Độ đục của nước được đo như thế nào?

Độ đục là gì?

Độ đục là thước đo độ vẩn đục hoặc mờ 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. Nó 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 tán xạ (NTU), với giá trị càng cao cho thấy nước càng đục. Đơn vị này dựa trên lượng ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt lơ lửng trong nước, được đo bằng máy đo tán xạ. Máy đo tán xạ chiếu một chùm ánh sáng xuyên qua mẫu và phát hiện ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt lơ lửng ở góc 90 độ. Giá trị NTU càng cao cho thấy nước càng đục, hay càng vẩn đục. Giá trị NTU càng thấp cho thấy 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 giá trị NTU nhỏ hơn 1. Nước có mức độ ô nhiễm cao hoặc chứa nhiều hạt lơ lửng có thể có giá trị NTU lên đến hàng trăm hoặc hàng nghìn.

Tại sao cần đo độ đục để đánh giá chất lượng nước?

Nồng độ chất đục cao có thể dẫn đến một số tác động bất lợi:
1) Giảm khả năng xuyên sáng: Điều này làm suy giảm quá trình quang hợp ở thực vật thủy sinh, từ đó phá vỡ hệ sinh thái thủy sinh rộng lớn hơn phụ thuộc vào năng suất sơ cấp.
2) Tắc nghẽn hệ thống lọc: Các 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 chất gây ô nhiễm: Các hạt gây 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 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 vật lý, hóa học và sinh học của nguồn nước, đặc biệt trong khuôn khổ giám sát môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Nguyên lý đo độ đục là gì?

Nguyên lý đo độ đục dựa trên sự tán xạ ánh sáng khi nó đi qua mẫu nước có 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 tăng, 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 xuyên qua mẫu nước.
Các hạt lơ lửng: Khi ánh sáng truyền qua mẫu, các chất lơ lửng—như trầm tích, tảo, sinh vật phù du hoặc chất ô nhiễm—làm cho ánh sáng bị tán xạ theo nhiều hướng.
Phát hiện ánh sáng tán xạ: Amáy đo độ đụcThiết bị dùng 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 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 cho thấy 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 được chuyển đổi thành đơn vị độ đục Nephelometric (NTU), cung cấp một giá trị số tiêu chuẩn thể hiện mức độ đục.
Thiết bị nào đo độ đục của nước?

Việc đo độ đục của nước bằng cảm biến độ đục 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 làm sạch cảm biến tự động định kỳ và kích hoạt cảnh báo khi kết quả đo bất thường, từ 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 hoạt động khác nhau đòi hỏi các giải pháp giám sát độ đục khác nhau. Trong các hệ thống cấp nước thứ cấp dân cư, nhà máy xử lý nước và tại các điểm đầu vào và đầu ra của các cơ sở nước uống, người ta chủ yếu sử dụng các máy đo độ đục dải thấp với độ chính xác cao và phạm vi đo hẹp. Điều này là do yêu cầu nghiêm ngặt về mức độ đục thấp trong các môi trường này. Ví dụ, ở hầu hết các quốc gia, tiêu chuẩn quy định đối với nước máy tại các cửa ra của nhà máy xử lý nước quy định mức độ đục dưới 1 NTU. Mặc dù việc kiểm tra nước bể bơi ít phổ biến hơn, nhưng khi được thực hiện, nó cũng đòi hỏi mức độ đục rất thấp, thường yêu cầu sử dụng các máy đo độ đục dải thấp.

Máy đo độ đục dải thấp TBG-6188T

Ngược lại, các ứng dụng như nhà máy xử lý nước thải và điểm xả thải công nghiệp lại yêu cầu máy đo độ đục có phạm vi đo cao. Nước trong các 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, các hạt keo hoặc các kết tủa hóa học. Giá trị độ đục thường vượt quá giới hạn đo trên của các thiết bị có phạm vi đo cực thấp. Ví dụ, độ đục đầu vào tại một nhà máy xử lý nước thải có thể đạt đến vài trăm NTU, và ngay cả sau khi xử lý sơ cấp, việc giám sát mức độ đục ở mức hàng chục NTU vẫn là cần thiết. Máy đo độ đục phạm vi đo cao thường hoạt động dựa trên nguyên lý tỷ lệ cường độ ánh sáng tán xạ so với ánh sáng truyền qua. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật mở rộng phạm vi 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 lĩnh vực công nghiệp chuyên biệt, chẳng hạn như dược phẩm và thực phẩm đồ uống, yêu cầu về độ chính xác và tính ổn định lâu dài của phép đo độ đục thậm chí còn cao hơn. Các ngành công nghiệp này thường sử dụng máy đo độ đục hai chùm tia, tích hợp thêm chùm tia tham chiếu để bù trừ các nhiễu loạn do sự thay đổi nguồn sáng và dao động nhiệt độ gây ra, từ đó đảm bảo độ tin cậy của phép đo. Ví dụ, độ đục của nước tiêm thường phải được duy trì dưới 0,1 NTU, đặt ra các yêu cầu khắt khe 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, tạo điều kiện thuận lợi cho việc 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 của mình. Khi phát hiện độ đục bất thường, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh liều lượng hóa chất, dẫn đến cải thiện chất lượng nước đạt tiêu chuẩn từ 98% lên 99,5%, đồng thời giảm 12% lượng hóa chất tiêu thụ.
Độ đục có phải là cùng một khái niệm 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 lường tính chất quang học của nước, cụ thể là lượng ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt lơ lửng. Nó không trực tiếp đo lượng hạt mà là lượng ánh sáng bị chặn hoặc lệch hướng bởi các hạt đó. Độ đục bị ảnh hưởng không chỉ 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.
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) được đo bằng cách lọc một thể tích nước xác định qua một bộ lọc (thường là bộ lọc có trọng lượng xác định). 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 tán xạ ánh sáng.
Những điểm khác biệt chính:
1) Bản chất của phép đo:
Độ đục là một thuộc tính quang học (cách ánh sáng bị tán xạ hoặc hấp thụ).
TSS là một thuộc tính 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 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

Đây là điểm khác biệt:
Màu sắc đề cập đến sắc độ hoặc tông màu của nước do các chất hòa tan gây ra, chẳng hạn như chất hữu cơ (như lá cây mục) hoặc khoáng chất (như sắt hoặc mangan). Ngay cả nước trong cũng có thể có màu nếu nó chứa các hợp chất màu hòa tan.
Độ đục là hiện tượng nước bị vẩn đục hoặc mờ do các hạt lơ lửng gây ra, chẳng hạn như đất sét, bùn, vi sinh vật hoặc các chất rắn mịn khác. Nó đo lường mức độ tán xạ ánh sáng đi qua nước của các hạt này.
Tóm lại:
Màu sắc = các chất hòa tan
Độ đục = các hạt lơ lửng