顆粒物計數儀系統在供水行業中的應用具有廣闊的前景,上一些比較發達的國家和地區,如美國、歐洲、韓國等已廣泛采用該技術來指導水廠的水生產工藝,該技術在我國現已得到應用,如:*生態環境研究中心、北京自來水集團第九水廠、廣州自來水總公司、深圳水務集團、勝利油田、新疆油田等多個地區和單位都已采用。
歸納顆粒物計數儀系統在水處理工藝中的作用有以下幾點:
1. 粒物計數儀系統可以定量檢測出水顆粒物的量,能取代生物測試法來檢測出廠水水中的病原微生物,為賈第鞭毛蟲和癮孢子蟲的監測提供有力的依據,有效地保障飲用水的安全性;
2. 顆粒物計數儀系統可以優化絮凝過程,優化絮凝劑的加入量、指導絮凝器的設計和絮凝器的操作條件;
3. 顆粒物計數儀能夠監測和評估過濾器的效率。及時報告過濾器的穿透、確定過濾器的反洗時間,反洗水用量,評估過濾器的效率、選取過濾器的流量,為優化水處理工藝、提高水質、降低能耗提供可靠的依據。
IBR袖珍便攜式顆粒物計數系統
IBR袖珍便攜式顆粒物計數儀是一種體積小、便于攜帶儀器。它zui大的優點是方便,不需要安裝。它既適用于現場,同時也可在實驗室使用。這些特點使它成為一種對水樣采樣分析理想的儀器。
1. IBR袖珍便攜式顆粒物計數系統工作原理:
顆粒物計數系統使用更精確的激光二極管光源,形成一束非常狹小又非常明亮的激光,其與被檢測的液體流向垂直。入射光束由于被液體中的粒子阻擋而減弱。這種瞬時的光強變化引起光電二極管接收電壓信號的變化,該變化與粒子通過光束時的截面積成正比。每一個粒子通過光束時引起一個電壓脈沖信號,脈沖信號的多少反映了粒子的數量。不同粒徑的顆粒物數目由不同的測量頻道獲得。與濁度儀不同,顆粒物計數儀的測定結果直接反映了顆粒物的物理參數,即顆粒物的總量(個/毫升)和粒徑分布。
2. IBR袖珍便攜式顆粒物計數系統規格:
主機尺寸: 109×318×295mm;重量:5.8千克
3. 主要技術參數:
· 激光二極管監測器,zui大量程為:18,000粒/毫升;
· 儀器內部供電電壓:12-14VDC
· 測量范圍:2-400微米;
· 輸入信號:2-40mA模擬信號;
· 輸出信號:RS-485通信協議,RS-232通信協議,或2-40mA模擬信號輸出;
4. 性能特點:
· 適用于水中懸浮顆粒物的測定,還可測定油中的顆粒物;
· 可以進行實驗室間歇測定,也可用于現場的在線測定;電池和交流電兩用;
· 實時傳感器校正系統,儀器測定2-10微米的顆粒物的分辨率比同類產品高10%;
· 具有8個測量頻道,可同時測量8個粒徑范圍的顆粒物數目,并給出粒度分布結果。粒徑范圍可以根據用戶的具體要求進行設定和改變。測定粒徑范圍(2-400微米);
· 配有樣品稀釋補償系統,使其性能更加*;
· 分析快速(小于30秒);
· 流量控制系統使分析數據更加準確;
· 采用RS-485通信,使其能夠用一根電纜同時控制多臺顆粒物計數儀;
· 2-40mA的模擬信號輸入設置使之可以接受其它具有2-40mA模擬信號輸入儀器,如濁度儀的信號;并且易與工業上常用的SCADA系統一體化;
· 具有安裝到PC上的監測軟件,可實時遠程處理測量數據
顆粒物計數儀的選型
九十年代,顆粒物計數儀在美國水廠得到了廣泛的普及和應用,產生了非常好的影響。
IBR 顆粒物計數儀在技術、設計和*在同類產品中均處于地位。
顆粒物計數儀有袖珍和在線兩種。袖珍型顆粒物計數儀體積小巧攜帶方便適用于實驗室燒杯
實驗。例如:北京、廣州和深圳自來水公司都采用袖珍顆粒物計數儀進行燒杯實驗,描述粒
度分布在絮凝過程中的動態變化,解決了濁度儀在該測試過程中不穩定的問題,為精確絮凝
劑的加入量提供了可能。
在線顆粒物計數儀適用于固定位置的監測,包括過濾器監測、水質監測和水處理工藝
的優化等。
IBR 顆粒物計數儀主要技術參數:
分辯率: <9% (2 微米) <5% (10 微米)
計數效率: > 50% (1 微米) > 95 % (1.5 微米) >98% (2 微米)
測流精度: 2%
測量范圍: 2 微米— 400 微米
信噪比: 3:1
檢測通道數量: 8
外接模擬信號路數: 2
zui大顆粒物濃度: 18000 粒/毫升
通信速率: 9600bit/s
通信接口: RS-485(4 線)
幾個主要廠家的技術指標比較:
以上技術參數是在各自廠家的公開資料上找到的??蛻艨梢栽谙鄳膹S家核實這些
資料。我們建議客戶不要接受銷售商私下提供的技術參數,因為很多銷售上自己編造參數私
下提供給客戶,而不敢公開。
從技術指標上講,市場比較認可IBR,其次是USFilter。因為這兩家有自己的技術特長,
因而敢公布自己的指標,有些廠家由于技術所限,不敢公布真實指標,所以干脆不公布這些
指標。
對顆粒物計數儀來講,zui重要的技術指標是分辨率、計數效率和測留精度。
分辨率(解析度)(resolution):當顆粒物通過計數儀的檢測孔時,計數儀除了
計數外,還要測量顆粒物的粒徑,分辨率(解析度)就是指測量粒徑的統計精度。分辨率(解
析度)用百分比來表示,比如顆粒物的實際粒徑是5 微米,則實際的測出值的大部分應該在
5-5r 微米到5+5r 微米之間,r 就是用百分比表示的解析度。顆粒物計數儀的分辨率(解析度)
與實測顆粒物的粒徑有關,對同一臺設備來將,一般粒徑越小,分辨率越大。市場上顆粒物
計數儀的分辨率(解析度)一般在5%到25%不等,分辨率越小,粒徑的測量越精確,使后
續的應用的可信度越高,效果越好。雖然分辨率有其標準定義,但各廠家在標記分辨率時可
能選擇不同的顆粒物粒徑。比如,IBR 標記其分辨率為2 微米時小于9%,而10 微米時小于
5%,有些廠家只標記10 微米時小于10%。在比較分辨率時要比較在同一粒徑時的數值,而
不看粒徑只比數值是沒有任何意義的。
測流精度(Flow rate):測流精度是指顆粒物計數儀測量其檢測顆粒物時,對水
流的流量速率的檢測相對誤差。因為顆粒物計數儀要計算用戶zui關心的單位體積的顆粒物數
量,即要用檢測的顆粒物數量除以檢測期間流經計數儀的水的總體積。因而,流量的精度直
接關系到zui后檢測結果的精度。市場上常見的顆粒物計數儀的測流精度為2%到15%,該值
越小,其精度越高。
計數效率
計數效率也是zui重要的指標,但是它與分辨率表示同樣的特性。雖然計數效率與分
辨率沒有簡單的換算關系,但實際上,分辨率確定了計數效率,反過來亦然。所以大部分廠
家只給出其中一個指標。這給比較帶來不便。
對小粒徑顆粒,由于監測的離散性,并不是所有的顆粒物都能檢測到.對較大粒徑的顆
粒物,檢測到的概率會增大,直到*。計數儀對某一特定粒徑的計數效率定義為對該粒
徑的顆粒物的測到概率,也可以是測到的百分比。
計數效率隨粒徑的增大而增大,在某一閾值達*
比較時看50%的粒徑點和*的粒徑點
成功案例
顆粒物計數儀在歐美等國家廣泛用于水處理過程中絮凝劑的優化、過濾器的監控和水
質檢測并作為賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲在線檢測的有效替代手段。我國學術界和自來水行業于
近期開始廣泛關注這一*技術,已在《中國給水排水》2003 年第9 期、《給水排水》29
卷第6 期和全國性會議上發表了多篇研究文章。格維恩公司是*家將該技術應用于水處理行
業并取得成功。部分應用案例如下:
北京自來水公司工藝和過濾介質的優化
*引進IBR 顆粒物計數儀對亞洲zui大的北京自來水集團公司第九水廠的工藝過程進
行監控和診斷,優化了工藝過程,降低了反洗水的用量,提高了出水水質。該成果在2003
年進行了鑒定,受到了專家的*好評。近期又采購了一批顆粒物計數儀,正在對國內外的
濾料進行優選和對濾池效率進行監控研究。
廣州自來水公司深度水處理工藝的監控
目前在廣州新塘的大墩水廠安裝了在線顆粒物計數儀,分別對濾前水,砂濾后水和碳
濾后水進行監測并通過計算機聯網對水處理數據進行采集和分析,主要用于評估不同濾料的
過濾效果、濾池的效率,為過濾器設計提供設計參數。水質部利用便攜式顆粒物計數儀和在
線式顆粒物計數儀研究絮凝、沉淀和過濾等制水環節中顆粒物濃度和濁度的變化規律以及它
們之間的關系,優化絮凝劑的加入量。
中科院生態環境研究中心、深圳水務集團863 項目
國家863 項目中采用IBR 顆粒物計數儀,對制水過程中的諸環節正在進行系統全面的研究。