| |
颗粒物计数仪在供水行业中的应用 |
| |
颗粒物计数仪系统主要用于优化絮凝器的设计和操作条件；优化絮凝剂的加入量；监测和评估过滤器 的效率；监测出水颗粒物的粒径分布，进而监控制有害病原微生物，它可以为优化生产工艺、节约生产成本、提高出水水质、保证饮水安全性提供参考。颗粒物计数仪可分为在线和便携两种，目前已广泛应用于国内外的水处理行业。
|
| |
颗粒物计数仪系统的工作原理
浊度仪一般是采用钨灯照射一相对大量的水样，然后用光电二极管在一定的角度测定来自颗粒物“云”的散射，用颗粒物“云”的亮度作为仪器的电输出信号。浊度仪的测量结果受颗粒物对光的散射能力的影响，深色的颗粒物如碳粒或对光的散射能差的颗粒物如生物颗粒（藻类），导致光信号的减弱，使测量结果偏低；如果测量体系中有大量的超细颗粒物，因其比大的颗粒物对光的散射更有效，导致光信号被夸大，使测量结果偏高。
颗粒物计数仪是采用非常狭小又非常明亮的激光光束垂直入射被检测的液体流向，颗粒物通过时就会阻挡光束，产生光强的变化，这种瞬时的光强变化引起光电二极管接收电压信号的变化。不同粒径大小的颗粒物产生的电压信号的变化不同，它与被检测的颗粒物的截面积成正比。每一个颗粒物通过光束时引起一个电压脉冲信号，脉冲信号的多少反映了粒子的数量。不同粒径的颗粒物数目用不同的测量频道获得。颗粒物计数仪系统的测定结果可以直接反映颗粒物的物理参数。 |
|
| |
颗粒物计数仪系统可以为“两虫”监测提供参考
颗粒物计数仪系统能够取代生物测试法来监测出厂水中的病原微生物，常规的生物测试法需要采集水样，至少培育24小时以上，等检测结果出来后，可能被检测的水已经送到用户家里了。因此，有一定的滞后性，不能准确及时的报告有关病原微生物的信息。
常规的氯消毒工艺不能有效的灭活贾第鞭毛虫和瘾孢子虫，传统的监测手段也无法有效的监测出水中“二虫”的信息。（瘾孢子虫的大小为2~5微米，贾第鞭毛虫的大小为5~10微米；一般寄生在哺乳动物的肠、胃、呼吸道等器官；被感染者会出现头晕、恶心、食欲不振、脱水、甚至死亡等症状。）颗粒物计数仪系统能够适时的报告被监测体系中的颗粒物的量，通过不同的测量频道获得不同粒径大小的颗粒物的信息。病原微生物的量与特定粒径大小的颗粒物的量相关，因此通过监测不同粒径大小的颗粒物就可以了解相关的病原微生物的信息，这样就为“两虫”的预警提供了有力的保障。（贾第鞭毛虫和瘾孢子虫引起的饮用水污染事件很多，1993年在美国米尔沃基市发生的“两虫”污染事件使该市超过150万人感染，40.3万人犯病，近百人死亡）。
颗粒物计数仪系统可以优化絮凝过程 |
| |
|
颗粒物计数仪系统可以优化絮凝剂的加入量。絮凝剂加入量不足，絮凝不完全，会使出水中颗粒物的浓度偏高，适当提高絮凝剂的加入量可以提高絮凝效果，从而提高过滤器的效率；但是过量加入絮凝剂反而会降低过滤器效率，使出水中颗粒物浓度增加。因此，优化絮凝剂的加入量可以有效的保证出水水质，降低生产成本。
由于浊度仪的测定结果不稳定，同一样品多次测量所得的结果不能重现，只能读取近似的数值，无法准确、及时的描述絮凝体生长的变化。颗粒物计数仪系统可以适时的描述絮凝剂加入后，絮凝体生长的动力学过程，因而可以指导絮凝器的设计和操作条件，为优化絮凝剂的加入量提供可靠的依据。 |
|
| |
颗粒物计数仪系统可以监测和评估过滤器的效率
颗粒物计数仪系统可以及时报告过滤器的穿透。过滤器穿透是指本该被滤掉的颗粒物通过了过滤器，造成出水水质的降低。过滤器穿透的发生是由于被滤颗粒物严重堵塞了过滤器填料的间隙。通常过滤器刚刚发生穿透的时候，透过的颗粒物数量很少，浊度仪无法监测出浓度的变化，但颗粒物计数仪的灵敏度远远大于浊度仪，因而相关粒径大小的颗粒物的数量会显著增加，能够及时对过滤器发生的穿透现象发出警报。
颗粒物计数仪系统可以准确的确定过滤器的反洗时间。准确的选择过滤器的反洗时间可以节省能源和反洗水的用量，充分发挥过滤器的效能，减少反洗水的处理量。传统的水处理厂一般是周期性的对过滤器进行反洗，或利用固定的压头损失来决定是否该反洗过滤器。但用时间作为唯一的控制因素显然没有考虑过滤器的实际负荷；用压头损失往往也不能准确的反映过滤器的实际操作状态。与浊度仪相比，颗粒物计数仪系统测量的结果没有滞后性，能及时反映过滤器的运行状态。因此可以利用颗粒物计数仪系统，通过监测出水中颗粒物的量，来确定过滤器的反洗时间。
颗粒物计数仪系统可以评估过滤器的效率。过滤器的效率通常是以对数去除率来表示的，用进水中颗粒物的总量/出水中颗粒物的总量，取Log以10为底的对数来表示的。
过滤效率=Log10(进水中颗粒物的总量/出水中颗粒物的总量)
一般以对数值为2作为标准来评估过滤器的效率，当对数高于2时说明过滤器处于正常工作状态；当对数值低于2时，说明过滤器有问题，可能需要重新建造。利用颗粒物计数仪系统来监测过滤器的过滤效率，可以为控制过滤效率提供可靠的依据。可以及时发现过滤器填料的断裂，填料粒径选择不当，填料的流失以及过滤器的超负荷运转等情况造成的过滤效率低下的发生。
颗粒物计数仪系统可以为过滤器选取适当的流量提供依据。利用颗粒物计数仪系统监测出水中颗粒物的量的变化，可以评估流速对过滤效率的影响，可以为适当的增加处理水流量提供可靠的依据。在不降低出水水质的前提下，适当的提高处理水流量可以避免或延缓建造新的过滤器，节省处理成本。
颗粒物计数仪系统在供水行业中的应用具有广阔的前景，国际上一些比较发达的国家和地区，如美国、欧洲、韩国等已广泛采用该技术来指导水厂的水生产工艺，该技术在我国现已得到应用，如：中国科学院生态环境研究中心、北京自来水集团第九水厂、广州自来水总公司、深圳水务集团、胜利油田、新疆油田等多个地区和单位都已采用。
归纳颗粒物计数仪系统在水处理工艺中的作用有以下几点：
1． 粒物计数仪系统可以定量检测出水颗粒物的量，能取代生物测试法来检测出厂水水中的病原微生物，为贾第鞭毛虫和瘾孢子虫的监测提供有力的依据，有效地保障饮用水的安全性；
2． 颗粒物计数仪系统可以优化絮凝过程，优化絮凝剂的加入量、指导絮凝器的设计和絮凝器的操作条件;
3． 颗粒物计数仪能够监测和评估过滤器的效率。及时报告过滤器的穿透、确定过滤器的反洗时间，反洗水用量，评估过滤器的效率、选取过滤器的流量，为优化水处理工艺、提高水质、降低能耗提供可靠的依据。 |
