Hogyan mérik a víz zavarosságát?

Mi a zavarosság?

A zavarosság a folyadékok zavarosságának vagy homályosságának mértéke, amelyet általában a természetes víztestek – például folyók, tavak és óceánok –, valamint a víztisztító rendszerek vízminőségének felmérésére használnak. A zavarosság a szuszpendált részecskék, köztük iszap, algák, planktonok és ipari melléktermékek jelenléte miatt keletkezik, amelyek szétszórják a vízoszlopon áthaladó fényt.
A zavarosságot jellemzően nefelometrikus turbiditási egységekben (NTU) számszerűsítik, ahol a magasabb értékek nagyobb vízopacitást jeleznek. Ez a mértékegység a vízben szuszpendált részecskék által szórt fény mennyiségén alapul, amelyet nefelométerrel mérnek. A nefelométer egy fénysugarat bocsát át a mintán, és 90 fokos szögben érzékeli a szuszpendált részecskék által szórt fényt. A magasabb NTU-értékek nagyobb zavarosságot, vagyis zavarosságot jeleznek a vízben. Az alacsonyabb NTU-értékek tisztább vizet jeleznek.
Például: A tiszta víz NTU-értéke közel lehet 0-hoz. Az ivóvíz, amelynek meg kell felelnie a biztonsági előírásoknak, NTU-értéke jellemzően kevesebb, mint 1. A magas szennyezettségi vagy lebegő részecskékkel teli víz NTU-értéke több száz vagy akár több ezer is lehet.

Miért kell mérni a vízminőség zavarosságát?

A megnövekedett turbiditás számos káros hatást okozhat:
1) Csökkent fényáteresztés: Ez rontja a fotoszintézist a vízinövényekben, ezáltal megzavarva a tágabb vízi ökoszisztémát, amely az elsődleges termelékenységtől függ.
2) Szűrőrendszerek eltömődése: A lebegő szilárd anyagok eltömíthetik a víztisztító létesítmények szűrőit, növelve az üzemeltetési költségeket és csökkentve a kezelés hatékonyságát.
3) Szennyező anyagokkal való kapcsolat: A zavarosságot okozó részecskék gyakran káros szennyező anyagok, például kórokozó mikroorganizmusok, nehézfémek és mérgező vegyi anyagok hordozóiként szolgálnak, amelyek kockázatot jelentenek mind a környezetre, mind az emberi egészségre.
Összefoglalva, a zavarosság kritikus mutatóként szolgál a vízkészletek fizikai, kémiai és biológiai integritásának értékeléséhez, különösen a környezeti monitoring és a közegészségügyi keretrendszerekben.
Mi a zavarosságmérés elve?

A zavarosságmérés elve a fény szórásán alapul, amikor áthalad egy szuszpendált részecskéket tartalmazó vízmintán. Amikor a fény kölcsönhatásba lép ezekkel a részecskékkel, különböző irányokba szóródik, és a szórt fény intenzitása egyenesen arányos a jelenlévő részecskék koncentrációjával. A magasabb részecskekoncentráció fokozott fényszórást eredményez, ami nagyobb zavarossághoz vezet.

a zavarosságmérés elve

A folyamat a következő lépésekre bontható:
Fényforrás: Egy jellemzően lézer vagy LED által kibocsátott fénysugár halad át a vízmintán.
Szuszpendált részecskék: Ahogy a fény áthalad a mintán, a szuszpendált anyagok – például üledék, algák, planktonok vagy szennyező anyagok – a fény több irányban történő szóródását okozzák.
Szórt fény érzékelése: Anefelométer, a zavarosság mérésére használt műszer, a beeső nyalábhoz képest 90 fokos szögben szórt fényt érzékeli. Ez a szögérzékelés a standard módszer a részecskék által indukált szórásra való nagy érzékenysége miatt.
A szórt fény intenzitásának mérése: A szórt fény intenzitását számszerűsítik, a nagyobb intenzitás a szuszpendált részecskék nagyobb koncentrációját, és ennek következtében nagyobb zavarosságot jelez.
Zavarosságszámítás: A mért szórt fényintenzitást nefelometrikus zavarossági egységekbe (NTU) konvertálják, így egy szabványosított numerikus értéket kapnak, amely a zavarosság mértékét jelöli.
Mi méri a víz zavarosságát?

Az optikai alapú zavarosságérzékelőkkel végzett vízzavarosságmérés széles körben elterjedt gyakorlat a modern ipari alkalmazásokban. Általában egy multifunkcionális zavarosságelemzőre van szükség a valós idejű mérések megjelenítéséhez, az érzékelők időszakos automatikus tisztításának lehetővé tételéhez és a rendellenes értékek riasztásához, ezáltal biztosítva a vízminőségi előírások betartását.

Online zavarosságérzékelő (mérhető tengervíz)

A különböző működési környezetek eltérő zavarosság-monitorozási megoldásokat igényelnek. Lakóépületek másodlagos vízellátó rendszereiben, víztisztító telepeken, valamint az ivóvíz-létesítmények be- és kimeneti pontjain túlnyomórészt nagy pontosságú és szűk mérési tartományú, alacsony tartományú zavarosságmérőket alkalmaznak. Ez az ilyen környezetben az alacsony zavarossági szintre vonatkozó szigorú követelményeknek köszönhető. Például a legtöbb országban a tisztítótelepek kimeneténél a csapvízre vonatkozó szabályozási szabvány 1 NTU alatti zavarossági szintet ír elő. Bár az uszodavíz-vizsgálat kevésbé gyakori, ha elvégzik, akkor is nagyon alacsony zavarossági szintet követel meg, ami jellemzően alacsony tartományú zavarosságmérők használatát igényli.

Alacsony tartományú zavarosságmérők TBG-6188T

Ezzel szemben az olyan alkalmazások, mint a szennyvíztisztító telepek és az ipari szennyvízkibocsátási pontok, nagy méréstartományú zavarosságmérőket igényelnek. Az ilyen környezetben a víz gyakran jelentős zavarosságingadozást mutat, és jelentős koncentrációban tartalmazhat szuszpendált szilárd anyagokat, kolloid részecskéket vagy kémiai kicsapódásokat. A zavarosságértékek gyakran meghaladják az ultra-alacsony méréstartományú műszerek felső mérési határait. Például egy szennyvíztisztító telepen a beáramló víz zavarossága elérheti a több száz NTU-t, és még az elsődleges tisztítás után is szükséges a zavarosságszintek tízes NTU-kban történő monitorozása. A nagy méréstartományú zavarosságmérők általában a szórt és az áteresztő fény intenzitásarányának elvén működnek. Dinamikus tartománybővítési technikák alkalmazásával ezek a műszerek 0,1 NTU-tól 4000 NTU-ig terjedő mérési képességet érnek el, miközben a teljes skála ±2%-os pontosságát fenntartják.

Ipari online zavarosságelemző

Speciális ipari környezetben, mint például a gyógyszeriparban, valamint az élelmiszer- és italgyártásban, még nagyobb követelményeket támasztanak a zavarosságmérések pontosságával és hosszú távú stabilitásával szemben. Ezek az iparágak gyakran kétnyalábos zavarosságmérőket használnak, amelyek egy referencianyalábot tartalmaznak a fényforrás-változások és a hőmérséklet-ingadozások okozta zavarok kompenzálására, így biztosítva a mérés állandó megbízhatóságát. Például az injekcióhoz való víz zavarosságát jellemzően 0,1 NTU alatt kell tartani, ami szigorú követelményeket támaszt a műszer érzékenységével és interferencia-tűrésével szemben.
Továbbá a dolgok internetének (IoT) technológiájának fejlődésével a modern zavarosságmérő rendszerek egyre intelligensebbek és hálózatba kapcsoltabbak. A 4G/5G kommunikációs modulok integrációja lehetővé teszi a zavarossági adatok valós idejű továbbítását felhőplatformokra, megkönnyítve a távfelügyeletet, az adatelemzést és az automatizált riasztási értesítéseket. Például egy városi víztisztító telep egy intelligens zavarosságmérő rendszert vezetett be, amely összekapcsolja a kimeneti zavarossági adatokat a vízelosztó vezérlőrendszerével. Rendellenes zavarosság észlelésekor a rendszer automatikusan módosítja a vegyszeradagolást, ami a vízminőség 98%-ról 99,5%-ra történő javulását, valamint a vegyszerfogyasztás 12%-os csökkenését eredményezi.
A turbiditás ugyanaz a fogalom, mint a teljes szuszpendált szilárd anyag mennyisége?

A zavarosság és a teljes szuszpendált szilárd anyag (TSS) rokon fogalmak, de nem ugyanazok. Mindkettő a vízben szuszpendált részecskékre utal, de abban különböznek, hogy mit mérnek és hogyan számszerűsítik őket.
A zavarosság a víz optikai tulajdonságát méri, konkrétan azt, hogy mennyi fényt szórnak a lebegő részecskék. Nem közvetlenül méri a részecskék mennyiségét, hanem azt, hogy mennyi fényt blokkolnak vagy térítenek el ezek a részecskék. A zavarosságot nemcsak a részecskék koncentrációja befolyásolja, hanem olyan tényezők is, mint a részecskék mérete, alakja és színe, valamint a méréshez használt fény hullámhossza.

Ipari összes lebegőanyag-mérő (TSS)

Összes lebegő szilárd anyagA TSS (tömegspektrometriás mérés) a vízmintában szuszpendált részecskék tényleges tömegét méri. Meghatározza a vízben szuszpendált szilárd anyagok teljes tömegét, függetlenül azok optikai tulajdonságaitól.
A TSS-t úgy mérik, hogy ismert térfogatú vizet szűrnek át egy szűrőn (általában egy ismert súlyú szűrőn). A víz szűrése után a szűrőn maradt szilárd anyagokat megszárítják és lemérik. Az eredményt milligramm/literben (mg/L) fejezik ki. A TSS közvetlenül összefügg a szuszpendált részecskék mennyiségével, de nem ad információt a részecskeméretről vagy a részecskék fényszórásának módjáról.
Főbb különbségek:
1) A mérés jellege:
A turbiditás egy optikai tulajdonság (a fény szóródása vagy elnyelődése).
A TSS egy fizikai tulajdonság (a vízben szuszpendált részecskék tömege).
2) Mit mérnek:
A zavarosság jelzi a víz tisztaságát vagy zavarosságát, de nem adja meg a szilárd anyagok tényleges tömegét.
A TSS (tömegspektrometriás analízis) közvetlenül méri a vízben lévő szilárd anyagok mennyiségét, függetlenül attól, hogy az mennyire tiszta vagy zavaros.
3) Egységek:
A zavarosságot NTU-ban (nefelometrikus zavarossági egység) mérik.
A TSS-t mg/l-ben (milligramm/liter) mérik.
A szín és a zavarosság ugyanaz?

A szín és a zavarosság nem ugyanaz, bár mindkettő befolyásolja a víz megjelenését.

Vízminőség online színmérő

Íme a különbség:
A szín a víz színárnyalatát vagy árnyalatát jelenti, amelyet oldott anyagok, például szerves anyagok (például korhadó levelek) vagy ásványi anyagok (például vas vagy mangán) okoznak. Még a tiszta víz is lehet színes, ha oldott színes vegyületeket tartalmaz.
A zavarosság a víz zavarosságát vagy homályosságát jelenti, amelyet szuszpendált részecskék, például agyag, iszap, mikroorganizmusok vagy más finom szilárd anyagok okoznak. Azt méri, hogy a részecskék mennyire szórják a vízen áthaladó fényt.
Röviden:
Szín = oldott anyagok
Zavarosság = lebegő részecskék