浊度传感器在污水监测中的应用

王竹青

北京华科仪科技股份有限公司 北京 100076

水是一切生物存活和发展的基础，是生命之源泉。然而，随着城市化的发展与人类活动的增加，各种水体资源的污染日趋严重，城市污水中各种有毒有害物质的污染成为自然水体污染的主要威胁。水体资源污染关系着人们的健康生活与国家经济的发展，因此，水体资源监测与治理成为目前研究的重要内容。目前，水质资源监测可使用人工采样实验室检测的方法，也可使用浊度传感器对其进行监测，浊度传感器的使用可在污水资源监测中发挥重要的作用[1]。

1 浊度的含义与测量的意义

1.1 浊度的含义

浊度是水体是否受污染与污染程度的一个反应指示，它反应的是水样的一种光学特性，浊度也是对水体中不溶性物质的存在程度的反应，不溶物越多对使液体的透光度降低，即光线通过样品时，被样品散射与吸收的光学特性，而非直线透射的光学特性的反应。水中的不溶物质包括固体悬浮物，例如沉淀物，藻类，有机物和微生物，它们的存在阻碍了光通过水样，使其不产生散射现象，成为浊度指标的由来。

1.2 浊度测量的意义

浊度是水体质量的重要的反映指标，若浊度高会使水体中的细菌、病毒、有害微生物等含量随之升高，严重影响了水质。浊度高的污水随意排放在环境中，会对环境造成污染，水体污染容易，但是治理起来困难，且投资较高，治理效果不明显，因此，加强水排放源头的管理是避免水资源污染的重要内容。自来水行业的水质管理，浊度也是其水质反应的重要指标。一般情况下，水的浊度值是2.5NTU时，水中的有机物质得到有效的去除，降低了约27%，当为0.5NTU时，有机物去量提高至约80%，当这个值达到0.1NTU时，水体中的大部分有机物得到有效的去除，水体中有机物含量的降低，可使水中的致病微生物含量降低，水质得到有效的改善。一般要求自来厂饮用水出厂要求的标准为浊度值0.5NTU以下。行业用水的浊度值，直接影响着各行业生产产品的品质，而废水中的浊度值，直接反应了水体的污染程度。

2 浊度传感器在污水监测中的应用

浊度传感器的设计需要符合污水监测要求，一般包括传感器探头、光源、光敏电阻、控制模块等组成部分。控制模块包括接收模块与发射模块，主要是对传感器探头感应到的光信号进行传输与处理的。光源是浊度传感器在污水监测中可以有效应用的基础，光源的稳定性决定了信号采集强度与准确性。常见的光源种类有白炽灯、发光二极管、激光等。激光优点是不需要分光装置和聚焦透镜等额外的光学器件，可提高仪器的可靠性，但是成本较高。白识灯成本低，发热温度高，寿命短，但是效果差，发光效率低，发热方式影响光电探测器的性能。发光二极管具有体积小，发热少，耗电量小，直接将电能转换为光能，没有热转换过程，使用寿命长，使用范围广，是一种较好的光源选择。最初国内在污水监测中使用的浊度传感器光学窗口玻璃多采用成本较低石英玻璃，设计上没有安装自动清洁刷头，因此，提高了使用后的仪器维护成本。一般情况下，浊度传感器的使用环境较为复杂，而光学窗口玻璃的使用与磨损情况直接影响着测量结果，降低结果的准确性，并不能实时反映水质的实时污染状况。另外，在利用浊度传感器进行水质监测时，污水中的气泡与固体物直接影响光的传输过程，特别是污水中的气泡可直接引起光散射的增强，附着在窗口玻璃上的气泡直接影响测量结果的准确性。因此，设计出具有清洁功能的传感器，是提高污水浊度检测效果的有效方法。超声清洗浊度仪的推广可以解决部分附着力较小的悬浮颗粒，对于油污污染强，粘性较大的污水，超声波清洗方法受到了限制。也可在传感器内部增设电机，增加自动刮洗与擦洗技术，通过该技术的使用对玻璃窗口进行有效的清洗，电机的安装必须注意防水的问题，可以通过机械密封的方式来防止电机损坏。自动清理技术降低了人工维护窗口玻璃的成本。注意定期维护窗口清洗刷头，避免刷头损坏对窗口玻璃的磨损。并提高机加件的精度，定期磨光处理，确保浊度传感器测量结果的准确与可靠性。另外，为了优化浊度传感器，提高它的使用寿命和效率，需要定期对传感器进行维护保养，也有利用其检测结果稳定性的保持[2]。

3 结语

浊度传感器在污水监测中的应用随着我国工业化进程的加快进一步提升，污水监测与处理是关系我国国民经济发展与人类日常生活的重要内容。我国工业化进程随着经济的增长日益加快，工业污水与废弃物的排放也在随着工业化进程提升，工业快速发展是我国国际地位提升的动力，也标志着我国向着工业大国与工业强国发展。污水监测的指标和方法较多，其中污水浊度的监测是水体受污染的基础指标，也是较为简单的检测指标。环保形势下，污水监测成为环保管理部门研究的重要课题，浊度监测技术在我国科技快速发展下，还需要进一步提升，希望我国通过科技的创新，可以开发出更多的自动化监测设备，提升环境污染指标的监测效率，有效的改善环境污染的大问题，降低我国的环境污染程度，还给我们一个蓝蓝的天、新鲜的空气、优质的水资源，促进资源良性循环，实现我国可持续发展的目标，为中国经济增长增力[3]。