Miten veden sameutta mitataan?

Mikä on sameus?

Sameus on nesteen sameuden tai sameuden mitta, jota käytetään yleisesti veden laadun arvioimiseen luonnollisissa vesistöissä, kuten joissa, järvissä ja valtamerissä, sekä vedenkäsittelyjärjestelmissä. Se johtuu leijuvien hiukkasten, kuten lietteen, levien, planktonin ja teollisuuden sivutuotteiden, läsnäolosta, jotka sirottavat vesipatsaan läpi kulkevaa valoa.
Sameus mitataan tyypillisesti nefelometrisinä sameusyksiköinä (NTU), joissa korkeammat arvot osoittavat suurempaa veden läpinäkyvyyttä. Tämä yksikkö perustuu veteen leijuvien hiukkasten siroaman valon määrään, joka mitataan nefelometrillä. Nefelometri suuntaa valonsäteen näytteen läpi ja havaitsee leijuvien hiukkasten siroaman valon 90 asteen kulmassa. Korkeammat NTU-arvot osoittavat suurempaa sameutta eli sameita aineita vedessä. Pienemmät NTU-arvot osoittavat kirkkaampaa vettä.
Esimerkiksi: Kirkkaan veden NTU-arvo voi olla lähellä nollaa. Juomaveden, jonka on täytettävä turvallisuusstandardit, NTU on tyypillisesti alle 1. Veden, jossa on paljon saasteita tai leijuvia hiukkasia, NTU-arvot voivat olla satoja tai tuhansia.

Miksi veden sameutta mitataan?

Kohonnut sameus voi johtaa useisiin haittavaikutuksiin:
1) Valon läpäisyn heikkeneminen: Tämä heikentää vesikasvien fotosynteesiä ja siten häiritsee laajempaa vesiekosysteemiä, joka on riippuvainen ensisijaisesta tuottavuudesta.
2) Suodatusjärjestelmien tukkeutuminen: Suspendoituneet kiinteät aineet voivat tukkia vedenkäsittelylaitosten suodattimet, mikä lisää käyttökustannuksia ja heikentää käsittelyn tehokkuutta.
3) Yhteys epäpuhtauksiin: Sameutta aiheuttavat hiukkaset kuljettavat usein haitallisia epäpuhtauksia, kuten patogeenisiä mikro-organismeja, raskasmetalleja ja myrkyllisiä kemikaaleja, mikä aiheuttaa riskejä sekä ympäristölle että ihmisten terveydelle.
Yhteenvetona voidaan todeta, että sameus toimii kriittisenä indikaattorina vesivarojen fysikaalisen, kemiallisen ja biologisen eheyden arvioinnissa, erityisesti ympäristön seurannan ja kansanterveyden puitteissa.
Mikä on sameuden mittauksen periaate?

Sameuden mittauksen periaate perustuu valon sirontaan sen kulkiessa leijuvia hiukkasia sisältävän vesinäytteen läpi. Kun valo on vuorovaikutuksessa näiden hiukkasten kanssa, se siroaa eri suuntiin, ja sironeen valon intensiteetti on suoraan verrannollinen läsnä olevien hiukkasten pitoisuuteen. Suurempi hiukkaspitoisuus johtaa lisääntyneeseen valon sirontaan, mikä puolestaan ​​suurentaa sameutta.

sameuden mittauksen periaate

Prosessi voidaan jakaa seuraaviin vaiheisiin:
Valonlähde: Vesinäytteen läpi johdetaan tyypillisesti laserin tai LEDin lähettämä valonsäde.
Suspendoituneet hiukkaset: Kun valo etenee näytteen läpi, suspendoitunut aine – kuten sedimentti, levät, plankton tai epäpuhtaudet – aiheuttaa valon siroamisen useisiin suuntiin.
Sironneen valon havaitseminen: Anefelometri, sameuden mittaukseen käytetty laite, havaitsee 90 asteen kulmassa tulevaan säteeseen nähden sironneen valon. Tämä kulmamittaus on standardimenetelmä, koska se on erittäin herkkä hiukkasten aiheuttamalle sironnalle.
Sironneen valon intensiteetin mittaus: Sironneen valon intensiteetti kvantifioidaan, ja suuremmat intensiteetit osoittavat suurempaa leijuvien hiukkasten pitoisuutta ja siten suurempaa sameutta.
Sameuden laskenta: Mitattu sironeen valon intensiteetti muunnetaan nefelometrisiin sameusyksiköihin (NTU), jolloin saadaan standardoitu numeerinen arvo, joka edustaa sameusastetta.
Millä mitataan veden sameutta?

Veden sameuden mittaaminen optisilla sameusantureilla on laajalti käytössä nykyaikaisissa teollisissa sovelluksissa. Tyypillisesti monitoiminen sameusanalysaattori tarvitaan reaaliaikaisten mittausten näyttämiseen, säännöllisen automaattisen anturin puhdistuksen mahdollistamiseen ja hälytysten laukaisemiseen epänormaaleista lukemista, mikä varmistaa vedenlaatustandardien noudattamisen.

Online-sameusanturi (mitattava merivesi)

Erilaiset toimintaympäristöt edellyttävät erilaisia ​​sameuden valvontaratkaisuja. Asuinrakennusten toissijaisissa vesihuoltojärjestelmissä, vedenkäsittelylaitoksissa ja juomavesilaitosten tulo- ja lähtöpisteissä käytetään pääasiassa matalan mittausalueen sameusmittareita, joilla on korkea tarkkuus ja kapea mittausalue. Tämä johtuu näiden ympäristöjen tiukoista vaatimuksista alhaiselle sameustasolle. Esimerkiksi useimmissa maissa käsittelylaitosten ulostuloissa käytettävän vesijohtoveden sameusstandardi määrittää sameustason alle 1 NTU:n. Vaikka uima-allasveden testaus on harvinaisempaa, sekin edellyttää erittäin alhaisia ​​sameustasoja, mikä tyypillisesti edellyttää matalan mittausalueen sameusmittareiden käyttöä.

matalan mittausalueen sameusmittarit TBG-6188T

Sitä vastoin sovellukset, kuten jätevedenpuhdistamot ja teollisuuden jätevesien purkupisteet, vaativat laajan mittausalueen sameusmittareita. Näissä ympäristöissä veden sameus vaihtelee usein merkittävästi, ja se voi sisältää huomattavia pitoisuuksia suspendoituneita kiintoaineita, kolloidisia hiukkasia tai kemiallisia saostumia. Sameusarvot ylittävät usein erittäin matalan mittausalueen laitteiden ylärajat. Esimerkiksi jätevedenpuhdistamon sisääntuloveden sameus voi olla useita satoja NTU:ita, ja jopa peruskäsittelyn jälkeen sameustasojen seuranta kymmenissä NTU:issa on edelleen tarpeen. Laajan mittausalueen sameusmittarit toimivat yleensä sironneen ja läpäisseen valon intensiteettisuhteen periaatteella. Käyttämällä dynaamista mittausalueen laajennustekniikkaa nämä laitteet saavuttavat mittauskyvyn 0,1 NTU:sta 4000 NTU:hun ja säilyttävät samalla ±2 %:n tarkkuuden täydestä asteikosta.

Teollinen online-sameusanalysaattori

Erikoistetuissa teollisuusympäristöissä, kuten lääke-, elintarvike- ja juomateollisuudessa, sameusmittausten tarkkuudelle ja pitkäaikaiselle vakaudelle asetetaan entistä suurempia vaatimuksia. Näillä teollisuudenaloilla käytetään usein kaksisäteisiä sameusmittareita, joissa on referenssisäde valonlähteen vaihteluiden ja lämpötilavaihteluiden aiheuttamien häiriöiden kompensoimiseksi ja siten mittausten tasaisen luotettavuuden varmistamiseksi. Esimerkiksi injektionesteisiin käytettävän veden sameus on tyypillisesti pidettävä alle 0,1 NTU:ssa, mikä asettaa tiukat vaatimukset laitteen herkkyydelle ja häiriönkestävyydelle.
Lisäksi esineiden internetin (IoT) teknologian kehittyessä nykyaikaisista sameuden mittausjärjestelmistä on tullut yhä älykkäämpiä ja verkottuneempia. 4G/5G-tiedonsiirtomoduulien integrointi mahdollistaa sameustietojen reaaliaikaisen siirron pilvialustoille, mikä helpottaa etävalvontaa, data-analytiikkaa ja automaattisia hälytysilmoituksia. Esimerkiksi kunnallinen vedenkäsittelylaitos on ottanut käyttöön älykkään sameuden mittausjärjestelmän, joka yhdistää ulostulon sameustiedot vedenjakelun ohjausjärjestelmään. Epänormaalin sameuden havaitsemisen jälkeen järjestelmä säätää automaattisesti kemikaalien annostusta, mikä parantaa veden laatua 98 prosentista 99,5 prosenttiin ja vähentää kemikaalien kulutusta 12 prosenttia.
Onko sameus sama käsite kuin suspendoituneiden kiintoaineiden kokonaismäärä?

Sameus ja kiintoaineiden kokonaismäärä (TSS) ovat toisiinsa liittyviä käsitteitä, mutta ne eivät ole sama asia. Molemmat viittaavat veteen suspendoituneisiin hiukkasiin, mutta ne eroavat toisistaan ​​sen suhteen, mitä ne mittaavat ja miten niitä kvantifioidaan.
Sameus mittaa veden optista ominaisuutta, erityisesti sitä, kuinka paljon valoa leijuu leijuvien hiukkasten vaikutuksesta siroaa. Se ei mittaa suoraan hiukkasten määrää, vaan pikemminkin sitä, kuinka paljon valoa hiukkaset estävät tai heijastavat. Sameuteen vaikuttavat paitsi hiukkasten pitoisuus myös tekijät, kuten hiukkasten koko, muoto ja väri sekä mittauksessa käytetyn valon aallonpituus.

Teollisuuden kokonaissuspendoituneiden kiintoaineiden (TSS) mittari

Suspendoituneiden kiinteiden aineiden kokonaismäärä(TSS) mittaa vesinäytteessä olevien suspendoituneiden hiukkasten todellisen massan. Se määrittää veteen suspendoituneiden kiinteiden aineiden kokonaispainon riippumatta niiden optisista ominaisuuksista.
TSS mitataan suodattamalla tunnettu tilavuus vettä suodattimen (yleensä tunnetun painoisen suodattimen) läpi. Kun vesi on suodatettu, suodattimeen jääneet kiinteät aineet kuivataan ja punnitaan. Tulos ilmaistaan ​​milligrammoina litrassa (mg/l). TSS liittyy suoraan leijuvien hiukkasten määrään, mutta ei anna tietoa hiukkaskoosta tai siitä, miten hiukkaset sirottavat valoa.
Keskeiset erot:
1) Mittauksen luonne:
Sameus on optinen ominaisuus (kuinka valo siroaa tai absorboituu).
TSS on fysikaalinen ominaisuus (vedessä suspendoituneiden hiukkasten massa).
2) Mitä ne mittaavat:
Sameus antaa viitteitä veden kirkkuudesta tai sameudesta, mutta ei kerro kiintoaineiden todellista massaa.
TSS tarjoaa suoran mittauksen veden kiintoaineiden määrästä riippumatta siitä, kuinka kirkkaalta tai samealta se näyttää.
3) Yksiköt:
Sameutta mitataan NTU-yksiköissä (nefelometriset sameusyksiköt).
TSS mitataan mg/l (milligrammoina litrassa).
Ovatko väri ja sameus sama asia?

Väri ja sameus eivät ole sama asia, vaikka molemmat vaikuttavat veden ulkonäköön.

Vedenlaadun online-värimittari

Tässä on ero:
Väri viittaa veden sävyyn tai sävyyn, jonka aiheuttavat liuenneet aineet, kuten orgaaninen aines (kuten lahoavat lehdet) tai mineraalit (kuten rauta tai mangaani). Jopa kirkas vesi voi olla värillistä, jos se sisältää liuenneita värillisiä yhdisteitä.
Sameus viittaa veden sameuteen tai sameuteen, jonka aiheuttavat leijuvat hiukkaset, kuten savi, liete, mikro-organismit tai muut hienot kiinteät aineet. Se mittaa, kuinka paljon hiukkaset sirottavat veden läpi kulkevaa valoa.
Lyhyesti sanottuna:
Väri = liuenneet aineet
Sameus = suspendoituneet hiukkaset