濁度傳感器在污水監測中的應用

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展的基礎，是生命之源泉。然而，隨著城市化的發展與人類活動的增加，各種水體資源的污染日趨嚴重，城市污水中各種有毒有害物質的污染成為自然水體污染的主要威脅。水體資源污染關系著人們的健康生活與國家經濟的發展，因此，水體資源監測與治理成為目前研究的重要內容。目前，水質資源監測可使用人工采樣實驗室檢測的方法，也可使用濁度傳感器對其進行監測，濁度傳感器的使用可在污水資源監測中發揮重要的作用[1]。

1 濁度的含義與測量的意義

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反應指示，它反應的是水樣的一種光學特性，濁度也是對水體中不溶性物質的存在程度的反應，不溶物越多對使液體的透光度降低，即光線通過樣品時，被樣品散射與吸收的光學特性，而非直線透射的光學特性的反應。水中的不溶物質包括固體懸浮物，例如沉淀物，藻類，有機物和微生物，它們的存在阻礙了光通過水樣，使其不產生散射現象，成為濁度指標的由來。

1.2 濁度測量的意義

濁度是水體質量的重要的反映指標，若濁度高會使水體中的細菌、病毒、有害微生物等含量隨之升高，嚴重影響了水質。濁度高的污水隨意排放在環境中，會對環境造成污染，水體污染容易，但是治理起來困難，且投資較高，治理效果不明顯，因此，加強水排放源頭的管理是避免水資源污染的重要內容。自來水行業的水質管理，濁度也是其水質反應的重要指標。一般情況下，水的濁度值是2.5NTU時，水中的有機物質得到有效的去除，降低了約27%，當為0.5NTU時，有機物去量提高至約80%，當這個值達到0.1NTU時，水體中的大部分有機物得到有效的去除，水體中有機物含量的降低，可使水中的致病微生物含量降低，水質得到有效的改善。一般要求自來廠飲用水出廠要求的標準為濁度值0.5NTU以下。行業用水的濁度值，直接影響著各行業生產產品的品質，而廢水中的濁度值，直接反應了水體的污染程度。

2 濁度傳感器在污水監測中的應用

濁度傳感器的設計需要符合污水監測要求，一般包括傳感器探頭、光源、光敏電阻、控制模塊等組成部分。控制模塊包括接收模塊與發射模塊，主要是對傳感器探頭感應到的光信號進行傳輸與處理的。光源是濁度傳感器在污水監測中可以有效應用的基礎，光源的穩定性決定了信號采集強度與準確性。常見的光源種類有白熾燈、發光二極管、激光等。激光優點是不需要分光裝置和聚焦透鏡等額外的光學器件，可提高儀器的可靠性，但是成本較高。白識燈成本低，發熱溫度高，壽命短，但是效果差，發光效率低，發熱方式影響光電探測器的性能。發光二極管具有體積小，發熱少，耗電量小，直接將電能轉換為光能，沒有熱轉換過程，使用壽命長，使用范圍廣，是一種較好的光源選擇。最初國內在污水監測中使用的濁度傳感器光學窗口玻璃多采用成本較低石英玻璃，設計上沒有安裝自動清潔刷頭，因此，提高了使用后的儀器維護成本。一般情況下，濁度傳感器的使用環境較為復雜，而光學窗口玻璃的使用與磨損情況直接影響著測量結果，降低結果的準確性，并不能實時反映水質的實時污染狀況。另外，在利用濁度傳感器進行水質監測時，污水中的氣泡與固體物直接影響光的傳輸過程，特別是污水中的氣泡可直接引起光散射的增強，附著在窗口玻璃上的氣泡直接影響測量結果的準確性。因此，設計出具有清潔功能的傳感器，是提高污水濁度檢測效果的有效方法。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，對于油污污染強，粘性較大的污水，超聲波清洗方法受到了限制。也可在傳感器內部增設電機，增加自動刮洗與擦洗技術，通過該技術的使用對玻璃窗口進行有效的清洗，電機的安裝必須注意防水的問題，可以通過機械密封的方式來防止電機損壞。自動清理技術降低了人工維護窗口玻璃的成本。注意定期維護窗口清洗刷頭，避免刷頭損壞對窗口玻璃的磨損。并提高機加件的精度，定期磨光處理，確保濁度傳感器測量結果的準確與可靠性。另外，為了優化濁度傳感器，提高它的使用壽命和效率，需要定期對傳感器進行維護保養，也有利用其檢測結果穩定性的保持[2]。

3 結語

濁度傳感器在污水監測中的應用隨著我國工業化進程的加快進一步提升，污水監測與處理是關系我國國民經濟發展與人類日常生活的重要內容。我國工業化進程隨著經濟的增長日益加快，工業污水與廢棄物的排放也在隨著工業化進程提升，工業快速發展是我國國際地位提升的動力，也標志著我國向著工業大國與工業強國發展。污水監測的指標和方法較多，其中污水濁度的監測是水體受污染的基礎指標，也是較為簡單的檢測指標。環保形勢下，污水監測成為環保管理部門研究的重要課題，濁度監測技術在我國科技快速發展下，還需要進一步提升，希望我國通過科技的創新，可以開發出更多的自動化監測設備，提升環境污染指標的監測效率，有效的改善環境污染的大問題，降低我國的環境污染程度，還給我們一個藍藍的天、新鮮的空氣、優質的水資源，促進資源良性循環，實現我國可持續發展的目標，為中國經濟增長增力[3]。