Как измеряется мутность воды?

Что такое мутность?

Мутность — это показатель помутнения или непрозрачности жидкости, обычно используемый для оценки качества воды в природных водоемах, таких как реки, озера и океаны, а также в системах водоочистки. Она возникает из-за присутствия взвешенных частиц, включая ил, водоросли, планктон и промышленные отходы, которые рассеивают свет, проходящий через водную толщу.
Мутность обычно измеряется в нефелометрических единицах мутности (NTU), причем более высокие значения указывают на большую непрозрачность воды. Эта единица основана на количестве света, рассеиваемого частицами, взвешенными в воде, измеряемом нефелометром. Нефелометр пропускает луч света через образец и регистрирует свет, рассеянный взвешенными частицами под углом 90 градусов. Более высокие значения NTU указывают на большую мутность воды. Более низкие значения NTU указывают на более чистую воду.
Например: Чистая вода может иметь значение NTU, близкое к 0. Питьевая вода, которая должна соответствовать стандартам безопасности, обычно имеет значение NTU менее 1. Вода с высоким уровнем загрязнения или взвешенных частиц может иметь значения NTU, исчисляющиеся сотнями или тысячами.

Зачем измерять мутность воды?

Повышенный уровень мутности может привести к ряду неблагоприятных последствий:
1) Снижение проникновения света: это ухудшает фотосинтез у водных растений, тем самым нарушая более широкую водную экосистему, которая зависит от первичной продуктивности.
2) Засорение фильтрационных систем: Взвешенные твердые частицы могут забивать фильтры на водоочистных сооружениях, увеличивая эксплуатационные расходы и снижая эффективность очистки.
3) Связь с загрязняющими веществами: Частицы, вызывающие мутность, часто служат переносчиками вредных загрязняющих веществ, таких как патогенные микроорганизмы, тяжелые металлы и токсичные химические вещества, представляя опасность как для окружающей среды, так и для здоровья человека.
Таким образом, мутность служит важнейшим показателем для оценки физической, химической и биологической целостности водных ресурсов, особенно в рамках экологического мониторинга и охраны общественного здоровья.
В чём принцип измерения мутности?

Принцип измерения мутности основан на рассеянии света при прохождении через образец воды, содержащий взвешенные частицы. При взаимодействии света с этими частицами он рассеивается в различных направлениях, и интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна концентрации присутствующих частиц. Более высокая концентрация частиц приводит к усилению рассеяния света, что ведет к большей мутности.

принцип измерения мутности

Процесс можно разделить на следующие этапы:
Источник света: Луч света, обычно излучаемый лазером или светодиодом, направляется через образец воды.
Взвешенные частицы: По мере распространения света через образец взвешенные частицы — такие как осадок, водоросли, планктон или загрязняющие вещества — вызывают рассеивание света в нескольких направлениях.
Обнаружение рассеянного света: АнефелометрПрибор, используемый для измерения мутности, регистрирует свет, рассеянный под углом 90 градусов относительно падающего луча. Это угловое детектирование является стандартным методом благодаря его высокой чувствительности к рассеянию, вызванному частицами.
Измерение интенсивности рассеянного света: Интенсивность рассеянного света количественно определяется, при этом более высокие значения интенсивности указывают на большую концентрацию взвешенных частиц и, следовательно, на более высокую мутность.
Расчет мутности: Измеренная интенсивность рассеянного света преобразуется в нефелометрические единицы мутности (НТУ), что позволяет получить стандартизированное числовое значение, отражающее степень мутности.
Что измеряет мутность воды?

Измерение мутности воды с помощью оптических датчиков мутности широко распространено в современных промышленных приложениях. Как правило, для этого требуется многофункциональный анализатор мутности, который отображает результаты измерений в реальном времени, обеспечивает периодическую автоматическую очистку датчиков и срабатывает оповещения о ненормальных показаниях, тем самым гарантируя соответствие стандартам качества воды.

Онлайн-датчик мутности (измеряет мутность морской воды)

Различные условия эксплуатации требуют различных решений для мониторинга мутности. В системах вторичного водоснабжения жилых домов, на водоочистных сооружениях, а также на входе и выходе питьевых водопроводов преимущественно используются низкочастотные мутномерные измерители с высокой точностью и узким диапазоном измерений. Это связано со строгими требованиями к низкому уровню мутности в этих условиях. Например, в большинстве стран нормативный стандарт для водопроводной воды на выходе из водоочистных сооружений устанавливает уровень мутности ниже 1 NTU. Хотя тестирование воды в бассейнах проводится реже, при его проведении также требуются очень низкие уровни мутности, что обычно предполагает использование низкочастотных мутномерных измерителей.

Измерители мутности малого диапазона TBG-6188T

В отличие от этого, для таких применений, как очистные сооружения и точки сброса промышленных стоков, требуются высокоточные мутномерные измерители. Вода в этих средах часто демонстрирует значительные колебания мутности и может содержать существенные концентрации взвешенных твердых частиц, коллоидных частиц или химических осадков. Значения мутности часто превышают верхние пределы измерения приборов сверхнизкого диапазона. Например, мутность поступающей воды на очистных сооружениях может достигать нескольких сотен NTU, и даже после первичной очистки мониторинг уровня мутности в пределах десятков NTU остается необходимым. Высокоточные мутномерные измерители обычно работают по принципу отношения интенсивности рассеянного света к интенсивности прошедшего света. Благодаря использованию методов динамического расширения диапазона эти приборы обеспечивают возможности измерения от 0,1 NTU до 4000 NTU, сохраняя при этом точность ±2% от полной шкалы.

Промышленный онлайн-анализатор мутности

В специализированных отраслях промышленности, таких как фармацевтическая и пищевая промышленность, к точности и долговременной стабильности измерений мутности предъявляются еще более высокие требования. В этих отраслях часто используются двухлучевые мутномеры, которые включают в себя опорный луч для компенсации помех, вызванных изменениями источника света и колебаниями температуры, что обеспечивает стабильную надежность измерений. Например, мутность воды для инъекций обычно должна поддерживаться ниже 0,1 NTU, что предъявляет жесткие требования к чувствительности прибора и устойчивости к помехам.
Кроме того, с развитием технологий Интернета вещей (IoT) современные системы мониторинга мутности становятся все более интеллектуальными и сетевыми. Интеграция модулей связи 4G/5G позволяет передавать данные о мутности в режиме реального времени на облачные платформы, что облегчает удаленный мониторинг, анализ данных и автоматическое оповещение. Например, муниципальная водоочистная станция внедрила интеллектуальную систему мониторинга мутности, которая связывает данные о мутности на выходе с системой управления распределением воды. При обнаружении аномальной мутности система автоматически корректирует дозировку химических реагентов, что приводит к улучшению соответствия стандартам качества воды с 98% до 99,5%, а также к снижению потребления химикатов на 12%.
Мутность — это то же самое, что и общее количество взвешенных твердых частиц?

Мутность и общее количество взвешенных твердых частиц (ОВТЧ) — это взаимосвязанные понятия, но они не идентичны. Оба относятся к частицам, взвешенным в воде, но различаются тем, что измеряют и как их количественно определяют.
Мутность измеряет оптические свойства воды, а именно, сколько света рассеивается взвешенными частицами. Она не измеряет напрямую количество частиц, а скорее, сколько света блокируется или отклоняется этими частицами. На мутность влияют не только концентрация частиц, но и такие факторы, как размер, форма и цвет частиц, а также длина волны света, используемого при измерении.

Промышленный измеритель общего количества взвешенных твердых частиц (TSS).

Общее содержание взвешенных твердых частиц(TSS) измеряет фактическую массу взвешенных частиц в образце воды. Он количественно определяет общий вес твердых частиц, взвешенных в воде, независимо от их оптических свойств.
Содержание взвешенных твердых частиц (ВТЧ) измеряется путем фильтрации известного объема воды через фильтр (обычно фильтр известной массы). После фильтрации воды оставшиеся на фильтре твердые частицы высушиваются и взвешиваются. Результат выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Содержание ВТЧ напрямую связано с количеством взвешенных частиц, но не дает информации о размере частиц или о том, как частицы рассеивают свет.
Ключевые отличия:
1) Характер измерения:
Мутность — это оптическое свойство (то, как свет рассеивается или поглощается).
TSS — это физическое свойство (масса частиц, взвешенных в воде).
2) Что они измеряют:
Мутность указывает на прозрачность или мутность воды, но не отражает фактическую массу твердых частиц.
Показатель TSS позволяет напрямую измерить количество твердых частиц в воде, независимо от ее прозрачности или мутности.
3)Единицы измерения:
Мутность измеряется в НТУ (нефелометрических единицах мутности).
Содержание сухих растворимых веществ (TSS) измеряется в мг/л (миллиграммах на литр).
Цвет и мутность — это одно и то же?

Цвет и мутность — это не одно и то же, хотя оба параметра влияют на внешний вид воды.

Онлайн-измеритель цвета воды

Вот в чём разница:
Цвет — это оттенок воды, обусловленный растворенными веществами, такими как органические вещества (например, разлагающиеся листья) или минералы (например, железо или марганец). Даже чистая вода может иметь цвет, если в ней содержатся растворенные окрашенные соединения.
Мутность — это помутнение или непрозрачность воды, вызванная взвешенными частицами, такими как глина, ил, микроорганизмы или другие мелкие твердые частицы. Она измеряет, насколько частицы рассеивают свет, проходящий через воду.
Суммируя:
Цвет = растворенные вещества
Мутность = взвешенные частицы