Độ đục của nước được đo như thế nào?

Độ đục là gì?

Độ đục là thước đo mức độ vẩn đục hoặc mờ đục của chất lỏng, thường được sử dụng để đánh giá chất lượng nước trong các nguồn nước tự nhiên—như sông, hồ và đại dương—cũng như trong các hệ thống xử lý nước. Độ đục phát sinh do sự hiện diện của các hạt lơ lửng, bao gồm bùn, tảo, sinh vật phù du và các sản phẩm phụ công nghiệp, làm tán xạ ánh sáng đi qua cột nước.
Độ đục thường được định lượng bằng đơn vị độ đục nephelometric (NTU), với giá trị càng cao biểu thị độ đục của nước càng lớn. Đơn vị này dựa trên lượng ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt lơ lửng trong nước, được đo bằng máy đo độ đục nephelometer. Máy đo độ đục nephelometer chiếu một chùm sáng qua mẫu và phát hiện ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt lơ lửng ở góc 90 độ. Giá trị NTU càng cao biểu thị độ đục hoặc độ đục của nước càng lớn. Giá trị NTU càng thấp biểu thị nước càng trong.
Ví dụ: Nước trong có thể có giá trị NTU gần bằng 0. Nước uống, cần đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn, thường có NTU dưới 1. Nước có mức độ ô nhiễm cao hoặc có các hạt lơ lửng có thể có giá trị NTU lên tới hàng trăm hoặc hàng nghìn.

Tại sao phải đo độ đục của chất lượng nước?

Độ đục tăng cao có thể dẫn đến một số tác động bất lợi:
1）Giảm độ xuyên sáng: Điều này làm suy yếu quá trình quang hợp ở thực vật thủy sinh, do đó phá vỡ hệ sinh thái thủy sinh rộng lớn hơn phụ thuộc vào năng suất chính.
2）Tắc nghẽn hệ thống lọc: Chất rắn lơ lửng có thể làm tắc nghẽn bộ lọc trong các cơ sở xử lý nước, làm tăng chi phí vận hành và giảm hiệu quả xử lý.
3）Liên quan đến các chất gây ô nhiễm: Các hạt gây ra độ đục thường đóng vai trò là chất mang các chất gây ô nhiễm có hại, chẳng hạn như vi sinh vật gây bệnh, kim loại nặng và hóa chất độc hại, gây ra rủi ro cho cả môi trường và sức khỏe con người.
Tóm lại, độ đục đóng vai trò là chỉ số quan trọng để đánh giá tính toàn vẹn về mặt vật lý, hóa học và sinh học của tài nguyên nước, đặc biệt là trong khuôn khổ giám sát môi trường và y tế công cộng.
Nguyên lý đo độ đục là gì?

Nguyên lý đo độ đục dựa trên sự tán xạ ánh sáng khi đi qua mẫu nước chứa các hạt lơ lửng. Khi ánh sáng tương tác với các hạt này, nó bị tán xạ theo nhiều hướng khác nhau, và cường độ ánh sáng tán xạ tỷ lệ thuận với nồng độ các hạt hiện diện. Nồng độ hạt càng cao thì sự tán xạ ánh sáng càng lớn, dẫn đến độ đục càng lớn.

nguyên lý đo độ đục

Quá trình này có thể được chia thành các bước sau:
Nguồn sáng: Một chùm ánh sáng, thường được phát ra từ tia laser hoặc đèn LED, được chiếu qua mẫu nước.
Các hạt lơ lửng: Khi ánh sáng truyền qua mẫu, các vật chất lơ lửng như trầm tích, tảo, sinh vật phù du hoặc chất ô nhiễm khiến ánh sáng bị tán xạ theo nhiều hướng.
Phát hiện ánh sáng tán xạ: Amáy đo độ đục, thiết bị được sử dụng để đo độ đục, phát hiện ánh sáng tán xạ ở góc 90 độ so với chùm tia tới. Phương pháp phát hiện góc này là phương pháp tiêu chuẩn do có độ nhạy cao đối với sự tán xạ do hạt gây ra.
Đo cường độ ánh sáng tán xạ: Cường độ ánh sáng tán xạ được định lượng, cường độ càng cao thì nồng độ các hạt lơ lửng càng lớn và do đó độ đục càng cao.
Tính toán độ đục: Cường độ ánh sáng tán xạ đo được sẽ được chuyển đổi thành Đơn vị độ đục Nephelometric (NTU), cung cấp giá trị số chuẩn hóa biểu thị mức độ đục.
Độ đục của nước được đo bằng gì?

Đo độ đục của nước bằng cảm biến quang học là một phương pháp được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp hiện đại. Thông thường, cần có một máy phân tích độ đục đa chức năng để hiển thị các phép đo theo thời gian thực, cho phép vệ sinh cảm biến tự động định kỳ và kích hoạt cảnh báo khi có chỉ số bất thường, qua đó đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng nước.

Cảm biến độ đục trực tuyến (Nước biển có thể đo được)

Các môi trường vận hành khác nhau đòi hỏi các giải pháp giám sát độ đục riêng biệt. Trong các hệ thống cấp nước sinh hoạt thứ cấp, nhà máy xử lý nước, và tại các điểm đầu vào và đầu ra của các cơ sở cấp nước uống, máy đo độ đục dải thấp với độ chính xác cao và dải đo hẹp thường được sử dụng. Điều này là do yêu cầu nghiêm ngặt về mức độ đục thấp trong các điều kiện này. Ví dụ, ở hầu hết các quốc gia, tiêu chuẩn quy định đối với nước máy tại các điểm đầu ra của nhà máy xử lý quy định mức độ đục dưới 1 NTU. Mặc dù việc kiểm tra nước hồ bơi ít phổ biến hơn, nhưng khi được thực hiện, nó cũng đòi hỏi mức độ đục rất thấp, thường yêu cầu sử dụng máy đo độ đục dải thấp.

Máy đo độ đục tầm thấp TBG-6188T

Ngược lại, các ứng dụng như nhà máy xử lý nước thải và điểm xả nước thải công nghiệp đòi hỏi máy đo độ đục dải cao. Nước trong những môi trường này thường có sự biến động độ đục đáng kể và có thể chứa nồng độ đáng kể các chất rắn lơ lửng, hạt keo hoặc chất kết tủa hóa học. Giá trị độ đục thường vượt quá giới hạn đo trên của các thiết bị dải cực thấp. Ví dụ, độ đục đầu vào tại một nhà máy xử lý nước thải có thể đạt tới vài trăm NTU, và ngay cả sau khi xử lý sơ bộ, việc theo dõi mức độ đục ở mức hàng chục NTU vẫn cần thiết. Máy đo độ đục dải cao thường hoạt động theo nguyên tắc tỷ lệ cường độ ánh sáng tán xạ trên truyền qua. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật mở rộng dải động, các thiết bị này đạt được khả năng đo từ 0,1 NTU đến 4000 NTU trong khi vẫn duy trì độ chính xác ±2% của toàn thang đo.

Máy phân tích độ đục trực tuyến công nghiệp

Trong các bối cảnh công nghiệp chuyên biệt, chẳng hạn như ngành dược phẩm và thực phẩm và đồ uống, yêu cầu về độ chính xác và độ ổn định lâu dài của phép đo độ đục càng cao hơn. Các ngành công nghiệp này thường sử dụng máy đo độ đục chùm tia kép, tích hợp một chùm tia tham chiếu để bù trừ nhiễu do sự thay đổi nguồn sáng và biến động nhiệt độ, do đó đảm bảo độ tin cậy của phép đo luôn nhất quán. Ví dụ, độ đục của nước pha tiêm thường phải được duy trì dưới 0,1 NTU, đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về độ nhạy và khả năng chống nhiễu của thiết bị.
Hơn nữa, với sự phát triển của công nghệ Internet vạn vật (IoT), các hệ thống giám sát độ đục hiện đại ngày càng trở nên thông minh và kết nối mạng. Việc tích hợp các mô-đun truyền thông 4G/5G cho phép truyền dữ liệu độ đục theo thời gian thực lên các nền tảng đám mây, hỗ trợ giám sát từ xa, phân tích dữ liệu và thông báo cảnh báo tự động. Ví dụ, một nhà máy xử lý nước đô thị đã triển khai một hệ thống giám sát độ đục thông minh, liên kết dữ liệu độ đục đầu ra với hệ thống điều khiển phân phối nước. Khi phát hiện độ đục bất thường, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh liều lượng hóa chất, giúp cải thiện mức độ tuân thủ chất lượng nước từ 98% lên 99,5%, đồng thời giảm 12% lượng hóa chất tiêu thụ.
Độ đục có phải là khái niệm giống với tổng chất rắn lơ lửng không?

Độ đục và Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) là những khái niệm có liên quan nhưng không giống nhau. Cả hai đều đề cập đến các hạt lơ lửng trong nước, nhưng chúng khác nhau về đối tượng đo lường và cách định lượng.
Độ đục đo tính chất quang học của nước, cụ thể là lượng ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt lơ lửng. Độ đục không đo trực tiếp lượng hạt mà đo lượng ánh sáng bị chặn hoặc lệch hướng bởi các hạt đó. Độ đục không chỉ bị ảnh hưởng bởi nồng độ hạt mà còn bởi các yếu tố như kích thước, hình dạng và màu sắc của hạt cũng như bước sóng ánh sáng được sử dụng trong phép đo.

Máy đo tổng chất rắn lơ lửng (TSS) công nghiệp

Tổng chất rắn lơ lửng(TSS) đo khối lượng thực tế của các hạt lơ lửng trong mẫu nước. Nó định lượng tổng trọng lượng của các chất rắn lơ lửng trong nước, bất kể tính chất quang học của chúng.
TSS được đo bằng cách lọc một thể tích nước đã biết qua bộ lọc (thường là bộ lọc có trọng lượng đã biết). Sau khi nước được lọc, chất rắn còn lại trên bộ lọc được sấy khô và cân. Kết quả được biểu thị bằng miligam trên lít (mg/L). TSS liên quan trực tiếp đến lượng hạt lơ lửng, nhưng không cung cấp thông tin về kích thước hạt hoặc cách các hạt phân tán ánh sáng.
Sự khác biệt chính:
1）Bản chất của phép đo:
Độ đục là một tính chất quang học (cách ánh sáng bị tán xạ hoặc hấp thụ).
TSS là một tính chất vật lý (khối lượng các hạt lơ lửng trong nước).
2）Những gì họ đo lường:
Độ đục cho biết nước trong hay đục, nhưng không cho biết khối lượng chất rắn thực tế.
TSS cung cấp phép đo trực tiếp lượng chất rắn trong nước, bất kể nước trông trong hay đục.
3）Đơn vị:
Độ đục được đo bằng NTU (Đơn vị độ đục Nephelometric).
TSS được đo bằng mg/L (miligam trên lít).
Màu sắc và độ đục có giống nhau không?

Màu sắc và độ đục không giống nhau, mặc dù cả hai đều ảnh hưởng đến vẻ ngoài của nước.

Máy đo màu chất lượng nước trực tuyến

Sau đây là sự khác biệt:
Màu sắc là sắc thái hoặc sắc thái của nước do các chất hòa tan gây ra, chẳng hạn như chất hữu cơ (như lá mục) hoặc khoáng chất (như sắt hoặc mangan). Ngay cả nước trong cũng có thể có màu nếu chứa các hợp chất màu hòa tan.
Độ đục là tình trạng nước bị vẩn đục hoặc mờ đục do các hạt lơ lửng, chẳng hạn như đất sét, bùn, vi sinh vật hoặc các chất rắn mịn khác gây ra. Độ đục đo lường mức độ các hạt phân tán ánh sáng đi qua nước.
Tóm lại:
Màu sắc = chất hòa tan
Độ đục = các hạt lơ lửng