南京格維恩環(huán)境技術(shù)有限公司
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聯(lián)系我時(shí),請告知來自 儀表網(wǎng)水處理過程中,除了消毒環(huán)節(jié)外,實(shí)際上是在通過加藥使水中的小顆粒凝結(jié)成大顆粒,這些大顆粒便于沉淀和過濾。然后通過后續(xù)的沉淀和過濾過程,使水變得潔凈。
1、IBR顆粒物計(jì)數(shù)儀器功能 水處理過程中,除了消毒環(huán)節(jié)外,實(shí)際上是在通過加藥使水中的小顆粒凝結(jié)成大顆粒,這些大顆粒便于沉淀和過濾。然后通過后續(xù)的沉淀和過濾過程,使水變得潔凈。整個(gè)過程中,我們實(shí)際上是在處理顆粒物,如果能監(jiān)測到各個(gè)階段不同粒徑顆粒物的數(shù)量,對我們優(yōu)化處理過程十分重要。顆粒物計(jì)數(shù)儀就是能夠檢測出被測樣本中各種不同大小的顆粒物的分布情況,也就是說,該儀器能同時(shí)檢測出2微米-3微米大小的顆粒有多少,3-5微米、5-7微米、7-10微米、10-15微米、15-20微米、20-25微米、25-50微米的顆粒各有多少。在使用顆粒物計(jì)數(shù)儀前,人們只能通過一個(gè)具有統(tǒng)計(jì)意義的濁度值來檢測處理過程,實(shí)踐證明濁度值是一個(gè)非常局限和初略的替代值。 2、儀器的測定原理 顆粒物計(jì)數(shù)儀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(見圖)。這種瞬時(shí)的光強(qiáng)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(shí)的截面積(也就是粒子的大?。┏烧?。每一個(gè)粒子通過光束時(shí)引起一個(gè)電壓脈沖信號,脈沖信號的多少反映了粒子的數(shù)量。不同粒徑的顆粒物數(shù)目由不同的測量頻道獲得。與濁度儀不同,顆粒物計(jì)數(shù)儀的測定結(jié)果直接反映了顆粒物的物理參數(shù),即顆粒物的濃度(個(gè)/毫升)和粒徑分布。 3、IBR顆粒物計(jì)數(shù)儀關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
4、主要應(yīng)用范圍 Ø 水質(zhì)監(jiān)測 賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲一直是水處理行業(yè)非常重視的問題,由于傳統(tǒng)的氯消毒難以殺死這些對人類健康產(chǎn)生危害的某些病原體,只能考沉淀和過濾手段限制其進(jìn)入飲用水。目前上通用的檢測方法是美國EPA的1623方法,但這種生物檢測法需要建立精密的實(shí)驗(yàn)室、昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和藥劑、經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)專家才能實(shí)施,而且需要幾天甚至更長的時(shí)間才能檢測出結(jié)果。 由于這兩類病原體的直徑在2到15微米之間。在美國,實(shí)驗(yàn)研究表明當(dāng)水處理過程中能將出水中的大于2微米的顆粒物數(shù)量限制在每毫升50粒以內(nèi),在這樣的出水中檢測到當(dāng)以上兩種病原體的概率幾乎為零。 欲使處理過的水質(zhì)達(dá)到可直接飲用的標(biāo)準(zhǔn),對病原體的監(jiān)測變得尤為重要。在一般情況下,病原體的量是和相關(guān)粒徑的出水顆粒物的量相關(guān)的。因此,采用顆粒物計(jì)數(shù)儀定量監(jiān)控相關(guān)粒徑的出水顆粒物的量對于保證出水水質(zhì),嚴(yán)防惡性事件的發(fā)生起著重要的作用。 Ø 水廠燒杯實(shí)驗(yàn)
為了確定絮凝劑的投加量,會定期進(jìn)行燒杯實(shí)驗(yàn),濁度儀是檢測投加效果的傳統(tǒng)手段。但是濁度并不能真實(shí)反映投加效果,因?yàn)槟嫦胫赖氖峭都拥男跄齽┊a(chǎn)生了多少較大粒徑的礬花。濁度并不能明確告訴您這些,它只用一個(gè)初略近似的方法給您一個(gè)參考。另外您在實(shí)驗(yàn)時(shí)會發(fā)現(xiàn)濁度儀的讀數(shù)很不穩(wěn)定,在測同一個(gè)樣本時(shí)讀數(shù)也在跳動,您只能讀個(gè)近似值。 您想知道的事情,IBR生產(chǎn)的顆粒物計(jì)數(shù)儀可以告訴您。您可以在絮凝劑投加前后兩次測量樣本中8個(gè)不同粒徑范圍的顆粒物數(shù)量,通過對比,您就知道投加效果如何。 這種方法在歐、美已經(jīng)廣泛使用,在中國的一些水廠也開始使用。國內(nèi)已經(jīng)有北京自來水、廣州自來水、深圳自來水和上海自來水等水司大批量應(yīng)用并取得了很好的回報(bào)。 Ø 監(jiān)測、優(yōu)化和評估過濾器 用過濾器濾除水中的顆粒物是水處理中*的環(huán)節(jié),但使用什么樣的濾池和濾料、如何操作是過濾的關(guān)鍵。操作得當(dāng),會使成本降低的同時(shí),濾出水質(zhì)得到提高。反之,水質(zhì)不好,成本又高。 通過在線監(jiān)測濾前和濾后水中不同粒徑顆粒物的濃度,您能及時(shí)清楚地知道過濾器對不同粒徑顆粒物的過濾效率、過濾器的穿透時(shí)間、初濾水排放時(shí)間、反洗效果等?;谶@些信息您可以確定: 1.及時(shí)報(bào)告過濾器的穿透 2.準(zhǔn)確選擇過濾器的反洗時(shí)間優(yōu)化反洗水的用量 3.確定初濾水排放時(shí)間 4.評估過濾器的效率 5.選取過濾器的合理流量 如果您可以做好以上幾點(diǎn),在保證出水水質(zhì)的同時(shí)會給您的公司節(jié)省大量的反洗水,并少排初濾水,進(jìn)而節(jié)約大量成本。 濁度儀在以上過程中也可以提供些幫助,但由于其檢測值的滯后和粗略,效果比用顆粒物計(jì)數(shù)儀差很多。 Ø 絮凝過程優(yōu)化 水處理中的絮凝過程是使水中的顆粒物凝結(jié)形成較大顆粒物的過程,以便后續(xù)的沉淀和過濾處理。如果您能檢測到絮凝過程的不同環(huán)節(jié)的粒徑范圍的顆粒物數(shù)量,您就能判斷不同環(huán)節(jié)的效果。 通過在線檢測8個(gè)不同粒徑范圍的顆粒物數(shù)量,并比較各種不同情況下的絮凝效果,您能做到: 1.優(yōu)化絮凝劑的加入量 2.改進(jìn)絮凝池的設(shè)計(jì)和操作 3.確定絮凝池的操作條件 5、主要技術(shù)指標(biāo)解析和性能描述 分辨率(resolution):當(dāng)顆粒物通過計(jì)數(shù)儀的檢測孔時(shí),計(jì)數(shù)儀除了計(jì)數(shù)外,還要測量顆粒物的粒徑,分辨率就是指測量粒徑的統(tǒng)計(jì)精度。分辨率用百分比來表示,比如顆粒物的實(shí)際粒徑是5微米,則實(shí)際的測出值的大部分應(yīng)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(jì)數(shù)儀的分辨率(解析度)與實(shí)測顆粒物的粒徑有關(guān),對同一臺設(shè)備來將,一般粒徑越小,分辨率越大。市場上顆粒物計(jì)數(shù)儀的分辨率一般在5%到20%不等,分辨率越小,粒徑的測量越精確,使后續(xù)的應(yīng)用的可信度越高,效果越好。雖然分辨率有其標(biāo)準(zhǔn)定義,但各廠家在標(biāo)記分辨率時(shí)可能選擇不同的顆粒物粒徑。比如,IBR標(biāo)記其分辨率為2微米時(shí)小于9%,而10微米時(shí)小于5%,有些廠家只標(biāo)記10微米時(shí)小于10%。在比較分辨率時(shí)要比較在同一粒徑時(shí)的數(shù)值,而不看粒徑只比數(shù)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(jì)數(shù)儀測量其檢測顆粒物時(shí),對水流的流量速率的檢測相對誤差。因?yàn)轭w粒物計(jì)數(shù)儀要計(jì)算用戶zui關(guān)心的單位體積的顆粒物數(shù)量,即要用檢測的顆粒物數(shù)量除以檢測期間流經(jīng)計(jì)數(shù)儀的水的總體積。因而,流量的精度直接關(guān)系到zui后檢測結(jié)果的精度。市場上常見的顆粒物計(jì)數(shù)儀的測流精度為2%到15%,該值越小,其精度越高。 測量范圍:不同的檢測傳感器設(shè)計(jì)的測量范圍不同,一般從1微米到1毫米。這就象你選擇天平一樣,不同天平的測量范圍不同,選擇時(shí)應(yīng)該考慮你的具體應(yīng)用。還有一點(diǎn),一般情況下,隨著測量范圍的加寬,解析度會下降,你知道精密天平的稱量范圍比較窄。凈水處理過程一般不會關(guān)心大到幾百微米的顆粒物,因?yàn)檫@類顆粒物不需要絮凝,而且肯定穿不透普通的濾池。實(shí)驗(yàn)研究表明,在水處理過程中,人們zui關(guān)心的粒徑范圍在2-25微米之間,大于100微米的顆?;静魂P(guān)心。所以一位美國水處理研究專家在2000年出版的一本書里明確指出,超過100微米的量程對水處理意義不大。選擇時(shí)并不是測量范圍越大越好。 信噪比:信噪比是一個(gè)與測量范圍下限相關(guān)的參數(shù),實(shí)際上是下限測量值的確定性的標(biāo)志,具體意義是在測量廠商宣稱的測量范圍的下限粒徑的顆粒物時(shí),檢測到的信號幅度與機(jī)器本身的噪音信號的特征幅度的比值。這個(gè)比值越大,說明能辨認(rèn)檢測信號的確定性越強(qiáng),反之就越不確定。一般來講,一個(gè)檢測器的噪音信號的幅度是設(shè)計(jì)水平確定的,檢測的粒徑越大,收到的信號幅度越大,所以對于同一個(gè)傳感器,如果生產(chǎn)廠家聲稱其可檢測到的顆粒物越小,其信噪比就越小。所以在測量下限相同的情況下,信噪比越大越好。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求信噪比應(yīng)該大于2:1,當(dāng)信噪比大于這個(gè)值后,信噪比的繼續(xù)增加能減少檢測到的顆粒物的數(shù)量與實(shí)際數(shù)量的偏差,但影響不是很大。特別是當(dāng)信噪比大于3:1以后,信噪比的增加對檢測偏差的影響已經(jīng)很小,所以很多廠家的信噪比設(shè)計(jì)為3:1。 計(jì)數(shù)效率:計(jì)數(shù)效率也是zui重要的指標(biāo),但是它與分辨率表示同樣的特性。雖然計(jì)數(shù)效率與分辨率沒有簡單的換算關(guān)系,但實(shí)際上,分辨率確定了計(jì)數(shù)效率,反過來亦然。所以大部分廠家只給出其中一個(gè)指標(biāo)。這給比較帶來不便。 對小粒徑顆粒,由于監(jiān)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(jì)數(shù)儀對某一特定粒徑的計(jì)數(shù)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(jì)數(shù)效率隨粒徑的增大而增大,在某一閾值達(dá), 比較時(shí)看50%的粒徑點(diǎn)和的粒徑點(diǎn)。計(jì)數(shù)效率基本上可以通過解析度和敏感度確定。 *性(Coincidence Loss):指顆粒計(jì)數(shù)值的相對誤差用百分比表示。同一臺計(jì)數(shù)儀的*性隨所測樣品中顆粒物濃度的增加而增加,也就是說在顆粒物濃度很低時(shí),所測值與實(shí)際值相符的非常好。當(dāng)顆粒物濃度增高時(shí),所測計(jì)數(shù)與實(shí)際顆粒物數(shù)會出現(xiàn)差異,濃度越高,誤差越大。市場上幾乎所有的顆粒物計(jì)數(shù)儀在顆粒物數(shù)量小于6000粒/毫升時(shí),*性小于5%,只有在測量高顆粒物濃度的水樣時(shí),*性才重要。廠家一般給出在某一濃度出現(xiàn)10%的誤差。這個(gè)指標(biāo)稱為*性。比如:IBR在18000粒/毫升的濃度時(shí),出現(xiàn)10%的誤差。 檢測zui大顆粒物濃度:如上所說,當(dāng)顆粒物濃度增大時(shí),顆粒物計(jì)數(shù)誤差會增大。當(dāng)計(jì)數(shù)誤差大于10%時(shí),業(yè)內(nèi)認(rèn)為是一個(gè)臨界點(diǎn)。也就是說大于10%的誤差是不可接受的。所以各廠家把出現(xiàn)10%誤差的臨界濃度認(rèn)為是可檢測的zui大顆粒物濃度。這個(gè)值與*性指的是同一個(gè)意思。 6、IBR顆粒物計(jì)數(shù)儀的技術(shù)*性 IBR的顆粒物計(jì)數(shù)儀一直占據(jù)美國市場的zui大份額,2004年秋,在美國加州剛剛有一個(gè)大水廠要上顆粒物計(jì)數(shù)儀,客戶通過對設(shè)備的直接檢驗(yàn),IBR由于性能明顯*而擊敗多家美國大供應(yīng)商,zui后中標(biāo)。IBR的成功,主要是因?yàn)槠浼夹g(shù)*性,zui主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 Ø 高分辨率 IBR 顆粒物計(jì)數(shù)儀是水行業(yè)同等設(shè)備市場上分辨率zui高的,在對2微米的顆粒,分辨率達(dá)到9%,而對10微米的顆粒,分辨率達(dá)到5%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出招標(biāo)文件的要求。IBR的競爭對手在這一關(guān)鍵指標(biāo)上的數(shù)值是對10微米的顆粒,分辨率為10%。分辨率越小,粒徑的測量越精確,使后續(xù)的應(yīng)用的可信度越高,效果越好。分辨率不高,檢測出的顆粒分布會出現(xiàn)比較大的誤差,使應(yīng)用效果大減。 Ø 高計(jì)數(shù)效率 計(jì)數(shù)效率的高低,決定顆粒物計(jì)數(shù)儀的對小粒徑顆粒的檢出率,IBR 顆粒物計(jì)數(shù)儀也是同類產(chǎn)品中的。對1微米的顆粒,檢出率為50%,對2微米的顆粒,檢出率>99.9%。而一般廠商只有2微米的檢出率為50%± 10%,3微米才檢測± 10%。 Ø 同時(shí)計(jì)數(shù)和監(jiān)測流量,流量檢測精度高 目前市場上為水處理設(shè)計(jì)的顆粒物計(jì)數(shù)儀只有IBR一家的產(chǎn)品采用檢測流量的方法。其它各家都采用固定流量的方法。這兩種方法在水流和水壓穩(wěn)定、檢測孔無堵塞、出水管暢通并且流量調(diào)試很精確的條件下,沒有什么差別。但是當(dāng)出現(xiàn)檢測孔被顆粒物部分堵塞以及其他影響流量的外界環(huán)境變化時(shí),固定流量的方法就會出現(xiàn)誤差。誤差的大小依賴于這些因素對流量的影響大小。而IBR產(chǎn)品通過精密泵來調(diào)節(jié)流速,但同時(shí)在檢測水流。當(dāng)出現(xiàn)以上干擾時(shí),IBR的顆粒物計(jì)數(shù)儀會檢測到水流的變化,并且在計(jì)算顆粒物濃度時(shí),采用檢測到的流量值,而不是固定值。在工業(yè)現(xiàn)場,以上的因素是經(jīng)常出現(xiàn)的,這種情況下,IBR的顆粒物計(jì)數(shù)儀能夠更準(zhǔn)確地檢測出要檢測的顆粒物濃度。 Ø 去泡設(shè)計(jì) IBR WPCS顆粒物計(jì)數(shù)儀水堰的下端進(jìn)水口部分的*設(shè)計(jì)具有很好的去氣泡作用,這個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)申請了。實(shí)際檢測證明,這種設(shè)計(jì)使氣泡的影響降到zui低。 7、國內(nèi)外使用情況 顆粒物計(jì)數(shù)儀已應(yīng)用于水和廢水處理。特別是, 顆粒物計(jì)數(shù)儀可用于優(yōu)化絮凝劑的加入量,優(yōu)化絮凝器的設(shè)計(jì)和操作條件,監(jiān)測和評估過濾器的過濾效率,優(yōu)化過濾器的操作和維護(hù)(如反洗頻率),定量監(jiān)測出水顆粒物,為控制有害病原體提供更多的信息等。該產(chǎn)品對于控制生產(chǎn)過程,提高出水質(zhì)量,降低原材料的消耗都起到了十分重要的作用。 美國南內(nèi)華達(dá)州的水處理廠是zui先采用顆粒物計(jì)數(shù)儀監(jiān)測水處理過程的水廠。上世紀(jì)70年代末,他們在每個(gè)過濾器的出水口都安裝了顆粒物計(jì)數(shù)儀。顆粒物計(jì)數(shù)儀提供了比濁度儀更可靠的數(shù)據(jù),并能反映出微小的變化。該廠根據(jù)顆粒物計(jì)數(shù)儀的測量結(jié)果優(yōu)化絮凝劑用量和過濾過程。令人驚訝的是,絮凝劑用量的微小調(diào)整卻帶來巨大的收益:該廠僅用兩年就收回了購買和安裝顆粒物計(jì)數(shù)儀的所有投資。目前,在美國幾乎所有的油田下注水的質(zhì)量控制都采用這種儀器,另外,還有500多家水處理廠采用這種儀器。近年來,歐洲,日本,韓國和印度等也開始將顆粒物計(jì)數(shù)儀應(yīng)用于水處理中。 我國水處理行業(yè)使用顆粒物計(jì)數(shù)儀開始于2002年,首先是北京自來水九廠利用顆粒物計(jì)數(shù)儀發(fā)現(xiàn)水廠運(yùn)行工藝中的缺陷,修改后產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益,在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上,使出廠水水質(zhì)提高了不少。接著,在天津、深圳、廣州、沈陽、紹興、上海等地的水質(zhì)檢測站和比較*的水廠陸續(xù)采用。 |
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