现启动缓慢，经过很长时间，产气速率仍然较低的情况；接种物质量较差，产甲烷细菌数量较少，活性较低，此时水解性细菌和产氢产酸细菌很快繁殖，而产甲烷细菌繁殖较慢，导致不产甲烷作用较快，产甲烷与不产甲烷过程的平衡失调，就可能造成有机酸的缓慢积累，发酵液pH值下降，沼气池酸化，出现产气慢和沼气中甲烷含量低且质量差的情况。 近年来，随着监测技术朝着智能化和网络化的方向发展，物联网技术的应用不仅有效地推进了沼气工程监测信息化的进程，同时也为厌氧发酵的研究，沼气工程的高效运行提供了技术支撑。 沼气工程运行管理智能监控 沼气工程监测系统在预处理单元采集水量、温度和物料TS浓度等参数；在厌氧发酵单元采集温度、压力，PH值和物料TS浓度等参数并安装过载报警装置；在沼气输配气单元采集沼气成分、流量、贮气容积和压力等参数并安装沼气泄漏和过载报警装置；在污水处理单元安装COD，BOD，总P和总N等环保指标监测装置；在沼肥生产单元安装N,P,K和微量元素检测仪器；在沼气站采集现场温度、湿度和风速等环境条件。 系统将上述参数转化成数据信号，通过双绞线或无线路由节点传输至DTU(数据传输单元)，DTU将串口数据转换为IP数据，再通过GPRS网络或者3G网络将IP数据传输到后台服务器，管理人员通过电脑或LED大屏在线监控、调取数据、统计分析等。 沼气工程物联网在提高沼气工程管控水平和生产效率上具有显而易见的积极作用。沼气工程物联网对沼气工程生产全程进行在线监测，通过数据库和专家咨询系统可及时发现并解决设备问题，排除运行故障，通过智能化管控系统，实现进出料、输配气、沼肥生产和污水处理等环节自动化控制，能提高产气量、提升沼肥生产质量和污水处理效果，实现沼气工程管理科学化、控制自动化、运行智能化，节约劳动成本，降低能耗，提高沼气工程生产效率。来源：微信公众号@沼气工程及其测控技术，转载请务必注明出处。

项目简介某市餐厨垃圾处理厂BOT项目规模为200吨/天，年处理餐厨垃圾约7.3万吨。项目建成后，该市城区产生的餐厨垃圾由市环卫垃圾收运体系进行统一、规范化收集，并运往厂里进行集中处理。项目餐厨垃圾处理时采用专用的有机质垃圾预处理系统和具有国际先进水平的厌氧消化工艺，实现餐饮垃圾无害化处理的同时，还将餐厨垃圾转化为沼气、粗油脂、生物有机肥等资源化产品。沼气回收精制为天然气，应用于出租车、公交车、工业行业；每年还能提取生物柴油燃料，可将其加工成生物柴油，应用于工程车等动力需求高的车辆。此外，餐厨垃圾处理厂产出的沼渣、沼液则主要作为有机肥，应用于农业生产、蔬菜种植当中。解决方案针对餐厨垃圾沼气化脱硫与提纯过程中的气体成分及浓度监测，该项目采用防爆设计的在线红外沼气分析仪Gasboard-3200，形成了完善的解决方案。餐厨垃圾沼气的特点是水份高、腐蚀性强、易爆。在线红外沼气分析仪Gasboard-3200针对该项目特点采用了防爆设计及元器件防腐处理，分析仪器同时配置了全自动免维护预处理装置，并内置了H2S传感器寿命延长装置。整套设备使用寿命长，性能稳定，可实现24小时无人值守情况下实时在线监测沼气成分，确保设备在恶劣环境下长期、可靠、稳定的运行，并且整体控温，适应于低温高寒区域，为沼气回收利用提供了有效的监测数据。整套在线沼气分析系统由采样传输单元、预处理单元、气体分析单元三部分构成。采样传输单元：样气采用直管取样，取出的样气由8mm采样管引至机柜。预处理单元：采样一级减压阀将样气压力减至2-5kPa，达到系统使用压力要求；采样两级过滤器过滤样气中的粉尘等杂质，过滤精度达1um。气体分析单元：采用防爆设计的在线红外沼气分析仪Gasboard-3200，用于在线分析样气中CH4的浓度。测试数据通过RS-232或RS-485、4-20mA输出接口传输到上级集中控制系统，为实现远程监测、工艺调整提供实时数据依据。技术特点分析先进NDIR技术：在线红外沼气分析仪Gasboard-3200采用自主知识产权的非分光红外（NDIR）和电化学气体传感器同时在线分析沼气中CO2、CH4、H2S、O2四种气体，测量混合气无交叉干扰，精度高且使用寿命长，仪器维护量少。恒温装置：其中红外传感器采用恒温装置，以应对沼气应用现场昼夜温差变化较大的环境。传统的红外传感器虽然有温度修正，但是仍然受环境的变化的影响，于是会出现昼夜浓度波动较大的情况。本方案中红外传感器恒温装置，可精确控温，消除外界环境温度条件的干扰，使测量结果不受环境温度的影响。高效预处理装置：沼气湿度达到100%，并且含有杂质，为保证凝结液态水不进入分析单元，避免污染、堵塞管路和气室，系统采用管路伴热、流量控制、除湿调节、汽水分离、柜体伴热等措施，可以保证系统安全、可靠运行。全自动化程序控制采样及排水装置：通过自动控制方式切换采样与排水过程，保证测量的连续性。另外，排水周期可以通过程序进行设置。独特的H2S传感器寿命保护装置：由于H2S通常采用电化学传感器测量，而一般的H2S电化学传感器的寿命在100000ppm小时，因此在很多现场出现H2S传感器寿命短的现象。本系统中采用了一套专门的H2S寿命保护装置，能够使得H2S的使用寿命提高30-40倍。项目成效该餐厨垃圾处理厂使用防爆设计的在线红外沼气分析仪Gasboard-3200，同时在线监测CH4、CO2、H2S、O2浓度，整套设备技术方案先进，结构简明、自动化程度高。通过实时在线监测，降低人工负荷，减少工程运营成本，为沼气的收集、安全控制、碳总量减排、回收利用等环节提供了重要依据，确保沼气被安全、可靠、高效地利用。

《现代在线分析仪器技术与应用》日前隆重出版。本书由在线分析行业多位资深专家发起，由中国仪器仪表学会分析仪器分会组织编写，朱卫东主编，化学工业出版社出版。近十多年来，国家高度重视生态环境保护，发布了一系列环境保护政策和环境质量与环境监测的新标准，提出了“打赢污染防治攻坚战”和“减污降碳”等目标要求，极大促进了环境监测领域的在线分析仪器技术发展。另外，国家非常重视工业安全生产、优质高效和节能降耗，特别是最近提出实现“碳达峰、碳中和”的愿景目标，进一步推进了工业过程在线分析技术的应用与发展。在线分析仪器已参与实时优化与先进控制并发挥了重要作用。纵观近几年来在线分析仪器的发展，特别是环境监测在线分析技术的快速发展，与传统在线分析仪器相比，新一代在线分析仪器技术已实现模块化、数字化和智能化，并发展为包括在线分析仪器、在线分析系统、各类监测工作站、在线分析项目技术解决方案、区域智能化监测监控平台及“地-空-天”一体化在线监测的现代在线分析仪器技术。在此背景下，为满足广大在线分析仪器生产企业及技术人员系统了解现代在线分析仪器技术的需求，推动在线分析仪器行业的技术进步，中国仪器仪表学会分析仪器分会组织，原南京分析仪器厂总工程师朱卫东教授担任主编，北京雪迪龙科技股份有限公司总工程师郜武、南京霍普斯科技有限公司总经理顾潮春、常州磐诺仪器有限公司副总经理杨任担任副主编，在线分析行业 45 家知名研究机构和重点企业的 100 余位一线专家共同编写了这部最新的技术专著《现代在线分析仪器技术与应用》。内容简介本书系统介绍了现代在线分析仪器技术与应用，深度总结了在线分析仪器近年来的新技术、新产品和新应用。仪器技术包括：在线光谱、色谱、质谱、电化学、热导、顺磁氧等气体分析仪器；各种电化学、光学与流动注射法等在线水质监测仪器；油品质量、煤质成分等专用分析仪器；在线分析系统、在线分析项目技术解决方案等。重点介绍了在线光谱分析技术，包括：中红外激光光谱、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、光声光谱、近红外光谱、核磁共振、X 射线荧光光谱、β 射线能谱、等离子光谱、激光诱导击穿光谱、高光谱成像分析及太赫兹光谱等。应用技术包括：石化、煤化工、钢铁、水泥、精细化工与制药等流程工业的过程分析，大气、水、土壤环境污染与环境质量的监测，生态智慧环境监测方法，各类监测工作站与智慧监控平台技术等。特别介绍了环境监测中烟气超低排放CEMS、垃圾焚烧烟气CEMS、VOCs 与恶臭在线监测、园区网格化监测、移动监测、走航监测、光化学污染监测、无人机监测、区域“地-空-天”一体化监测等热点技术，探讨了在线分析仪器与物联网、大数据、云计算、区块链等融合应用，最新介绍了环境温室气体与碳排放监测技术。本书特色 1.内容丰富，系统全面本书以160万字、近1000页的篇幅，全面介绍了现代在线分析的仪器、技术、系统和应用，是目前既新颖又全面的在线分析著作。2.关注新技术、新产品、新应用本书注重介绍在线分析行业应用的新仪器产品和新技术，全面总结了在线分析技术原理、仪器、典型产品以及典型应用，体现了本领域的全新进展。3.案例丰富，实用性强本书介绍了各种技术的典型产品及其在过程工业和环境监测领域的典型应用，案例丰富，这些案例总结了一线应用的实践经验，具有很强的实用性和参考价值。4.注重国产仪器发展本书特别关注国产在线分析仪器发展，在全面叙述世界范围内技术进展的同时，对国产仪器的产品和案例的介绍占较大比重。《现代在线分析仪器技术与应用》主编，分析仪器学会在线分析仪器专家组委员朱卫东教授级高工表示：新书系统介绍了现代在线分析仪器技术与应用，深度总结了在线分析仪器近年来的新技术、新产品和新应用，充分体现了现代在线分析仪器的技术进展，尤其是国产在线分析仪器的技术发展与应用，具有实用性、前瞻性、可读性。朱卫东教授指出新书是在线分析仪器行业参编单位作者的集体智慧结晶，是在线分析仪器行业的最新技术专著，他代表编委会对所有参编单位、组织支持单位、出版单位、编写人员、编辑人员和相关领导表示衷心感谢！在日前举办的《现代在线分析仪器技术与应用》新书发布会上，刘长宽理事长代表中国仪器仪表学会分析仪器分会、曾伟秘书长代表中国仪器仪表协会分析仪器分会、黄步余主任代表在线分析仪器专家组分别致辞，对新书出版表示热烈祝贺，称赞新书的出版是在线分析技术行业的一大盛事，也是分析仪器分会近年来完成的一件重要任务！ 《现代在线分析仪器技术与应用》编委、参编单位、作者代表一致表示，该书既具深度，又具广度，而且非常“接地气”，非常实用。《现代在线分析仪器技术与应用》是一部献给在线分析仪器行业的百科全书，本书的出版将为我国在线分析仪器推广应用、在线分析仪器技术进步、在线分析人才培养、双碳目标实现做出积极贡献！长按识别 即可优惠购买本书

p　　近年来，水体污染事件频发，水体富营养化已经成为备受世界关注的问题。水体中氨氮的含量与水体富营养化有着密不可分的关系，氨氮含量的变化可以客观地反映水体受污染的程度。/pp　　为了解中国水质氨氮在线分析仪的应用现状、各品牌占有率以及市场前景等内容，仪器信息网特组织了“氨氮在线分析仪市场”调研活动。此次调研，面对的调研对象包括氨氮在线分析仪用户、氨氮在线分析仪制造/应用领域专家以及部分氨氮在线分析仪生产厂商等。/pp　　《中国氨氮在线分析仪市场调研报告(2018版)》就目前国内市场上氨氮在线分析仪的产品、市场等情况进行了调研分析，内容包括氨氮在线分析仪的不同原理、国内氨氮在线分析仪用户的地域分布、行业分布、单位类型分布、以及主流品牌的产品价格及市场份额等。报告中对用户以及业内专家对于氨氮在线分析仪产品、品牌的评价进行了汇总分析，报告的最后为广大仪器厂商指出了氨氮在线分析仪市场增长潜力所在。/pp　　本次调研活动得到了广大用户、企业以及业内专家的大力支持，共有近四百位来自水中氨氮监测/检测相关行业的专家和实验室用户参与了此次调研，其中将近200家相关用户单位接受了我们的电话访谈。/pp　　span style="font-size: 18px "strong节选/strong/span/pp　　第一章 氨氮在线分析仪概述/pp　　1.2氨氮在线分析仪/pp　　据了解，目前可用于氨氮在线分析仪的方法原理主要有6种，分别是纳氏试剂分光光度法仪器、水杨酸分光光度法仪器、氨气敏电极法仪器、电导法仪器、滴定法仪器以及铵离子选择法仪器。据本次调研结果显示，目前国内市场上最常见的氨氮在线分析仪方法原理为......本小结就这几种方法原理进行一个简要概述。/pp　　....../pp　　第二章 氨氮在线分析仪市场抽样统计分析/pp　　2.2氨氮在线分析仪使用单位行业分布/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/e6d374b8-6adf-4f98-b116-c2327bef4bde.jpg" title="用户行业分布.jpg"//pp style="text-align: center "　　图2.2 单位行业分布/pp style="text-align: right "　　(数据来源：抽样调研)/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/435a47e7-3e1c-459e-b68c-30453c2cb4a4.jpg" title="单位性质分布_副本.jpg"//pp style="text-align: center "　　图2.3 单位性质分布/pp style="text-align: right "　　(数据来源：抽样调研)/pp　　在对本次调研结果进行统计分析后发现，氨氮在线分析仪的用户单位所属行业分布较为广泛，主要集中在....../pp　　第三章 氨氮在线分析仪主流品牌及产品分析/pp　　3.2氨氮在线分析仪主流品牌2017年销量情况/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/a3224644-b3d4-4d0e-a30d-e8ea28609699.jpg" title="厂商分析_副本.png"//pp style="text-align: center "　　图3.1不同品牌氨氮在线分析仪2017年销量占比/pp style="text-align: right "　　(数据来源：仪器信息网)/pp　　据本次调研结果显示，2017年氨氮在线分析仪的市场总量估计在C套左右。据了解，目前我国国内氨氮在线分析仪的生产企业为60多家，其中90%左右为国产厂商，部分外企在国内建有生产基地。/pp　　....../pp　　报告目录：/pp　　第一章 氨氮在线分析仪概述...... 1/pp　　1.1水中的氨氮...... 1/pp　　1.2氨氮在线分析仪...... 1/pp　　1.2.1纳氏试剂分光光度法氨氮在线分析仪...... 2/pp　　1.2.2水杨酸分光光度法氨氮在线分析仪...... 2/pp　　1.2.3氨气敏电极法氨氮在线分析仪...... 3/pp　　第二章 氨氮在线分析仪市场抽样统计分析...... 5/pp　　2.1氨氮在线分析仪使用单位地域分布...... 5/pp　　2.2氨氮在线分析仪使用单位行业分布...... 7/pp　　2.3氨氮在线分析仪使用单位性质分布 ......9/pp　　2.4 2017年氨氮在线分析仪中标信息统计 ......10/pp　　2.4.1中标公告中招标单位性质分析 ......10/pp　　2.4.2中标公告中招标单位地区分布 ......11/pp　　2.5氨氮在线分析仪需求趋势分析 ......12/pp　　2.6氨氮在线分析仪网上询盘量 ......13/pp　　2.7相关分析 ......14/pp　　第三章 氨氮在线分析仪主流品牌及产品分析...... 16/pp　　3.1氨氮在线分析仪主流品牌产品及价格分析...... 16/pp　　3.2氨氮在线分析仪主流品牌2017年销量情况...... 19/pp　　3.3国内市场主流类型氨氮在线分析仪占比分析...... 20/pp　　3.4氨氮在线分析仪使用与维护 ......21/pp　　3.4.1纳氏试剂分光光度法仪器 ......21/pp　　3.4.2水杨酸分光光度法仪器 ......21/pp　　3.4.3氨气敏电极法仪器...... 22/pp　　第四章 氨氮在线分析仪用户反馈分析...... 23/pp　　4.1产品评价及未来发展趋势 ......23/pp　　4.2用户采购行为分析...... 24/pp　　第五章 结论...... 26/pp　　报告链接：span style="text-decoration: underline color: rgb(192, 0, 0) "a href="http://www.instrument.com.cn/survey/Report_Census.aspx?id=150" target="_self" title="" style="text-decoration: underline color: rgb(192, 0, 0) "《中国氨氮在线分析仪市场调研报告(2018版)》/a/span/pp　　strong欢迎感兴趣的网友和我们联系购买报告事宜，电话：010-51654077转 销售部/strong/p

p class="F24 Fw L40 G2"　　a href="http://www.instrument.com.cn/news/20171220/236150.shtml" target="_blank" title="" style="font-size: 16px text-decoration: underline "span style="font-size: 16px "水质与水质分析仪器之水质指标篇/span/a/pp　　上回讲到了水质指标，现在来说说获取水质指标数据的工具：水质分析仪器。/pp　　目前，有三种形式的水质分析仪器，分别是：实验室分析仪器、便携式分析仪器以及在线水质分析仪器 /pp　　在线水质分析仪器，出现的时间最晚，但是成长迅速，特别是最近几年，备受关注，曝光率远超其他两种，成了炙手可热的网红-传说中的“后发优势”?/pp　　一起来看看：最近，在电视、报纸、网络、微博、微信等传统和非传统媒体上，凡是涉及到环境保护和水安全的场合，“自动监测”、“在线监测”这类字眼几乎都会现身。前段时间环保部召开关于国家地表水环境质量监测的会议，也明确提出来了“要加快推进水质自动站建设。逐步建立起以自动监测为主，手动监测为辅的监测模式?”(据说，这次会议的成果之一就是在2018年，政府会投资在全国范围内建设1200个地表水水质自动监测站，惊不惊喜?)/pp　　即将在2018年1月1日正式实施的“中华人民共和国环境保护税法”，在第十条的条文中更是明确规定：/pp　　i“应税大气污染物、水污染物、固体废物的排放量和噪声的分贝数，按照下列方法和顺序计算：/i/ppi　　(一) 纳税人安装使用符合国家规定和监测规范的污染物自动监测设备的，按照污染物自动监测数据计算 /i/ppi　　(二) 纳税人未安装使用污染物自动监测设备的，按照监测机构出具的符合国家有关规定和监测规范的监测数据计算 ”/i/pp　　解释一下：目前中国水污染物的自动监测设备分为流量监测设备和浓度监测设备两种(浓度与流量的乘积就是污染物总量)，浓度监测设备就是通常所说的在线水质分析仪器。/pp　　更重要的是：根据这部法律，环境税应税污染物排放量数据的取得，首先采用自动监测设备的数据，其次才是“监测机构出具的数据”-目前监测机构采用的分析仪器多是实验室或者少数便携式分析仪器(针对必须在现场测试的个别指标)。/pp　　可以说，这部环境税法正式以法律条文的形式确立了在线分析仪器的地位。/pp　　那么，这么“高端大气上档次”的在线水质分析仪器到底是何方神圣?为什么这样受追捧呢?/pp　　权威的定义是：按照国际标准化组织(ISO)代号为ISO15839《水质-在线传感器/分析设备的规范及性能检验》标准中的定义：在线分析传感器/设备(on-linesensor/analyzingequipment) ，是一种自动测量设备，可以连续(或以给定频率)输出与溶液中测量到的一种或多种被测物的数值成比例的信号。/pp　　听起来很高深的样子(权威总是这样的?)，有没有通俗点的说法呢?/pp　　有问题，找百度。/pp　　万万没想到，这一次度娘居然让我失望了，寻了半天，没找到一个比较令人信服的说法。/pp　　“求之不得，辗转反侧”。想来想去，似乎自己十年前在2007年“第二届在线分析仪器应用与发展国际论坛”大会发言时的非权威说法还比较容易理解：/pp　　“在线水质分析仪器是一类专门的自动化在线分析仪表，仪器通过实时、现场操作，实现从水样采集到(水质指标)数据输出的快速分析 在线水质分析仪器一般具有自动诊断、自动校准、自动清洗、故障报警等功能，在保证分析结果准确度的同时，可以实现无人值守自动运行。”/pp　　结合权威和非权威的说法，可以发现在线水质分析仪器最重要的特征有三个：自动、连续、实时 /pp　　手段是为目的服务的。作为获取水质指标数据的工具，对照上回讲到的获取水质指标的四种目的：span style="text-decoration: underline "了解杂质浓度 预测水质变化 控制和优化水处理工艺 评估水质安全 以及六大类水质指标：物理指标、成分指标、评估性综合指标、水质转化潜能指标、工艺指标、替代指标/span 我们来看看作为一种新技术出现的在线水质分析仪器，当年最先的应用突破点选择了哪里?/pp　　毋容置疑， 在“控制和优化水处理工艺”方面，凭借“实时、连续”的特点，在线水质分析仪器有着不可替代的作用。首先实现在线测量的是pH、浊度、溶解氧、ORP等重要的工艺指标 遇到有些工艺指标分析方法复杂或者测量周期长，不能满足流程工业自动控制要求的挑战，就轮到了替代指标的闪亮登场。/pp　　(现在很难考证第一台在线水质分析仪器具体出现在哪个年代、哪种场合了，个人猜测，第一台很可能是在线Ph计，用于酸碱调节的工艺控制)/pp　　从全球范围来看，目前在线水质分析仪器应用最多的细分领域还是水处理工艺过程控制。/pp　　在线水质分析仪器“自动、连续、实时”的特点，，除了应用于控制和优化水处理工艺过程，在了解特定污染物浓度和评估水质安全方面，相对于实验室和便携式分析仪器，也有着很大的优势。/pp　　自动化对于减少分析人员人力劳动的好处不言自明，更重要的是，由于仪器分析过程不用人工干预，人为误差也减少了。(这些年中国政府和环境管理部门一直都在努力消除各种人为因素对污染物排放数据的干扰(参见《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》等法规文件，以及环境数据造假入刑的各种新闻)。中国目前是全球采用在线水质分析仪器对污水排放进行自动监测最为普遍的市场，在线水质分析仪器又将成为环境保护税法规定的污染物(主要是氨氮、重金属、总磷/总氮等成分指标和COD等评估性综合指标)排放量计税工具之一，/pp　　估计很大一个原因就有作为自动化仪表的在线水质分析仪器在分析过程中无需人工干预这个特点)/pp　　同时，“连续、实时”的特点也使得在线水质分析仪器不仅可以连续提供水质指标的即时数据，还常常作为报警设备，水质指标一旦超过某个给定的安全值，仪器就会输出报警信号(在评估水质安全方面，实时报警的作用是非常重要的)。/pp　　优点还不止于此，再啰嗦两句关于操作人员健康安全的好处：/pp　　有些水样，比如含有较多有毒挥发性化学物质，人工分析时可能危害到分析人员的身体健康 又有些工作场所，在生产装置运行时，分析人员无法进入现场采取水样。最极端的例子是：在核电厂的一回路，由于较强的辐射，即使是穿戴有重型防护设备的操作人员，也只能短暂停留 但是核电厂运行过程中有些重要的水质指标数据(如溶解氧、溶解氢、电导率等)又必须及时获取。/pp　　这时，作为自动化设备的在线水质分析仪器的优势就更能体现出来了。/pp　　不过，虽然有着这样多的优点，无论从技术进步还是市场发展来看，在线水质分析仪器还是和其他任何新技术的发展历程一样，并不是一帆风顺的。/pp　　在初期，受制于相对过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用，当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高 而且那时在线水质分析仪器的稳定性、可靠性等还不一定能完全满足实际工作的要求 可以实现在线分析的水质指标也不是很多。/pp　　这两种因素造成了当时水工业行业的运行管理者和水处理工程师对采用在线水质分析仪器持有一种谨慎的态度，从而严重制约了在线水质分析仪器的发展和应用。(1973年，在英国伦敦召开的第一届水处理行业ICA(Instrumentation(仪表)、Control(控制)、Automation(自动化))专家会议上，当时与会专家达成的第一个共识就是：仪器数量不足是自动控制的主要障碍。大家认为根据当时仪器的发展程度，仅有浊度、溶解氧和电导率三种指标的测量较为可靠)。/pp　　“天生我才必有用”。随着人们对水质安全的重视、环保法规的更加严格，水资源费的不断上升，特别是在线水质分析技术和计算机信息技术的发展，在线水质分析仪器逐渐表现出成本性能优势(举例：相对于最初的模拟电路，数字电路技术在水质分析仪器中的采用，使得仪器的可靠性有了很大的提升，仪器设计和批量生产的成本得以大幅下降)，在水环境监测、水处理工艺过程过程控制、饮用水水质安全预警等诸多领域都得到越来越广泛的应用，也迅速在废水污染物排放的浓度监测与超标报警领域得到了应用。/pp　　前面谈了市场和应用，让我们回到在线水质分析仪器，扒一扒这种技术自身的发展与面临的挑战：/pp　　根据前文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者装置。/pp　　先来说说span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong在线水质分析传感器/strong/span：/pp　　国家标准GB/T7665《传感器通用术语》对传感器的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。在线水质分析传感器通常结构比较简单，通过直接和被测水样接触获得水质指标的数据。/pp　　在线分析传感器，最初可以测量的水质指标，主要是一些简单的物理指标和成分指标，如电导率、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 后来，出现了UV254等替代性指标的传感器 最近几年，随着仪器计算能力的提高、新材料的应用，离子选择电极法(测量污水中的氨氮、硝氮等重要工艺指标)、紫外荧光(测量水中油等)以及全光谱扫描原理(传感器一次可间接测量COD、BOD、TOC等多种有机物指标、浊度、硝氮、亚硝氮等多种水质指标)的传感器开始大量应用。/pp　　在线水质分析传感器在实际使用中主要面临两个方面的挑战：/pp　　传感器直接同水样接触，缺少了实验室人工分析时样品预处理及去除样品中干扰物质的过程，水质不同的水(含油、硫化物、重金属、悬浮物、高盐度、腐蚀性气体等各种杂质)，对传感器材质和结构的要求也是千差万别的，在仪器设计制造时必须充分考虑这些因素，才能保证获取准确的测量数据和保证仪器长时间的正常工作，所有这些，都会增加仪器的成本。/pp　　其次，由于传感器长时间同各种水质情况的水接触，仪器需要一定的维护量，特别是应用于各种工业废水等水质条件恶劣的样品时，仪器需要的维护量和维护费用会比较高。/pp　　个人看法：随着新的分析原理、方法的出现和应用，以及各种新材料的采用(几年前荧光化学法在溶解氧分析仪的应用就是非常好的一个例子)，传感器对复杂水质的适应性会得到提高 同时，物联网技术的应用，可以对传感器自身寿命及运行状态进行远程实时监测、管理以提高维护效率、降低维护成本。/pp　　还有，根据所检测水样的不同水质情况，进行差异化设计、制造也是一个有效的办法 比如：饮用水和海水、工业废水，即使是测量同一个水质指标，也选用不同材质、结构和制造工艺来生产传感器，以满足不同水质条件的要求。/pp　　更重要的是，和所有电子产品一样，传感器的成本必然会随着物联网时代大规模的应用出现超出想象力的下降。这时，免维护的一次性在线水质传感器将不再只是梦想。/pp　　接下来看看比较复杂的span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong水质自动化分析设备或者装置/strong/span：/pp　　许多水质指标数据的获得，都需要有一整套的装置来自动实现原来实验室人工分析的流程，比如：过滤、加热、加显色剂、混合、测量等等 另外，为了保证长时间连续运行的准确度，还需要定时对仪器进行校准(当然，也是自动的)，以及定期的人工维护。当下，在中国，可能在线COD分析仪是这种仪器中名气最大的一款。/pp　　这一类在线水质分析仪器结构复杂，多用于成分指标(TOC、SiO2、总磷、总氮、重金属等)和评估性综合指标(COD、碱度、硬度、生物毒性等)。这类仪器的发展也非常迅速，最近，市场出现了三维荧光原理的仪器，可以间接测量水中油、BOD、CDOM等等一系列的水质指标 流式细胞原理的在线水质分析仪也开始被用于连续监测饮用水中的细菌总数以及水源地、海水中的藻类分类及计数 还有包括X射线荧光、激光诱导击穿光谱(LIBS)等新原理的仪器，也开始在水中重金属的在线监测方面崭露头角。/pp　　一般来说，这类仪器的成本和价格要高于在线分析传感器(还记得以前做销售，向客户推荐在线COD分析仪时，客户说的话：买你这么小一台仪器，我一辆“帕萨特”就没有了)。/pp　　strong发展到今天，先进的在线水质分析仪器早已是“硬件+材料+软件+算法”四位一体的强大组合了。/strong/pp　　和传感器一样，这类仪器的成本问题也将会随着大规模的应用得到降低 而维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进，特别是，工业物联网技术的进步，可以实现这种精密设备的远程管理和诊断，通过有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用。/pp　　同样，再来说说面临的挑战：/pp　　今天的中国市场，大量的在线水质分析仪器被用于企业废水污染物排放自动监测，明年还将成为环境税的计税工具。这类在线水质分析仪器在实际应用中面临的主要挑战是数据的可靠性和准确度问题，造成问题的主要原因是：/pp　　在线水质分析仪器采用的测量原理和测量方法和实验室标准分析方法不太可能完全一致，存在方法误差 表现出来的现象是：仪器可以准确测量标准溶液(常常是单一化合物的水溶液)的浓度 但是对于实际水样，衡量是否准确的标准是和实验室人工方法的测量值比对，除了方法误差，还有可能存在人为误差的影响。/pp　　以COD(化学需氧量)为例，COD本来是一个条件参数，其定义是：在一定的条件下，水中的各种有机物质与外加的强氧化剂(如K2Cr2O7、KMnO4等)作用时所消耗的氧量 按照HJ828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸钾法》(标准取代了国标GB11914-1989)，标准的测量条件是：“水样加入试剂后，保持微沸2小时”等等 采用在线COD分析仪器，测量条件很难完全和标准要求的条件一致，这样，就有可能影响COD这个条件参数的在线分析仪器的准确度。/pp　　其次，对样品预处理的方法与流程和实验室标准方法不一致：受仪器连续运行及安装环境等一系列条件的限制，在线分析仪器采用的样品预处理系统很可能和相应水质参数对应的标准分析方法要求的预处理条件不一致，这样，也有可能对最终的测试结果带来影响。/pp　　针对这些问题，环境管理部门的技术人员开展了大量的“在线水质分析仪器适用性”研究和比对测试工作，并根据不同水质指标，制定了有十分严格而有针对性的比对测试流程和规范，希望可以找到一个好的解决办法。/pp　　需要说明的是：不是所有的在线分析仪器都需要面临如此严格的测量准确度要求。不同的使用目的，对仪器性能的要求也不尽相同。/pp　　根据应用目的的不同，在线水质分析仪器又可以分为监测型和过程型两类，监测型分析仪器用于单纯的水质监测，以测量成分指标和评估性综合指标为主，用来判断水质是否达到法规的要求，以及环境水质(地表水,地下水)和饮用水水质的报警和预警性监测，不参与水处理工艺过程控制 这类仪器对测量数据的准确度(精度、误差)要求较高，数据可以作为有关部门进行执法管理的依据 /pp　　过程型分析仪器主要用于水处理工艺过程监测,以测量工艺指标、替代指标为主，所测量的水质指标参与过程控制,以优化水处理工艺,提升水处理效率,实现水处理过程节能降耗 过程型仪器对仪器的可靠性和稳定性(具体的仪器指标是漂移和线性度、重复性)要求较高，要求仪器能够可靠地反应水质变化的趋势，以便为水处理过程控制提供依据。/pp　　除开法规执行带来的挑战，更大的挑战来自公众的需求：“人民群众日益增长的美好生活需要”/pp　　一般公众的想法是：既然有了在线水质分析仪器这种先进、“高大上”的自动化设备，特别是有了生物毒性分析仪这类评价性综合指标的分析仪器，了解我们身边的水质状况，回答诸如饮用水是否安全(能直接饮用)?工厂排出的废水是否对环境无害?门外那条小河、还有游泳池是否适合孩子们去玩耍?等等，应该是分分钟的事儿，再容易不过了吧?/pp　　“理想是丰满的，而现实是骨感的”/pp　　能实时回答这些问题场景也许会发生在不太久的将来，但是在现实的今天，许多都还做不到。/pp　　上面这些问题通通都涉及到了人们了解水质指标的终极目标-“评估水质安全”，非常复杂，复杂问题的讨论总是需要太多时间，这次留下悬念，如果有缘，这个问题我们下次再聊。/pp style="text-align: right "strong（供稿：重庆昕晟环保科技有限公司 总经理程立）/strong/p

p　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong1、前言/strong/span/pp　　在线水质分析仪器是一类专门的自动化在线分析仪表，仪器通过实时、现场操作，可在无需人工操作的情况下实现从水样采集到数据输出的快速分析 许多结构复杂的在线水质分析仪器已经具有了自动诊断、自动校准、自动清洗、故障报警等功能，以保证分析结果可靠性和仪器的长时间无故障运行。/pp　　目前有两种不同结构和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者装置”。按照国际标准化组织(ISO)代号ISO15839《水质-在线传感器/分析设备的规范及性能检验》标准的定义：“在线分析传感器/设备(on-line sensor/analyzing equipment) ，是一种自动测量设备，可以连续(或以给定频率)输出与溶液中测量到的一种或多种被测物的数值成比例的信号。”/pp　　随着全球范围内对环境保护、水资源可持续利用以及水安全的日益重视，为满足世界各国日趋严格的环保法规要求和不断发展的水处理工业市场的需求，作为获取水质信息的源头技术，在线水质分析仪器及其应用技术得到了巨大的发展机会。同时，计算机科学、分析化学、材料科学等相关科学技术的进步，也为在线水质分析仪器技术的发展提供了可靠的技术支撑。国际水协会(IWA)的前身国际水污染研究协会(IAWPR)自1973年就开始了组织主题为ICA(Instrumentation-仪表，Control-控制and Automation-自动化)的专题会议，专门推广和研究水处理领域的在线水质分析仪器及过程控制的应用。近来，世界卫生组织(WHO)也在其发布的《再生水饮用回用：安全饮用水生产指南》中指出需要在再生水饮用回用系统全流程的关键控制点实施运行监测，并建议尽量采用在线监测仪器进行数据实时监测和记录。在技术进步和法规的推动下，越来越多的在线水质分析仪器被应用到环境监测、废水排放监测，以及各种水处理工艺的过程控制系统中了。/pp　　在中国，伴随着改革开放40年经济高速发展的城镇化与工业化进程，无论是在城镇化过程中大量的自来水水厂和污水处理厂建设，还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、食品酿造厂等高耗水工业企业的兴建，都给予了在线水质分析仪器巨大的市场空间，在此基础上，中国的在线水质分析仪器行业获得了空前的成长机会，中国的在线水质分析仪器技术有了显著的发展和长足的进步，在线水质分析仪器的可靠性得到了市场和权威机构的广泛认可。/pp　　随着政府和公众对水环境保护和饮用水安全的高度重视，以及政府逐年增加的巨额环保资金，特别是在具有中国特色的“自动监测为主，手动监测为辅的监测模式”的环境监测技术路线的框架下，中国已经逐渐发展成为了在线水质分析仪器全球最大的地表水水质自动监测和废水污染源排放自动监测领域的单一市场。/pp　　中国环境保护部门于2001年6月4号发布并同日实施了HBC 6-2001《环保产品认定技术要求 化学需氧量(CODCr)水质在线自动监测仪》行业标准，这是中国第一部用于废水污染源排放自动监测的在线水质分析仪器标准，在接下来的几年中，各个相关政府部门还陆续发布了多部在线水质分析仪器的国家和行业标准。标准的发布实施，加上在线水质分析仪器在实际水质监测中的成功应用，有力地推动了中国水质在线分析仪器市场的发展和技术的进步。/pp　　随着中国环境保护事业和环保市场的持续发展，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、生态状况监测全覆盖，各级各类监测数据系统互联共享，监测预报预警、信息化能力和保障水平明显提升，监测与监管协同联动，初步建成陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共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自动监测与异常报警机制，提高污染物超标排放、在线监测设备运行和重要核设施流出物异常等信息追踪、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日正式实施的“中华人民共和国环境保护税法”第十条中还明确规定了应税污染物的计算方法，“纳税人安装使用符合国家规定和监测规范的污染物自动监测设备的，按照污染物自动监测数据计算”，通过法律条文的形式进一步确定了在线分析仪器的地位。/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong2、在线水质分析仪器的检测技术简介/strong/span/pp　　strong2.1在线水质分析仪器的技术发展/strong/pp　　一直以来，在线水质分析仪器技术都是沿着在线分析仪器研发制造技术和在线水质分析仪器应用技术两个方面同时发展的。/pp　　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者装置。/pp　　第一代的在线水质分析仪器常常是以在线分析传感器+显示控制器的形式出现的，仪器通常结构都比较简单，通过传感器直接和被测水样接触获得水质指标的数据。最初可以测量的水质指标，主要是一些简单的物理指标和成分指标，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 随着电化学分析技术的发展，氟离子、铵离子、硝酸盐等多种离子选择电极法原理的在线水质分析传感器也开始进入市场。由于传感器和水样直接接触，无法像实验室人工分析时进行样品预处理及去除样品中干扰物质，在面对水质复杂的水样(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)时的适用性受到很大局限，最初的测量对象主要是地表水、饮用水、市政污水以及工业纯水等水质情况较为简单的水体。/pp　　为了解决传感器测量复杂水样的适用性问题，也为了实现一些实验室人工分析方法步骤比较繁琐或者测试条件要求较高的水质参数的自动分析，随着自动控制技术的采用，结构比较复杂的在线水质分析仪器-水质自动化分析设备或装置开始出现：仪器通过控制一整套的设备或装置的自动运行来完成以前实验室人工分析的步骤，比如：过滤、加热、加显色剂、混合、测量等等 另外，为了保证长时间连续运行的准确度，还需要定时对仪器进行自动校准，以及定期的人工维护。这一类在线水质分析仪器结构复杂，多用于水质成分指标(TOC、SiO2、总磷、总氮、重金属等)和评估性水质综合指标(COD、碱度、硬度、生物毒性等)。/pp　　随着现代科学技术的发展，特别是分析化学、材料科学、电子科学以及包括计算机技术和通讯技术、自动控制技术在内的系统工程成套自动化技术的发展， 再加上水质科学自身的发展与进步，从以下介绍的多个维度共同推动了在线水质分析仪器技术的发展。/pp　　首先，在测量原理方面，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、混合多光谱分析、X射线荧光分析、三维荧光光谱、生物技术等各种新的测量原理被应用到了在线水质分析仪器 同时，流动注射分析技术的发展和应用，使得仪器分析时间大大缩短，增强了在线分析技术实时性的优点。/pp　　其次，水质科学的发展，提出了“替代参数”的概念，为在线水质分析仪器的开发和应用开拓了新的空间。水质替代参数是指一类特定的水质参数，可以综合反映水体的某一类别的水污染情况或水处理过程中某些不能实现在线监测而且实验室分析也非常繁琐水质参数的变化。目前，对饮用水水质安全来讲，反应有机物总量及某些特定成分变化的综合性指标UV254是目前非常重要的水质替代参数，可以通过UV254的实时测量，获得和水中有机物污染相关的其他参数(如，COD、BOD、TOC等)的信息。由于能实时反映水质的变化，测量“替代参数”的在线水质分析仪器在水处理工艺过程控制中有着非常重要的价值。目前其他重要的在线水质替代参数分析仪器还有：浊度、颗粒物、SDI(污染指数)等。/pp　　第三，随着材料科学的发展，在线水质分析仪器传感器的环境适应性也得到了很大提高，表现为：高温材料的采用，使得传感器的最高工作温度范围不断提高 传感器材质采用惰性的材料，可以耐受水中硫化氢、硫化物、高盐、重金属、油污染的探头，可以耐受高强度核辐射的溶解氧和溶解氢探头应用于核电厂 采用钛合金材料，可长时间应用于海洋监测的传感器等等。/pp　　另外，和所有仪器产品一样，在线水质分析仪器中执行数据处理与通讯功能的硬件与软件都采用了电子工业的最新技术。相对于最初的模拟电路，由于数字电路设计要比模拟电路相对简单、自动化程度高，对设计人员的经验水平要求也稍低，数字电路技术的采用和普及，使得仪器设计和批量生产的成本得以大幅下降，仪器的可靠性有了很大的提升。/pp　　目前的在线水质分析仪器的控制器普遍具有了自动运算、统计、图形显示、趋势分析等数据处理功能 同时，仪器一般具有自动诊断、故障报警功能，方便仪器运行及维护人员及时发现和解决仪器的问题 仪器生产商采用通用控制器也已经成为共识，同一种型号的控制器可以同数十种传感器连接，由此给仪器生产企业和使用者两方面都带来了好处：仪器制造厂家可以实现控制器的大批量生产，取得规模效益 同时通用控制器降低了仪器技术服务的复杂程度，也降低了仪器生产厂家的服务成本 带给在线分析仪器使用者的好处也是显而易见的：在保证水处理生产正常运行的同时，可以减少水质分析仪器零备件的库存压力 通用控制器也让操作者减少了学习的时间，可以更快更熟练的掌握仪器的使用及维护，提高生产效率 同时，新型的数字化传感器可以被通用控制器自动识别，具有“即插即用”功能，极大的减轻了安装维护人员的劳动强度。在通讯及数据传输方面，RS232、RS485以及Profibus、Modbus等现场总线技术和TCP/IP等网络协议得到了普遍应用，为实现水质监测数据的实时传输及水处理过程的自动控制提供了支持。/pp　　最后，标准化进一步支持了在线水质分析仪器技术和行业的发展。国际标准化组织(ISO)在2003年制定的代号为ISO15839-2003的标准《水质在线传感器/分析设备-水质规范和性能测试》,定义了在线水质分析仪器的性能特征，建立了评估及测定性能特征参数的测试程序，这个通用性标准给在线水质分析仪器的研发、生产及验收提供了依据。进入21世纪以来的十多年中， 中国也发布了大量有关在线水质分析仪器的国家标准和一系列的行业标准。这些标准的发布与实施，为在线水质分析仪器的应用与发展提供了技术上的可靠保证。/pp　　strong2.2 水质在线分析仪器的主要检测技术/strong/pp　　作为一种专用于水质分析的特定仪器分析技术，和其他仪器分析技术一样，水质在线分析仪器检测技术的理论基础也是根据水中待测物质的物理化学或者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。/pp　　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基础上的一类分析方法，它是仪器分析方法中的一个重要分支。电化学分析测量系统是一个由电解质溶液和电极构成的化学电池，通过测量电池的电位、电流、电导等物理量，实现对待测物质的分析。根据测定电化学参数的不同，电化学分析法又分为电位分析法、库仑分析法、伏安分析法(包括极谱分析法)、电导分析法等。/pp　　电化学分析法原理的在线水质分析仪器，是出现最早和应用最普遍的一类在线水质分析仪器。其中，既有较为简单的传感器形式的各种Ph/ORP(氧化还原电位)分析仪、电导率分析仪(目前在工业过程分析中应用十分普遍的酸碱盐浓度计，也都大多是采用电导检测原理的在线分析仪器)、极谱法溶解氧分析仪、基于离子选择电极法的氨氮、氯离子、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮分析仪 也有结构比较复杂的自动化分析设备，如基于伏安分析法的各种重金属分析仪，采用电位滴定原理的COD分析仪，高锰酸盐指数分析仪，采用电导分析法的纯水TOC(总有机碳)分析仪等。/pp　　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。非光谱分析法，是基于物质引起辐射的方向或物理性质的改变，检测被测物质的某种物理光学性质，进行定量、定性分析的方法，非光谱分析法不考虑物质内部能量的变化，包括了折射法、散射光法等。光谱分析法，是以光辐射能与物质组成和结构之间的内在联系或者以光谱或波谱的测量为基础，利用物质的光谱特征，进行定性、定量及结构分析的方法。按物质能级跃迁的方式，光谱分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)。/pp　　在线浊度分析仪是目前非光谱分析法在水质在线分析技术最有价值的应用。浊度是水质净化处理最重要的关键性工艺参数，它既可反应水中悬浮物的浓度，同时又是人的感官对水质最直接的评价，全球各国包括世界卫生组织的饮用水标准都把浊度作为了一个必测的指标。浊度的测量原理是利用光的散射原理，当光束接触到水中的悬浮物颗粒表面时，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，就能获得水样的浊度值。目前市场上已经有了数十种不同结构、不同量程、不同测试精度、不同安装方式的在线浊度分析仪器产品，可以满足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。/pp　　目前，采用光谱分析法原理的水质在线分析仪器是能够测量水质参数最多的一类仪器，这其中，既有采用经典比色法原理的总磷分析仪、总氮分析仪、氨氮分析仪、SO2分析仪、六价铬、铜等重金属分析仪 也有X射线荧光分析法原理的铅、砷分析仪 还有紫外荧光原理的水中油(多环芳烃)分析仪等。最近，随着化学计量学和光谱学的发展，采用全光谱扫描方法，可一次分析十多种水质参数的多参数在线水质分析仪也得到越来越多的应用。/pp　　另外，随着流动注射分析技术的出现和大量应用，也为提高“结构比较复杂的自动化分析设备或者装置”这类在线水质分析仪器的分析速度，实现仪器快速自动完成水样采集、处理，试剂混合，乃至最终检测提供了支撑。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应管中形成一个反应单元，并与载流中的试剂混合、反应后，再进入到流通检测器进行测定分析及记录。整个分析过程中试样溶液都在严格控制的条件下在试剂载流中分散，因此，只要待测水样的注射方法，在管道中存留时间、温度和分散过程等条件相同，不要求反应达到平衡状态就可以按照比较的方法，通过标准溶液所绘制的工作曲线测出试样溶液中被测物质的浓度。/pp　　流动注射分析技术的应用，极大的提高了水样分析速度。特别是随着由具有良好耐腐蚀性能的聚乙烯、聚四氟乙烯等材料制成的微型管道系统的出现，仪器对样品以及分析试剂的耐受性大大提高，扩展了仪器对分析方法的适应性，增加了可实现自动分析的水质参数，采用流动注射技术的仪器小型化也成为现实。由于流动注射分析技术具有可以把吸光分析法、荧光分析法、比浊法和离子选择电极分析法等诸多分析方法的流程实现在管道中完成、需要的试剂量小、易于自动连续分析的优点，在水质在线分析仪器领域得到了非常普遍的应用，几乎被所有非传感器形式的在线水质分析仪器所采用。/pp　　最近以来，为满足对水中多种微量成分的实时监测，色谱原理的在线水质分析仪器开始出现，在线离子色谱监测系统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)的都取得了成功的应用。/pp　　其他原理的在线水质分析仪器中，生物技术原理的产品占据了很大的份额，其中，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应监测重金属，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方法的在线水质分析仪器最近几年都开始得到市场的认可。/pp　　strong2.3 国内外水质在线检测的技术差距/strong/pp　　在中国，由于水质在线分析仪器的主要市场，包括工业水处理过程监测与控制、市政自来水与污水处理、环境自动监测等同欧美和日本等主要发达国家相比，起步都较晚，同时也因为支撑水质在线分析仪器研发制造的电子技术、自动控制、软件等基础技术和精密制造产业在中国也主要是改革开放以后的短短几十年里才开始发展起来的，两方面的原因造成了中国水质在线分析仪器以及检测技术发展的差距。/pp　　和其他分析仪器产品一样，可靠性是国内外在线水质分析仪器最大的差距，专门人才的缺乏造成的设计理念和流程的落后、关键元器件的稳定性和供应不足以及在线水质分析仪器行业的制造水平、质量管理水平的差异都是造成可靠性差距的原因。/pp　　水质在线检测技术同国内外差距的另外一点是分析原理创新，同发达国家同行不断应用的新分析原理、新材料、新算法等新技术相比，目前中国水质在线检测仪器主要原理还是以传统的电化学、比色法为主，仪器对水质变化的适应性还不能完全满足目前水处理工业过程控制的要求。/pp　　在绿色分析的认知和应用上，国内外水质在线分析技术也存在一定的差距，绿色分析要求是在分析过程减少多环境的影响，避免(或大幅度减少)使用化学试剂，减少气体、液体和固体废物的产生，避免使用剧毒(包括生态毒性)的试剂 减少样品分析的所需的人力和能耗。目前国内在线水质分析仪器，特别是结构比较复杂的监测型在线水质分析仪器，在试剂使用量、废液产生量以及有毒试剂的使用和能耗方面，同国外先进仪器还有一定的差距。/pp　　最近十多年以来，在“自动监测为主，手动监测为辅的监测模式”的环境监测技术路线的大力推动下，中国监测型水质在线分析仪器技术有了长足的进步和发展。从2002年至今，几乎每年都有上万台/套的在线水质分析仪器及系统实现了安装调试和实际运行。仪器大量的研发制造和实际应用，为行业技术进步提供和积累了宝贵的经验。与此同时，中国发布了数十项在线水质分析仪器及系统的国家标准、行业标准，这些标准的发布和实施，对在线水质分析仪器在中国市场的应用和发展起到了极大的推动作用，有力的支持了中国监测型在线水质分析仪器研发制造技术的发展，多种适应不同水质条件水样的应用技术也得以开发。中国监测型在线水质分析仪器已经有了巨大的进步。总体来看，水污染源排放和水环境自动监测的常规在线水质分析仪器及其应用技术达到了国际领先的水平。/pp　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190701/488018.shtml" target="_blank"strong在线水质分析仪器—技术、应用与市场（二）/strong/a/pp style="text-align: right "strong（供稿：重庆昕晟环保科技有限公司 总经理程立）/strong/p

在线分析仪是石化企业非常重要的一类科学仪器，是直接安装在生产流程中，对物料的组分或物理参数进行连续或间断分析的仪表。SH/T 3174-2013《石油化工在线分析仪系统设计规范》根据国家发改委要求，参考有关国际标注和国外先进标准，为石化企业在线分析仪的选型、安装、使用和维护提供了全面而细致的指导。根据该规范，石化在线分析仪被明确分类为两大类，涵盖了多达17种仪器，满足了不同生产场景下的多样化需求。如下表：石化在线分析仪类别一：气体分析仪类别二：液体分析仪气相色谱分析仪pH计和氧化还原电位计红外线分析仪电导率仪氧分析仪密度计微量水分析仪黏度计热导式气体分析仪水质分析仪硫分析仪水中油分析仪连续排放监测系统油品分析仪激光分析仪近红外分析仪质谱分析仪/为了深入探讨在线分析技术在石化行业的应用与发展，仪器信息网特别于2024年6月12日举办“第八届能源化工分析技术及应用新进展”主题网络研讨会。其中，【现场/在线检测技术在能源化工行业中的新应用】专场将聚焦在线分析仪的前沿技术、创新应用及行业趋势，为与会者提供一个交流与学习的平台。点击下方链接即可报名参与！（报名链接：点击此处报名）日程如下：

p　　a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190701/488014.shtml" target="_blank"strong在线水质分析仪器-技术、应用与市场（一）/strong/a/pp　　3、水质在线分析仪器的应用简介/pp　　在线水质分析仪器作为获取水质信息的源头技术，凡是人类活动用到水的领域，诸如水环境监测、饮用水处理与安全保障、工业水处理的过程控制、污水处理等等，都是在线水质分析仪器的应用范围。/pp　　按照应用目的的不同，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。/pp　　监测型分析仪器主要用于单纯的水质监测，获取水质参数数据，以判断水质是否达到法规的要求，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控制。要求监测的水质参数主要是环保法规或者水质标准规定的主要污染物指标，对应用技术的需求主要是水样预处理技术以及仪器系统集成技术等。在中国，典型的监测型在线水质分析仪器应用有：/pp　　一、工业企业废水污染源及市政污水处理厂排放自动监测，主要监测参数有: 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)。这些水质分析仪器为企业实现污染物排放自行监测，防止和及时发现可能的废水超标排放，申报环境保护税，以及环保监察部门实时了解企业水污染物排放情况提供了依据。/pp　　二、地表水水质自动监测：江河湖库重要断面以及水源地的水质自动监测，江河水的主要监测参数有：常规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 湖泊和水库一般会增加叶绿素a及蓝绿藻指标 水源地涉及到饮用水的安全问题，会要求增加生物毒性、大肠杆菌等水质指标以及氟离子等具有行业性/地域性特征水质污染指标的在线监测。大量地表水在线水质分析仪器的安装和应用，为全面了解国内环境水质状况，对可能的水质恶化和突发性水质污染提供预警，以及为水环境和水资源管理部门生态调水及合理使用水资源提供数据支持。/pp　　三、饮用水管网及二次供水水质自动监测，主要参数有浊度、余氯、Ph值、电导率、温度、色度等。饮用水水质在线监测，一方面对可能发生的水质超标事件进行预警，防止不合格的自来水进入居民家庭 另外，大量管网的水质数据，也可支持自来水厂优化水处理工艺以及管网输水调度决策。/pp　　四、海水监测，常规的指标是温度、盐度、深度(简称温盐深，英文缩写CTD)，另外还会根据需要增加溶解氧、叶绿素a、浊度以及硝氮、有色可溶性有机物(CDOM)等综合反应海水质量状况的水质指标。/pp　　过程型分析仪器，顾名思义，主要用于水处理工艺过程监测与控制,所测量的水质参数会参与过程控制，以优化水处理工艺、提升水处理效率, 在保证末端水质达标的前提下,实现水处理过程节能降耗的目的。过程型分析仪器更多要求原位、实时,连续监测,对仪器的测量速度与响应时间要求较高。/pp　　过程型在线水质分析仪器，被广泛应用于火力发电厂、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、生物制药厂等新兴工业企业中，为工业水处理过程控制以及锅炉水、蒸汽、电子级超纯水等各类生产用水的品质检测提供了实时可靠的水质数据和水处理过程控制依据。/pp　　以石油化工行业为例，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著、涉及生产装置多的特点，其水处理流程几乎涵盖了从原水、软化水、高纯水、蒸汽到废水处理及回用的所有类型的水质特点、水处理技术和工艺，有着最全面和最具有代表性的水质在线分析仪器应用场景。目前石化企业中常用的在线水质分析仪器，根据不同工艺要求及不同用水点来分，主要有：/pp　　一.新鲜水净化处理：浊度分析仪、pH分析仪、余氯分析仪/pp　　二.软化水及脱盐水处理：硬度分析仪、电导率分析仪、pH分析仪、二氧化硅(SiO2)分析仪、钠离子分析仪、SDI(污染指数)等/pp　　三.锅炉水及蒸汽质量监测：二氧化硅(SiO2)分析仪、钠离子分析仪、微量溶解氧分析仪、磷酸根分析仪、电导率分析仪、pH分析仪、/pp　　四.循环冷却水：总磷/磷酸盐分析仪、pH分析仪、浊度分析仪、电导分析仪、余氯分析仪、总有机碳(TOC)分析仪、在线荧光示踪监测仪、水中油分析仪等/pp　　五.凝结水回用：总有机碳(TOC)分析仪、电导率分析仪等/pp　　六.工业废水处理及回用：溶解氧分析仪、pH/ORP分析仪、悬浮物分析仪、COD分析仪、氨氮分析仪、水中油分析仪等/pp　　七.厂区雨水监测及排放管理：总有机碳(TOC)分析仪、悬浮物(SS)分析仪、水中油分析仪、水面油膜监测仪等 如果仪器实时监测到雨水的水质指标超过排放标准或者有油品泄漏，就会自动关闭雨水排放口，将超标雨水排入废水处理单元或者事故池储存，以免造成对环境水体的污染，或者对废水处理单元的冲击。/pp　　在半导体厂、生物制药厂这类对水质有着极高要求的高技术新兴产业中，高精度的二氧化硅(SiO2)分析仪(检出限可达0.1µ g/L)、总有机碳分析仪、水中颗粒物分析仪(可测粒径0.05µ m)、高精度微量溶解氧分析仪等高性能在线水质分析仪器以及各种结构和性能的氟离子分析仪(半导体厂)、微生物分析仪(生物制药厂)都已经有了越来越多的应用。/pp　　另外，在自来水厂，各种量程的在线浊度分析仪、余氯/总氯分析仪、pH分析仪、碱度分析仪、游动电流分析仪等都有着广泛的应用，参与水厂的自动加药、加氯等工艺的过程控制，这些在线水质分析仪器的应用，极大的提高了自来水的自动化运行水平，保证了自来水出厂水质的安全可靠。/pp　　在市政污水处理厂，溶解氧分析仪、污泥浓度分析仪、pH/ORP(氧化还原电位)分析仪、硝氮分析仪、氨氮分析仪为代表的在线水质分析仪器在过去数十年间也已经获得了大量的成功应用，为污水厂的稳定运行、节能降耗和达标排放提供了可靠的支持。由于用于水处理过程控制，仪器安装的数量较大，这类分析仪器通常以安装维护方便、单价较低的水质传感器形式出现。/pp　　对于不同类型的在线水质分析仪器，技术要求也是不同的，一般而言，监测型分析仪器对测量数据的准确度要求较高，数据可以作为有关部门进行执法管理的依据，对检测原理和方法的限制较多,要求是成熟的分析技术 而过程型分析仪器对仪器的可靠性和稳定性要求较高，要求仪器能够及时可靠地反应水质变化的趋势，以便为水处理过程控制提供依据。对仪器的响应时间要求较高，对仪器的检测方法和原理限制少,允许更多创新型的新原理、新方法的在线分析仪器应用。/pp　　4、水质在线分析仪器技术与市场的发展前景/pp　　全球人口的持续增加和经济的持续发展，带来了用水量增加、水资源短缺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产业更高的要求和需求，将进一步推动在线水质分析仪器市场的发展。当下处于物联网、大数据和人工智能的时代，也需要更多的数据，在线水质分析仪器作为物联网感知层的重要组成，其数据提供者的需求将被放大，要求出现更多高可靠性、低能耗、低维护、低成本现代在线水质分析仪器。现代在线水质分析仪器技术是在分析化学、材料科学、通信技术、计算机、过程控制理论等多学科发展的基础上产生和发展起来的，这些学科的创新和发展，也将为在线水质分析仪器的创新和进步进一步提供支持。/pp　　另外，随着绿色分析理念的大力推广，绿色分析技术的不断出现，未来的在线水质分析仪器将会尽量减少使用和产生有毒化学品,在设计上也会更加考虑降低仪器的能耗和分析的用水量。/pp　　流式细胞术、生物预警技术、核酸酶重金属特异性反应、微流控技术等诸多新的测量原理,已正在或者即将被在线水质分析仪器采用 量子点、石墨烯、碳纳米管、生物芯片、水凝胶等新材料也开始进入水质监测领域 /pp　　在仪器数据处理方面，各种新算法及水质模型不断出现, 将提升各种新型在线水质分析仪器的功能及完善数据后处理，提供更多有价值的水质数据和信息-不仅是仪器硬件和分析技术,软件和数据处理技术也将成为在线水质分析仪器的重要组成部分。在未来，在线水质分析仪器将成为“硬件+材料+软件+算法”的组合。/pp　　随着新的分析原理、方法的出现和应用，以及各种新材料的采用，传感器对复杂水质的适应性会得到提高 同时，物联网技术的应用，可以实现对和水样直接接触的传感器自身寿命及运行状态进行远程实时监测、管理以提高维护效率、降低维护成本。/pp　　还有，伴随3D打印技术的成熟应用，根据待测水样的不同水质情况，实现差异化设计、制造也将成为现实 比如：饮用水和海水、工业废水，即使是测量同一个水质指标，也可选用不同材质、结构和制造工艺来生产传感器，以满足不同水质条件的要求。/pp　　更重要的是，和所有电子产品一样，传感器的成本必然会随着物联网时代大规模的应用出现超出想象力的下降，这时，免维护的一次性在线水质传感器将成为现实。和传感器一样，结构复杂的在线水质分析仪器的成本问题也必然随着大规模的应用得到降低 仪器的维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进，特别是，工业物联网技术的进步，可通过产品在硬件上增加必要的传感器，在测试流程中，获取过程节点的参数指标及变化曲线，智能判断拐点、斜率、峰值、积分面积等指标，转化为对应的数学模型，形成一套用于描述“仪器行为”的监控系统，通过“仪器行为”来评估在线水质分析仪器状态，以实现这种精密设备的远程管理和诊断，进行有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用，从而进一步推动在线水质分析仪器应用规模的扩大。/pp　　从市场发展角度来看，就像其他任何一种新兴技术和行业一样，水质在线分析仪器市场也会经历从市场初期的缓慢增长到高速成长的发展历程。在初期，市场需求受到了两种因素的制约：其中一个主要因素是投入产出分析，相对于过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用而言，当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高。还有一个因素是在线水质分析仪器和技术自身的限制，当时在线水质分析仪器的稳定性、可靠性等还不能完全满足市场的要求 可以实现在线分析的水质参数也不是很多 另外，由于水质条件的多样化与复杂性，即使是面对同一个水样，测量不同水质参数时，对仪器测量方式，安装方式的要求都有不同，这对以在线水质监测系统为代表的应用技术也提出了很高的要求。这些因素造成了监管部门和行业的运行管理者以及水处理工程师对采用在线水质分析仪器都持有谨慎的态度，在当时严重制约了在线水质分析仪器的应用与推广。进入21世纪以来，由于水资源短缺、水环境污染的问题日益严重，行业同时迎来了水资源费上涨、饮用水水质标准提高、废水排放标准更加严格以及用水量及用水人口增加、水价上涨等诸多挑战和机会 在法规的压力和市场的推动下，加强水环境监测、淘汰粗放式的水处理及用水模式，采用更加先进的过程控制系统以提高水处理效率、降低水处理及用水成本就成为了人类社会必然的选择 与此同时，技术的发展使得在线水质分析仪器的稳定性与可靠性有了很大提高、可以实现在线监测的水质参数越来越多、在线水质分析仪器的功能也越来越强大 市场需求的增长和水质在线分析仪器自身的技术进步共同推动了行业的高速发展。/pp　　在中国，随着日益严格的环保法规的驱动，特别是以在线监测作为主要技术路线的环境监测技术政策的推动下，监测型在线水质分析仪器将继续保持高速成长。与此同时，石油化工、冶金、火力发电等传统高耗水工业用水效率的提高以及行业自身的技术进步，半导体、生物制药等对水质要求更加严格的新兴行业的快速发展，都会进一步提高对在线水质分析仪器的需求，过程型在线水质分析仪器也将保持持续的增长。物联网、大数据、云计算以及即将到来的5G时代，需要更多的传感器类型的在线水质分析仪器，低功耗、低成本的在线水质分析传感器将会迎来爆发的机会。/pp　　在市场需求和技术进步的共同推动下，在线水质分析仪器及其应用技术必将得到快速发展，仪器的稳定性与可靠性会有进一步的提高、可以实现在线监测的水质参数将越来越多、在线水质分析仪器的功能也将越来越强大，市场将会在很长一段时间内保持可持续的增长趋势。/pp　　5、结束语/pp　　在线水质分析仪器及技术，作为涉及分析化学、水质科学、电子与信息技术、材料科学、数据科学等传统与现代科学的综合性跨学科技术，经过过去几十年的发展，无论在水环境监测、饮用水安全保障还是工业过程用水领域都得到了普遍的应用。随着人类社会经济的进一步发展，特别是在大数据、物联网等各种高新技术发展的推动下，在线水质分析仪器及其应用技术还将得到更大的发展。/pp　　在中国，随着目前政府环保法规日益完善、公众环境保护意识提高，尤其是执政党提出了“绿水青山就是金山银山”的可持续发展的生态环境理念的情况下，加强水环境质量的监测以及废水排放的监管，采用更加先进的过程控制技术以提高水处理效率、降低水处理及用水成本，提高用水效率已经成为了水环境监管部门、水处理行业以及中国社会的必然选择。同时，随着中国这个制造大国研发制造水平的不断提升，都将促进作为获取水质信息最重要的测量技术-在线水质分析仪器技术高质量高速度的发展。/pp style="text-align: right "strong（供稿：重庆昕晟环保科技有限公司 总经理程立）/strong/p

一、概述随着我国制造业迅速发展，已成为世界第一制造大国，《中国制造2025》指明智能制造是我国现代先进制造业新的发展方向。实现智能制造智就是从原材料、工厂制造、销售、客户需求一体化的数字化管理过程，使产品在生产过程中独立地找到自己的运行路径，持续提升制造执行力(交付能力)，按用户需求动态地匹配产品产时、产量、运销等市场经营品质。智能制造作为一种工具来延展和完善产业链，提升我们认识世界和改造世界的能力,助力国家产业转型升级,将产生是一种全新的智能经济形态。智能制造是信息化和智能化技术与工业制造过程的深度融合，促进了传统制造业到新型的转变。本文主要简要介绍了在线分析仪器在冶金、石化工业生产中（智能制造）的一些应用,以及引导传统制造向智能制造转型升级的思路和过程，力求分析论述预期与客观效果的结合。二、在线分析简介在线分析仪器（成套系统）是在实验室离线分析基础上发展起来的，到目前为止仍有一些仪器是实验室分析技术的平移。起初在线分析仪器主要是解决实验室分析难做到的高分析频次、采样样品物性突变、现场采样安全性等系列问题。随着在线分析技术的发展，不仅解决了上述问题，主要解决数字化生产中“靶点” 和“靶标”问题，或者说是通过网络和大数据代替人工找出解决问题的方法（自学提高），不断完善和优化数字控制过程，实现清晰智能分析功能。在线分析仪器一般有两种基本形式，一种是取样式分析仪器，另一种是非取样式（原位）分析仪器，就使仪器分成了截然不同的两大类。取样式分析仪器由取样单元、样品预处理单元、智能分析仪器、数据处理与输出，以及公用工程的防护、信号传输（通信）、电气辅助设备等设施组成。这类仪器都可嵌入在工业生产流程中，完成对被测工艺介质的自动采样与物性参数定性、定量分析，连续不间断地往生产主控计算机（DCS）传输分析数据。图-1三、原理与分类工业在线分析仪器的种类繁多，用途各异，按分析方法和原理可分为数百种。按照被测介质的相态划分，将在线分析仪器分为气体、液体、固体分析仪器三大类；按照测量原理在冶金、石化等行业使用较多的划分为：光谱类、色谱类、湿法化学类、物性检测类。（1）光学仪器类包括采用吸收光谱法的红外线分析仪、红外光谱仪、紫外光谱仪、激光分析仪等；采用发射光谱法的化学发光法、紫外荧光法分析仪等。（2）湿法化学类包括采用化学滴定、化学色差法，PH、电位、电导、电流法的各种电化学分析仪等。（3）色谱分析类采用色谱柱分离技术和检测器定量的色谱类仪器，与其它分析仪器相比有显著应用特点，而且使用量较大，单独划为一类。（4）物性分析和专用仪器类物性分析仪器按其检测对象来分类和命名，如：露点、热值、浊度、分离指数等类物性分析仪器；针对石油石化行业的水分、密度、黏度、酸度、馏程、蒸气压、闪点、倾点、辛烷值等测定等仪器，统称为石化专用类。（5）其它类分析仪器在上述几类仪器之外的在线分析仪器，如磁氧分析仪、差热分析仪、冷焰燃烧分析仪、射线法分析仪（γ射线密度计、中子及微波水分、X射线能谱）等近代物理方法类的在线分析仪器。典型工业在线分析仪器原理图（如：图-2）图-2四、工业在线分析仪器典型应用仪器（一）湿法化学在线分析（滴定）成套系统在冶金行业应用1、在线酸浓度分析的由来酸洗是冷轧带钢生产的龙头工序，酸洗液浓度的控制会直接影响到产品的质量；如果酸洗液浓度偏低，会有氧化皮残留在钢铁表面；酸洗液浓度偏高，酸洗过度，钢铁表面则会出现针眼状凹坑。正常的盐酸酸洗能够有效溶解氧化铁皮，同时生成溶于水的氯化亚铁。当酸洗过程中铁离子浓度逐渐升高到一定量时，酸洗环境就发生改变，即使再增加酸的浓度，氧化皮（氧化亚铁）不发生置换反应，而是与金属铁发生复杂的氧化反应，致使金属铁被腐蚀。这时候就需要把酸换成新酸，才能恢复正常的酸洗流程。所以钢铁行业迫切需要对下面两个工艺参数动态控制和准确的分析：①酸洗槽中的酸浓度变化值，以动态补酸维持酸洗环境；②跟踪分析铁离子浓度的增加量，确定最佳 “换新酸节点”传统酸洗液检测方法是，人工在生产线上取酸样（通常频次为1次/4h），用化学滴定分析酸浓度和铁离子含量。再由生产线操作人员依据酸浓度分析数据凭经验补酸（维持酸浓度）；依据铁离子含量数据确定换酸（换新配酸洗液）。此方式采样存在较多安全生产隐患，人工分析有及时性和频次问题，不适合规模化生产模式。虽然，行业也使用压差法、电磁法、ＰＨ计、β射线法等酸洗中分析法（压差法和β射线法是测密度原理），终因铁离子的干扰检测和不断补充辅助计算机校正模型库，分析数据误差较大，不适合数字化生产线。实践证明，湿法化学在线酸浓度分析（滴定）成套系统能较好解决上述问题。2、分析模型带钢酸洗件表面氧化层主要为FeO（96%）和少量的Fe2O3和Fe3O4含量，酸洗过程的反应原理为：FeO + HCl= FeCl2 + H2O酸浓度（H+%）和铁离子（Fe2+g/l）含量分析模型，其反应式如下: NaOH + HCl = NaCl + H2O… … … … … … … … … … … … ..(1)2NaOH + FeCl2 = 2NaCl + Fe(OH)2… … … … … … … … (2)滴定HCl溶液，化学计量关系式：（CV）HCL=（CV1）NaOH … … … … (3)滴定Fe2+离子，化学计量关系式：（CV）Fe=（CV2）NaOH ..… … … … (4)综合滴定曲线（如：图-3）图-3红色曲线为改进后实际滴定曲线，红色虚线为人工滴定曲线，红点等当点。计算公式： CHCL %=(CV)NaOH×36.5/VHCl … … … … … ⑴ CFe g/L=(CV)NaOH ×MFe/VHCl… … … .… … ⑵3、控制模型①控制模型流程图（如：图-4）图-4②软件组态图（如：图-5） 图-5③滴定控制图（如图-6）：图-64、智能控制使用在线分析系统后，解决了人工采样分析和自动上传分析数据的问题，接下来就是要把分析系统嵌入到生产工艺控制系统中，实现智能补酸和换酸功能。根据即酸浓度（H+%）和Fe+2离子的浓度建立数据库，门限值和优化区间上下限，以及线性跟踪纠偏辅助数据库，将（H+%）和Fe两组数据间设置关联计算因子，关联计算换酸点，将补酸与换酸数据关联到DCS控制系统中实现智能控制。DCS生产线控制系统显示界面（如图-7）：图-7 酸浓度和铁离子的浓度关系图（交点为换酸点） 5、应用考核与评价技术参数考核结果如下表（表-1）序号项目技术参数检测结论1分析频次每个组分的分析周期6分钟/次达标2酸浓度检测范围盐酸浓度：0～30%(w/v)硫酸浓度：0～80%(w/v)达标3Fe2+检测范围Fe2+含量；0-100 g/l达标4结果单位定义％、g/L、mg/L、ppm达标5分析频次酸浓度和Fe2+检测周期：5-8分钟/次达标6分析精度盐酸浓度：＜1%；Fe2+含量；＜1%达标7系统稳定性2100小时连续考察结果稳定、可靠、无故障达标8自动化程度采样、分析、传输信号、显示酸浓度和Fe2+检测结果全部自动进行达标9结果输出将分析结果远传DCS或独立计算机以二元曲线显示达标10内部存储器每个结果自动存储最近1800组数据达标在线滴定分析仪检测精度数据略（与标样对比验证）（二）在线色谱分析成套系统在石化行业典型应用1、氯化苄及相关生产工艺控制检测背景氯化苄产品是一个易燃、易爆、有毒、有害的危险化学品，相关生产过程危险性较大，安全生产一直是企业永恒的主题。应生产企业要求，我们做了相应在线分析方案，解决生产中检测分析和安全需求。经过实地考察了解相关的生产工艺、物料物性和分析检测现状，充分考虑到生产工艺过程特殊性，有针对性的设计和编制了工业在线分析系统技术配套方案，确保现场应用的可靠性、完整性及安全性。2、物料物性与分析需求（1）检测需求 氯化苄反应工段（区）：8台反应釜的反应产物组成含量分析原料区：2个原料罐物质组成含量分析精馏区：3台精馏塔塔顶塔底产物组成含量分析（2）精馏产物项目密度（g/l）馏程（℃）压力（KPa）流量（Kg/m3）温度（℃）1#塔顶996暂缺-90.7暂缺48.21#塔釜1111暂缺-88.6暂缺111.22#塔顶1114暂缺-98.5暂缺67.52#塔釜1204暂缺-95.3暂缺105.83#塔顶1210暂缺-96.9暂缺84.23#塔釜未知暂缺-93.9暂缺122.33、检测原理 在线分析检测系统，是根据拟定检测的物料按流路输送到各个采样预处理单元，通过临界流量控制动和分子仿真技术，使物料中待测组分和杂质分离，经过高选择性检测器检测出含量信号，分析系统再将检测信号解读成可识别分析结果，并且自动传输到用户DCS窗口。4、分析系统流程5、检测流路取样流程配置说明：反应工序8台反应釜出料（产品），共用一套工业在线分析检测系统（IGC）；精馏区的三个精馏塔的塔顶产品中高沸点杂质较少，共用一套IGC；精馏塔的塔釜回流液和1#塔进料含有高沸点物，共用一套IGC，减少过载。6、色谱分析单元控制图7、无残留进样控制示意图8、分析小屋布局图（视现场情况确定）9、在线分析系统构成（部件）（1）分析仪及相应的采样、前级减压站、样品预处理系统和分析小屋等。序号名称规格単位数量生产厂家备注1分析小屋2.5*2.5*2.7m套2磐诺仪器磐诺仪器2过程在线气相色谱仪PGC-88台3磐诺仪器3取样阀PF-1套15磐诺仪器4前级预处理PQ-2套15磐诺仪器5预处理PY-3套3磐诺仪器6标样4种套1国际标物7管缆米待定8开车备件批1详见清单注：所有预处理系统的部件型号需由乙方审核后方可采购。（2）过程气相色谱仪配置表序号名称规格和型号单位数量生产厂家备注1PGC-80谱分析仪PGC-80 监测套3磐诺仪器2零气发生器A8001套3磐诺仪器3氢气发生器A8002套3磐诺仪器4预处理单元PGC-80监测套3磐诺仪器5PGC-80D电控单元PANNA3.624.004套3磐诺仪器6专用色谱柱0.53×0.5×20m个3磐诺仪器（三）在线色谱分析成套系统在环保领域应用（因篇幅略）五、综述1、在线分析仪器（成套系统）是智能制造企业数字化控制的一个主要组成部分，它解决的是控制环节上的 “靶点”和“靶标”问题，系统配套赋予它代替人工（智能）实现控制的同时，还要融入体系自学提高（不断完善和优化数字控制资源），成为一类嵌入生产控制体系参与控制的智能系统。2、在从事在线分析技术推广应用的实践中，认识到每一个现场应用都是有很大差异的。只有深入现场调查了解应用状况，实际模拟推演才能确定两个模型。照抄照搬的方案遇到的问题很大，甚至导致应用失败。它决定实施应用的成败。仪器主要解决数字化生产中或者说是通过网络和大数据找出解决问题的方法，实现清晰智能分析功能。3、对于一些化工生产过程中，工业在线分析仪器配置较少，或者是配置了也是辅助参考，仍然依赖化验室人工分析数据等的系列问题，主要是企业还没有步入智能制造阶段，在线分析仪器只能代替人工采样分析，智能控制和嵌入生产系统功能未用上。是应用的时机不成熟，并不是智能制造和数字化工厂排斥它。（作者：魏宏杰，李杉）

9月9日，兰州石化公司研究院研制的“在线光谱分析仪样机”在橡胶厂丁苯装置成功应用。这项技术填补了国内空白，是具有自主知识产权的创新技术。在线光谱检测技术替代了传统的人工检测技术，具有更加快速、精确、易操作的特性。　　兰州石化研究院根据生产装置实际需求，结合自身在光谱技术领域的研究成果，首次将光谱技术应用于在线检测领域。由于丁苯橡胶生产装置采用人工采样分析方式，每4小时对回收的丁二烯物料进行氧含量分析，装置的操作压力是微负压，渗入空气不能及时发现，装置急需一种能连续快速在线检测丁二烯中氧含量的分析设备和手段。　　在线光谱分析仪用于检测橡胶厂丁苯装置丁二烯氧含量，能够在线实时检测原料的氧含量和数据曲线。在装置现场，科研人员采用国标法和在线光谱分析仪测量结果进行准确度反复跟踪对比，两者测量结果完全吻合，在线光谱分析仪以快速、精确、易操作的特性优于人工测量。　　据悉，在线光谱分析仪激光辐射的安全性通过了“国家防爆电气产品质量监督监测中心”的评估，安全性满足现场要求。在线光谱检测技术的研发成功将为化工领域生产提供可靠的安全监控手段，对于降低安全风险、提高生产装置的管控能力具有重要意义。

2014年4月，GE 正式推出了全新Sievers* M5310 C总有机碳（TOC）分析仪，可用于检测源水及饮用水的各种水样。GE研发的新型M5310 C TOC分析仪能在2分钟内得到TOC检测结果，相比之前型号速度提升了一倍，大大提高了生产效率。 “我们曾咨询过市政水行业的客户，对于检测和分析源水及饮用水所用的TOC技术和仪器，他们最需要什么功能。在收集了客户需求后，我们研发出了全新Sievers M5310 C TOC分析仪，以帮助客户实现更高效和经济的运营，提高生产效率。” GE水处理及工艺过程处理，工程化设备和系统部门的总经理Yuvbir Singh先生说道。 M5310 C的设计宗旨是提高产能，它的操作简便，并对数据利用进行了优化设计。M5310 C在GE 原有Sievers 5310 C系列TOC分析仪的基础上做了改进，新增加了包括双流路监测和TOC去除率计算功能，支持美国环境保护局（U.S. Environmental Protection Agency）有关消毒剂和消毒副产物的相关规定。 在解释这些功能能够为水处理厂带来什么优势时，GE 分析仪器M5310 C项目主管工程师Michael Scaer先生说道：“M5310 C在线型号具备TOC去除率计算功能，并可选双流路监测功能。饮用水厂现在可以使用同一台仪器分析进水——需要被处理的原水，和出水——处理完毕能适合饮用的水。仪器能计算出工厂的处理过程中一共去除了多少TOC。将这一测算过程在在线仪器上自动化是创新之举。M5310 C系列能帮助客户大大节省时间和精力，是一款极有价值的新产品。” Sievers M5310 C系列TOC分析仪有三个型号：便携式、在线型和实验室型，以满足市政水厂的各种需求。M5310 C系列同时能满足全球相关行业法规的规定和要求。 观看视频，了解更多M系列TOC分析仪的性能及特点。 GE 发电与水处理的GE分析仪器部门（cn.geinstruments.com）是水处理及工艺过程处理部门下的一个分部，是TOC分析仪全球的领先制造商。GE分析仪器部门也生产和销售GE、Sievers和Leakwise等品牌的硼分析仪（boron）、 一氧化氮分析仪（NOA）、水中油监测系统等其他水质监测仪器。GE分析仪器设计并开发的仪器产品具有简洁、快速、精准的优点。了解更多，请访问cn.geinstruments.com/m5310 关于GEGE专注于世界至关重要的需求，以卓越人才和领先技术，致力解决最具挑战的议题，提供包括能源、医疗、家庭、交通运输和金融等广泛领域的解决方案，我们构建、驱动、载运、医治，创想为本，行重于言。GE，想到，做到。了解更多信息，访问www.ge.com/cn 关于GE发电与水处理GE发电与水处理集团向客户提供全套的发电、能源输送和水处理技术， 以协助他们解决所面临的挑战。 该集团业务遍及能源工业的各个领域：既有可再生能源，如风能和太阳能；沼气和替代燃料；也覆盖煤，石油，天然气和核能。 *通用电气公司的商标，可能在一个或多个国家注册

成果名称在线气溶胶有机碳元素（OCEC）分析仪单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度&radic 研发阶段 □原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介：碳质组分在气溶胶中含量很高，尤其是在对人类健康影响较大的细颗粒部分比例更大，约占40%-60%。气溶胶中的碳质组分通常包括有机碳（OC）和元素碳（EC）两部分,这些组分能够造成区域和城市烟霾，影响大气的能见度、破坏地球辐射平衡，从而影响全球气候。目前，对气溶胶中OC和EC的研究已经成为国内外大气化学研究和环境监测的热点。气溶胶中OC、EC的含量以及时间变化规律成为各大监测站点、气象部门极为关注的数据。2009年，北京大学环境学院曾立民教授申请的&ldquo 在线气溶胶有机碳元素（OCEC）分析仪创制&rdquo 项目获得首届&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金支持。作为该项目的启动基金，该笔经费为曾立民教授课题组提供了强有力的支持，通过关键部件的购置、机械配件的加工和控制电路的自主创制，使得曾立民教授这一填补国内空白的先进技术的前期研究得以及时启动和顺利开展。在该基金的资助下，曾立民教授课题组已开展了多项富有成效的研制工作，包括：（1）在线气溶胶有机碳元素碳（OCEC）分析仪的硬件搭建；（2）在线气溶胶有机碳元素碳（OCEC）分析仪的软件开发和调试；（3）在线气溶胶有机碳元素碳（OCEC）分析方法的创新。这方面的测量目前仅能依靠国外的仪器，国内在该方面的仪器研发仍处于初步阶段，没有自主的产品。因此，填补该空白、自主创新开发国内自己的在线气溶胶有机碳元素碳（OCEC）分析仪成为一个必然的趋势。应用前景：上述关键技术的研究，为进一步开展具有自主知识产权的在线气溶胶有机碳元素（OCEC）分析仪的研制奠定了良好的基础。