濁度傳感器在污水監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

王竹青

北京華科儀科技股份有限公司 北京 100076

水是一切生物存活和發(fā)展的基礎(chǔ)，是生命之源泉。然而，隨著城市化的發(fā)展與人類活動(dòng)的增加，各種水體資源的污染日趨嚴(yán)重，城市污水中各種有毒有害物質(zhì)的污染成為自然水體污染的主要威脅。水體資源污染關(guān)系著人們的健康生活與國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此，水體資源監(jiān)測(cè)與治理成為目前研究的重要內(nèi)容。目前，水質(zhì)資源監(jiān)測(cè)可使用人工采樣實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的方法，也可使用濁度傳感器對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，濁度傳感器的使用可在污水資源監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要的作用[1]。

1 濁度的含義與測(cè)量的意義

1.1 濁度的含義

濁度是水體是否受污染與污染程度的一個(gè)反應(yīng)指示，它反應(yīng)的是水樣的一種光學(xué)特性，濁度也是對(duì)水體中不溶性物質(zhì)的存在程度的反應(yīng)，不溶物越多對(duì)使液體的透光度降低，即光線通過(guò)樣品時(shí)，被樣品散射與吸收的光學(xué)特性，而非直線透射的光學(xué)特性的反應(yīng)。水中的不溶物質(zhì)包括固體懸浮物，例如沉淀物，藻類，有機(jī)物和微生物，它們的存在阻礙了光通過(guò)水樣，使其不產(chǎn)生散射現(xiàn)象，成為濁度指標(biāo)的由來(lái)。

1.2 濁度測(cè)量的意義

濁度是水體質(zhì)量的重要的反映指標(biāo)，若濁度高會(huì)使水體中的細(xì)菌、病毒、有害微生物等含量隨之升高，嚴(yán)重影響了水質(zhì)。濁度高的污水隨意排放在環(huán)境中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，水體污染容易，但是治理起來(lái)困難，且投資較高，治理效果不明顯，因此，加強(qiáng)水排放源頭的管理是避免水資源污染的重要內(nèi)容。自來(lái)水行業(yè)的水質(zhì)管理，濁度也是其水質(zhì)反應(yīng)的重要指標(biāo)。一般情況下，水的濁度值是2.5NTU時(shí)，水中的有機(jī)物質(zhì)得到有效的去除，降低了約27%，當(dāng)為0.5NTU時(shí)，有機(jī)物去量提高至約80%，當(dāng)這個(gè)值達(dá)到0.1NTU時(shí)，水體中的大部分有機(jī)物得到有效的去除，水體中有機(jī)物含量的降低，可使水中的致病微生物含量降低，水質(zhì)得到有效的改善。一般要求自來(lái)廠飲用水出廠要求的標(biāo)準(zhǔn)為濁度值0.5NTU以下。行業(yè)用水的濁度值，直接影響著各行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)，而廢水中的濁度值，直接反應(yīng)了水體的污染程度。

2 濁度傳感器在污水監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

濁度傳感器的設(shè)計(jì)需要符合污水監(jiān)測(cè)要求，一般包括傳感器探頭、光源、光敏電阻、控制模塊等組成部分?？刂颇K包括接收模塊與發(fā)射模塊，主要是對(duì)傳感器探頭感應(yīng)到的光信號(hào)進(jìn)行傳輸與處理的。光源是濁度傳感器在污水監(jiān)測(cè)中可以有效應(yīng)用的基礎(chǔ)，光源的穩(wěn)定性決定了信號(hào)采集強(qiáng)度與準(zhǔn)確性。常見(jiàn)的光源種類有白熾燈、發(fā)光二極管、激光等。激光優(yōu)點(diǎn)是不需要分光裝置和聚焦透鏡等額外的光學(xué)器件，可提高儀器的可靠性，但是成本較高。白識(shí)燈成本低，發(fā)熱溫度高，壽命短，但是效果差，發(fā)光效率低，發(fā)熱方式影響光電探測(cè)器的性能。發(fā)光二極管具有體積小，發(fā)熱少，耗電量小，直接將電能轉(zhuǎn)換為光能，沒(méi)有熱轉(zhuǎn)換過(guò)程，使用壽命長(zhǎng)，使用范圍廣，是一種較好的光源選擇。最初國(guó)內(nèi)在污水監(jiān)測(cè)中使用的濁度傳感器光學(xué)窗口玻璃多采用成本較低石英玻璃，設(shè)計(jì)上沒(méi)有安裝自動(dòng)清潔刷頭，因此，提高了使用后的儀器維護(hù)成本。一般情況下，濁度傳感器的使用環(huán)境較為復(fù)雜，而光學(xué)窗口玻璃的使用與磨損情況直接影響著測(cè)量結(jié)果，降低結(jié)果的準(zhǔn)確性，并不能實(shí)時(shí)反映水質(zhì)的實(shí)時(shí)污染狀況。另外，在利用濁度傳感器進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí)，污水中的氣泡與固體物直接影響光的傳輸過(guò)程，特別是污水中的氣泡可直接引起光散射的增強(qiáng)，附著在窗口玻璃上的氣泡直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，設(shè)計(jì)出具有清潔功能的傳感器，是提高污水濁度檢測(cè)效果的有效方法。超聲清洗濁度儀的推廣可以解決部分附著力較小的懸浮顆粒，對(duì)于油污污染強(qiáng)，粘性較大的污水，超聲波清洗方法受到了限制。也可在傳感器內(nèi)部增設(shè)電機(jī)，增加自動(dòng)刮洗與擦洗技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)的使用對(duì)玻璃窗口進(jìn)行有效的清洗，電機(jī)的安裝必須注意防水的問(wèn)題，可以通過(guò)機(jī)械密封的方式來(lái)防止電機(jī)損壞。自動(dòng)清理技術(shù)降低了人工維護(hù)窗口玻璃的成本。注意定期維護(hù)窗口清洗刷頭，避免刷頭損壞對(duì)窗口玻璃的磨損。并提高機(jī)加件的精度，定期磨光處理，確保濁度傳感器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確與可靠性。另外，為了優(yōu)化濁度傳感器，提高它的使用壽命和效率，需要定期對(duì)傳感器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，也有利用其檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性的保持[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

濁度傳感器在污水監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快進(jìn)一步提升，污水監(jiān)測(cè)與處理是關(guān)系我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類日常生活的重要內(nèi)容。我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)日益加快，工業(yè)污水與廢棄物的排放也在隨著工業(yè)化進(jìn)程提升，工業(yè)快速發(fā)展是我國(guó)國(guó)際地位提升的動(dòng)力，也標(biāo)志著我國(guó)向著工業(yè)大國(guó)與工業(yè)強(qiáng)國(guó)發(fā)展。污水監(jiān)測(cè)的指標(biāo)和方法較多，其中污水濁度的監(jiān)測(cè)是水體受污染的基礎(chǔ)指標(biāo)，也是較為簡(jiǎn)單的檢測(cè)指標(biāo)。環(huán)保形勢(shì)下，污水監(jiān)測(cè)成為環(huán)保管理部門研究的重要課題，濁度監(jiān)測(cè)技術(shù)在我國(guó)科技快速發(fā)展下，還需要進(jìn)一步提升，希望我國(guó)通過(guò)科技的創(chuàng)新，可以開發(fā)出更多的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備，提升環(huán)境污染指標(biāo)的監(jiān)測(cè)效率，有效的改善環(huán)境污染的大問(wèn)題，降低我國(guó)的環(huán)境污染程度，還給我們一個(gè)藍(lán)藍(lán)的天、新鮮的空氣、優(yōu)質(zhì)的水資源，促進(jìn)資源良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)增力[3]。