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中科院联合能讯环保 用传感技术化解供水难题

   2015-12-21 网易2480
核心提示:12月18日,中科院上海微系统所-能讯传感技术联合实验室在上海发布二次供水水质在线监测系统,该系统由中国人自主研发设计,具备自主知识产权,

12月18日,中科院上海微系统所-能讯传感技术联合实验室在上海发布二次供水水质在线监测系统,该系统由中国人自主研发设计,具备自主知识产权,能实现全天候在线监控居民用水水质,敏感度高,对实时保障居民用水安全,为政府改善供水设施等均能提供重要参考,是“智慧城市”设计的重要实践。

据介绍,本次发布的二次供水水质动态监测系统由中科院上海微系统所和能讯传感科技有限公司共同研发。能讯传感科技有限公司,为国内一流的实验室解决方案供应商——能讯环保科技股份有限公司的控股子公司,主要业务是研发和制造环境监测设备、提供具有自主知识产权的行业领先的环境监测方案。

为实现水污染防治和相关监测产品的国产化,能讯环保和中科院上海微系统所成立了合作实验室,发挥技术、经验、资本的相关优势,突破以往水质监测常规方法,研制出适合中国国情的二次供水动态监测系统,彻底打破目前国外产品的垄断。

二次供水实时监测难题获突破

二次供水是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压,通过管道再供用户或自用的形式,它是目前为止高层供水的唯一选择方式,直接关系到二次供水水质、水压和供水安全。由于高层居民楼的日益增加,二次供水将关系到更广泛人民群众的正常稳定生活。目前,二次供水陷入“最后一公里”水质监控困局,有部分老旧住宅设施管道年久失修,材质安全性差,漏失严重,导致自来水的浑浊度、色度和铁指标时有超标,导致供水水量、水质、时间等方面无法保证。

现有的二次供水监控方法在监测环节上效率不够理想,供水设施改造成本高昂、水质监控难度大。一般地方水利部门根据要求,定期对水质进行检测,对供水设施每半年至少进行一次清洗。但是,水箱负责部门需要自检或送水样到监测单位,水监测的数据没有集中收集和保存。而全国范围内各省市都在积极推行二次供水设施改造项目,主要目标集中于改善供水设施,节水节能,保障供水安全,改善居民用水体验等,对于水质监测环节仍然缺少认识。使用中科院上海微系统所-能讯传感技术联合实验室本次发布的二次供水水质在线监测系统,能大大缩短水质检测周期,有效监控水箱水质的变化情况。

中科院上海微系统所-能讯传感技术联合实验室本次发布的二次供水水质在线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、数据处理及远程传输技术和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系。自动化的监测系统避免了传统监测方法从采样,水样运输到实验室检测的过程;另外,它在设计时就考虑到老旧设施的更新成本问题,尽量避免了对原有供水设施的改变,大大节省人力物力,降低以往水箱水质监测的难度。

对于该系统,研发负责人金庆辉博士还介绍说:“我们研发制成的二次供水实时监测系统的前端监测使用的是自主研发的监测探头,采用国际先进的全光谱检测原理,水样无需消解,大大降低检测成本和维护成本,且在检测过程中无二次污染物产生,能够保证水质安全和监测结果的精准。”

互联网+环保,智慧水务产品化

本次发布会展示的二次供水水质动态监测系统,创新地将互联网+水监测深度融合于环境监测仪器,促进以云计算、大数据为代表的产业智能化进程,将打造环境监测领域“互联网+”新形态。系统主要由两部分组成:前端无线传感监测系统和后端的水质监测平台。

前端无线传感监测系统将传感节点部署在居民水箱附近,自动实时监测包括浊度、余氯、pH、溶解氧、电导率、温度、COD等在内的主要自来水水质指标,全天候不间断提供在线监测即时数据,能将二次供水水质的监管精确到每一个小区的每一个水箱。

后端水箱水质监测管理平台通过GIS分级展示技术,以小区为单位管理中心,实现对各个远程传感采集终端的监控管理,达到数据接收、数据存储和数据处理目的,并通过GPRS远程控制水质监控终端,人为设定监测参数和监测频率。

而对于广大居民而言,插上了“互联网+”翅膀的水质信息将会更透明更容易获取。能讯环保董事长蒋洪明表示,他们正在将水质监测也做成相应的APP或者微信服务推向市场,像现在人们出行打开手机就能知道天气和空气质量一样,未来人们在手机上即能了解到所在小区的水质实时的情况。

水质监测中有大数据

从二次供水末端实现全天候水质在线监控,中科院上海微系统所-能讯传感技术联合实验室本次发布的二次供水水质在线监测系统无时不应用着大数据。这套水质监测系统的管理平台可实现数据的汇聚和共享,以流程图、趋势曲线图、列表等数据分析工具,对历史数据进行分析,显示历史趋势曲线、汇总显示历史记录等。通过仪器上传的数据可以监测水质变化情况和规律,便于企业和相关部门操控生产过程中的污水排放、居民饮水质量等数据。

在现场,能讯环保的相关负责人还介绍说,在水质监测数据的基础上,还可以通过迅速处理及分析在线水质分析仪器的大量数据,建立起目标地区的水质基础数据库,构建以水质预测以及安全预警为目的的算法和数学模型,指导政府的水务管理和人们的用水行为,并让目前的水质优化工作更有针对性,从而让水质综合评估变得越来越有价值。

“目前有很多家庭安装了净水器,有了在线水质监测和大数据分析,就可以知道某个地区甚至某个小区水质到底如何,是否需要净化,需要重点从哪方面进行净化”,金庆辉说,“净水器厂家甚至保健品厂商也可以根据不同地区的特点开发出更有针对性的产品,这就是从大数据中可以分析得出的效益”。

这些系统化的大数据处理和管理后台,实现多个部门的信息共享,解决了水质管理对各部门的统筹难题。此前,由于水箱管理权责分散,要保障二次供水水质,很难让多部门达到信息互联和业务合作。未来,所有相关部门在水质监控上集合到一个系统操作,达到高效监控管理二次供水水质的目标。受益的部门将包括负责设计和建造的房管部门、负责日常维护和清洗的小区物业、负责日常监督的卫生部门和供水管理处等多个机构与单位。

行业迎国家政策鼓励高潮

目前,环境监测行业,特别是水监测行业不断享受到政策利好,中科院上海微系统所-能讯传感技术联合实验室本次发布的二次供水水质在线监测系统项目也受到了国家政策红利的鼓励。

在“十二五”期间,政府着力打造以空气环境监测,水质监测,污染源监测为主体的国家环境监测网络,形成了我国环境监测的基本框架。据统计,“十二五”期间,我国节能环保产业以年均15%至20%的速度增长,投资总额达到3.4万亿元。而这一速度在“十三五”期间有望进一步呈爆发式增长,“十三五”初期,大气、水、土壤治理三大行动计划将全面落实,水质监测广阔市场将使环境监测行业处于上升通道。环保部官员表示,十三五期间环保产业总投资将可能达到17万亿。其中水质监测行业也将享市场扩张福利。

在法律法规方面,国家更是给了政策性的鼓励。今年1月,国务院发文首次表态鼓励环境污染的第三方治理。2月,环保部发布《关于推进环境监测服务社会化的指导意见》,鼓励社会环境监测机构参与到排污单位污染源监测的各个过程,全面放开第三方服务性监测市场;而环保部《关于推进环境检测服务社会化的指导意见》、新《环保法》和《水十条》的出台,预计将揭开污染治理新纪元开启水处理行业的黄金发展期。

进口替代占优势,市场前景广阔

长期以来我国环境水质监测仪器主要依赖进口,从2000年开始,成熟的国产化设备才开始在全国范围内推广。我国的环境水质在线监测仪器厂家主要以民营为主,在成长初期,规模普遍偏小,技术不够成熟,仪器的可靠性、稳定性不足,难以满足我国复杂的水体环境和日益多样化的污染物监测需求。随着国家对环保产业的重视和水质自动监测网络体系的建立,环境水质在线监测仪器厂家数量迅速增长,部分具备自主研发实力的企业发展壮大起来。根据中国环保产业协会统计数据,我国环境水质在线监测行业企业2004年有30家,2009年增加到100家,增幅达到233%。同时,外资企业数量也不断增加,国外知名品牌如美国哈希、日本岛津纷纷进入中国,给起步阶段的中国水质监测品牌带来巨大的挑战。

由于我国的水质检测行业起步较晚,我国水质监测总体表现为单一企业所占的市场份额不大,市场的集中度仍然不高。造成这样的原因包括:许多企业的产品种类重复度较高,技术含量相对国外较低,有些核心部件还需进口,高端设备和市场规模较小的产品主要依靠进口;研发资金投入受市场波动影响较大;自主先进技术多数停留在高校和科研院所,产业化程度和渠道还有待拓展。可以预见,随着市场的快速增长,具备自主研发优势和市场拓展能力的企业将占据市场的制高点,更快速的占领市场份额,做大做强。

随着高层建筑普及和原有二次供水设施老化,城市对可靠的二次供水水质监控系统需求越发强烈。相关资料显示,目前上海拥有3万多栋超过24米的高层建筑,这3万多栋高层建筑无论居民楼还是办公楼都依赖二次供水设备供水,《上海市生活饮用水卫生监督管理办法》明确规定,对二次供水设备必须每季度检查一次。同时,政府和小区都积极的与第三方机构展开合作,为二次供水单位检测水质,城市供水水质第三方监测机制正在完善。2014年,广州市政府曾花费1488万元招标对中心六区的二次供水水质进行检查,中标单位共需检测水样15.51万份。

据业内人士估算,到“十二五”末,水环境监测市场规模达250亿元左右,与此同时国产水环境监测设备市场占有率尙不足10%,有着大幅的进口替代的空间。目前,全国已基本形成国家、省、市、县4级环境监测网络,共有专业、行业监测站4800多个,其中环保系统监测站2200多个,行业监测站2600多个。

而随着“十三五”规划中对于水治理行动计划的全面落实,“中国制造2025”让工业智能化成为主攻方向,以及一系列环保法律法规的出台,国家对环保投入的持续增加,这些无疑会给我国水质监测设备市场带来巨大的发展空间。预计未来几年我国水质监测设备市场规模有望迎来爆炸式增长。预计到2016年,整个环境监测仪器仪表市场规模将超过300亿。

积极布局“智慧环保”,能讯受多家风投青睐

节能环保、新材料、高端装备制造、TMT、生物科技等一直是投资领域的热捧对象,特别是互联网+环保的题材。据悉,本次推出的二次供水水质在线监测系统还已受到资本市场的青睐,据能讯董事长蒋洪明透露,多家风投机构正积极接触该项目,公司现已完成天使轮投资,下一阶段将正式将该系统投入市场。

中国水监测行业巨大的发展潜力给了资本市场想象的空间。据相关资料显示,水质监测设备市场规模一直占据我国环境监测市场份额的45%以上,近几年行业市场规模增速也保持在20%以上,但行业整体市场规模依然偏小。根据业内人士分析预测,完成“水十条”相应目标总投资需4-5万亿元,其中直接购买环保产业产品及服务超过1.4万亿元。在“水十条”中,国家明确要求完善水环境监测网络,加强水环境监控预警,建立水污染防治联动协作机制,明确预警及污染应急机制。

对于水质监测行业来说,此次由中科院及能讯环保发布的二次供水水质动态监测系统已填补我国在二次水质在线监测的空白。有中科院、能讯环保的参与,双方各自具有有技术、经验、人员、环保产业运营、资金的优势,研发的系统融入“互联网+环保”的概念,这些都是投资方所看重并信赖的。相比传统二次供水监督办法,该系统实现了24小时水质在线监测,提高监测效率;而动态的监测网络,管理者可轻松了解小区居民用水水质是否符合国家相应标准,供水设施是否造成水质二次污染以及供水设施维护服务是否按时按量得到了完成。在中国环保产业在经历了“技术为王”、“资本为王”时代之后,二次供水水质在线监测系统即将开启“互联网+”的时代,以核心技术为基础,以大数据、云计算为特性给环保产业带来再一次颠覆性改革。

对于未来发展,上海能讯环保科技股份有限公司董事长、总经理蒋洪明在发布会上表示,将努力在未来五年内建立健全地方性水污染数据库以及地方水污染应急响应机制,覆盖包括饮用水、地表水、地下水在内的立体水质在线监测网络,成为中国最大的第三方环境监测服务供应商。

 
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