Как се измерва мътността на водата?

Какво е мътност?

Мътността е мярка за мътност или замъгленост на течност, обикновено използвана за оценка на качеството на водата в естествени водни басейни – като реки, езера и океани – както и в системи за пречистване на вода. Тя възниква поради наличието на суспендирани частици, включително тиня, водорасли, планктон и промишлени странични продукти, които разсейват светлината, преминаваща през водния стълб.
Мътността обикновено се измерва количествено в нефелометрични единици за мътност (NTU), като по-високите стойности показват по-голяма непрозрачност на водата. Тази единица се основава на количеството светлина, разсеяно от частиците, суспендирани във водата, измерено с нефелометър. Нефелометърът пропуска светлинен лъч през пробата и открива светлината, разсеяна от суспендираните частици под ъгъл от 90 градуса. По-високите стойности на NTU показват по-голяма мътност или облачност във водата. По-ниските стойности на NTU показват по-бистра вода.
Например: Чистата вода може да има NTU стойност близка до 0. Питейната вода, която трябва да отговаря на стандартите за безопасност, обикновено има NTU по-малко от 1. Водата с високи нива на замърсяване или суспендирани частици може да има NTU стойности, които са стотици или хиляди.

Защо да измерваме мътността на водата?

Повишените нива на мътност могат да доведат до няколко неблагоприятни ефекта:
1) Намалено проникване на светлина: Това нарушава фотосинтезата във водните растения, като по този начин нарушава по-широката водна екосистема, която зависи от първичната продуктивност.
2) Запушване на филтрационните системи: Суспендираните твърди частици могат да запушат филтрите в пречиствателните съоръжения за вода, увеличавайки оперативните разходи и намалявайки ефективността на пречистването.
3) Връзка със замърсители: Частиците, причиняващи мътност, често служат като носители на вредни замърсители, като патогенни микроорганизми, тежки метали и токсични химикали, представляващи риск както за околната среда, така и за човешкото здраве.
В обобщение, мътността служи като критичен индикатор за оценка на физическата, химическата и биологичната цялост на водните ресурси, особено в рамките на екологичния мониторинг и общественото здраве.
Какъв е принципът на измерване на мътността?

Принципът на измерване на мътността се основава на разсейването на светлината, докато тя преминава през водна проба, съдържаща суспендирани частици. Когато светлината взаимодейства с тези частици, тя се разсейва в различни посоки, а интензитетът на разсеяната светлина е правопропорционален на концентрацията на присъстващите частици. По-високата концентрация на частици води до увеличено разсейване на светлината, което води до по-голяма мътност.

принципът на измерване на мътността

Процесът може да бъде разделен на следните стъпки:
Източник на светлина: Светлинен лъч, обикновено излъчван от лазер или LED, се насочва през водната проба.
Суспендирани частици: Докато светлината се разпространява през пробата, суспендираните вещества – като утайки, водорасли, планктон или замърсители – карат светлината да се разсейва в множество посоки.
Откриване на разсеяна светлина: Aнефелометър, инструментът, използван за измерване на мътност, открива светлината, разсеяна под ъгъл от 90 градуса спрямо падащия лъч. Това ъглово откриване е стандартният метод поради високата му чувствителност към разсейване, индуцирано от частици.
Измерване на интензитета на разсеяната светлина: Интензитетът на разсеяната светлина се определя количествено, като по-високите интензитети показват по-голяма концентрация на суспендирани частици и следователно по-висока мътност.
Изчисляване на мътността: Измереният интензитет на разсеяната светлина се преобразува в нефелометрични единици за мътност (NTU), което осигурява стандартизирана числена стойност, която представлява степента на мътност.
Какво измерва мътността на водата?

Измерването на мътността на водата с помощта на оптични сензори за мътност е широко разпространена практика в съвременните индустриални приложения. Обикновено е необходим многофункционален анализатор на мътност, който да показва измервания в реално време, да позволява периодично автоматично почистване на сензорите и да задейства предупреждения за анормални показания, като по този начин гарантира съответствие със стандартите за качество на водата.

Онлайн сензор за мътност (измерима морска вода)

Различните оперативни среди изискват различни решения за мониторинг на мътността. В жилищните системи за вторично водоснабдяване, пречиствателните станции за вода и на входните и изходните точки на съоръженията за питейна вода се използват предимно нискообхватни мътномери с висока прецизност и тесни диапазони на измерване. Това се дължи на строгите изисквания за ниски нива на мътност в тези условия. Например, в повечето страни регулаторният стандарт за чешмяна вода на изходите на пречиствателните станции определя ниво на мътност под 1 NTU. Въпреки че тестването на водата в плувни басейни е по-рядко срещано, когато се провежда, то също изисква много ниски нива на мътност, което обикновено изисква използването на нискообхватни мътномери.

Нискодиапазонни измерватели на мътност TBG-6188T

За разлика от това, приложения като пречиствателни станции за отпадъчни води и точки за заустване на промишлени отпадъчни води изискват измервателни уреди за мътност с висок обхват. Водата в тези среди често показва значителни колебания в мътността и може да съдържа значителни концентрации на суспендирани твърди вещества, колоидни частици или химически утайки. Стойностите на мътност често надвишават горните граници на измерване на инструментите с ултранисък обхват. Например, мътността на входящия поток в пречиствателна станция за отпадъчни води може да достигне няколкостотин NTU и дори след първичното пречистване, мониторингът на нивата на мътност в десетки NTU остава необходим. Измервателите за мътност с висок обхват обикновено работят на принципа на съотношението интензитет на разсеяната към пропуснатата светлина. Чрез използване на техники за динамично разширяване на обхвата, тези инструменти постигат възможности за измерване от 0,1 NTU до 4000 NTU, като същевременно поддържат точност от ±2% от пълната скала.

Индустриален онлайн анализатор на мътност

В специализирани индустриални контексти, като например фармацевтичния и хранително-вкусовата промишленост, се поставят още по-големи изисквания към точността и дългосрочната стабилност на измерванията на мътност. Тези индустрии често използват двулъчеви мътномери, които включват референтен лъч за компенсиране на смущения, причинени от вариации в светлинния източник и температурни колебания, като по този начин се осигурява постоянна надеждност на измерването. Например, мътността на водата за инжектиране обикновено трябва да се поддържа под 0,1 NTU, което налага строги изисквания за чувствителност на инструмента и устойчивост на смущения.
Освен това, с напредъка на технологията „Интернет на нещата“ (IoT), съвременните системи за мониторинг на мътността стават все по-интелигентни и мрежови. Интегрирането на 4G/5G комуникационни модули позволява предаване на данни за мътността в реално време към облачни платформи, улеснявайки дистанционното наблюдение, анализа на данни и автоматизираните известия. Например, общинска пречиствателна станция за вода е внедрила интелигентна система за мониторинг на мътността, която свързва данните за мътността на изхода със системата за контрол на разпределението на водата. При откриване на анормална мътност, системата автоматично регулира дозирането на химикалите, което води до подобрение на съответствието с изискванията за качество на водата от 98% на 99,5%, заедно с 12% намаление на потреблението на химикали.
Мътността същата ли е концепцията като общото количество суспендирани твърди вещества?

Мътността и общото количество суспендирани твърди вещества (TSS) са свързани понятия, но не са едно и също. И двете се отнасят до частици, суспендирани във вода, но се различават по това какво измерват и как се определят количествено.
Мътността измерва оптичните свойства на водата, по-специално колко светлина се разсейва от суспендираните частици. Тя не измерва директно количеството на частиците, а по-скоро колко светлина се блокира или отклонява от тези частици. Мътността се влияе не само от концентрацията на частиците, но и от фактори като размера, формата и цвета на частиците, както и дължината на вълната на светлината, използвана при измерването.

Индустриален измервател на общо суспендирани твърди вещества (TSS)

Общо суспендирани твърди вещества(TSS) измерва действителната маса на суспендираните частици в проба от вода. Той определя количествено общото тегло на твърдите вещества, които са суспендирани във водата, независимо от техните оптични свойства.
TSS се измерва чрез филтриране на известен обем вода през филтър (обикновено филтър с известно тегло). След филтриране на водата, твърдите вещества, останали върху филтъра, се изсушават и претеглят. Резултатът се изразява в милиграми на литър (mg/L). TSS е пряко свързано с количеството суспендирани частици, но не дава информация за размера на частиците или как те разсейват светлината.
Ключови разлики:
1) Характер на измерването:
Мътността е оптично свойство (как светлината се разсейва или абсорбира).
TSS е физическо свойство (масата на частиците, суспендирани във вода).
2) Какво измерват:
Мътността дава индикация за това колко бистра или мътна е водата, но не дава действителна маса на твърдите вещества.
TSS осигурява директно измерване на количеството твърди вещества във водата, независимо колко бистра или мътна изглежда тя.
3) Единици:
Мътността се измерва в NTU (нефелометрични единици за мътност).
TSS се измерва в mg/L (милиграми на литър).
Цветът и мътността едно и също нещо ли са?

Цветът и мътността не са едно и също нещо, въпреки че и двете влияят на външния вид на водата.

Онлайн измервател на цвета на водата

Ето разликата:
Цветът се отнася до оттенъка или нюанса на водата, причинен от разтворени вещества, като органична материя (като гниещи листа) или минерали (като желязо или манган). Дори бистрата вода може да има цвят, ако съдържа разтворени цветни съединения.
Мътността се отнася до мътността или замъглеността на водата, причинена от суспендирани частици, като глина, тиня, микроорганизми или други фини твърди частици. Тя измерва доколко частиците разсейват светлината, преминаваща през водата.
Накратко:
Цвят = разтворени вещества
Мътност = суспендирани частици