Ako sa meria zákal vody?

Čo je to zákal?

Zákal je mierou zakalenia alebo zákalu kvapaliny, bežne používanou na posúdenie kvality vody v prírodných vodných útvaroch – ako sú rieky, jazerá a oceány – ako aj v systémoch úpravy vody. Vzniká v dôsledku prítomnosti suspendovaných častíc vrátane bahna, rias, planktónu a priemyselných vedľajších produktov, ktoré rozptyľujú svetlo prechádzajúce vodným stĺpcom.
Zákal sa zvyčajne kvantifikuje v nefelometrických jednotkách zákalu (NTU), pričom vyššie hodnoty naznačujú väčšiu opacitu vody. Táto jednotka je založená na množstve svetla rozptýleného časticami suspendovanými vo vode, meranom nefelometrom. Nefelometer prechádza lúčom svetla cez vzorku a detekuje svetlo rozptýlené suspendovanými časticami pod uhlom 90 stupňov. Vyššie hodnoty NTU naznačujú väčší zákal alebo oblačnosť vody. Nižšie hodnoty NTU naznačujú čistejšiu vodu.
Napríklad: Čistá voda môže mať hodnotu NTU blízku 0. Pitná voda, ktorá musí spĺňať bezpečnostné normy, má zvyčajne NTU menšiu ako 1. Voda s vysokou úrovňou znečistenia alebo suspendovaných častíc môže mať hodnoty NTU v stovkách alebo tisícoch.

Prečo merať zákal vody?

Zvýšená hladina zákalu môže viesť k niekoľkým nežiaducim účinkom:
1) Znížené prenikanie svetla: To zhoršuje fotosyntézu vo vodných rastlinách, čím narúša širší vodný ekosystém, ktorý je závislý od primárnej produktivity.
2) Upchávanie filtračných systémov: Nerozpustené pevné látky môžu upchávať filtre v čistiarňach vody, čím zvyšujú prevádzkové náklady a znižujú účinnosť čistenia.
3) Súvislosť so znečisťujúcimi látkami: Častice spôsobujúce zákal často slúžia ako nosiče škodlivých kontaminantov, ako sú patogénne mikroorganizmy, ťažké kovy a toxické chemikálie, čo predstavuje riziko pre životné prostredie aj ľudské zdravie.
Stručne povedané, zákal slúži ako kritický ukazovateľ pre hodnotenie fyzikálnej, chemickej a biologickej integrity vodných zdrojov, najmä v rámci monitorovania životného prostredia a rámcov verejného zdravia.
Aký je princíp merania zákalu?

Princíp merania zákalu je založený na rozptyle svetla pri jeho prechode vzorkou vody obsahujúcou suspendované častice. Keď svetlo interaguje s týmito časticami, rozptyľuje sa rôznymi smermi a intenzita rozptýleného svetla je priamo úmerná koncentrácii prítomných častíc. Vyššia koncentrácia častíc má za následok zvýšený rozptyl svetla, čo vedie k väčšiemu zákalu.

princíp merania zákalu

Proces možno rozdeliť do nasledujúcich krokov:
Zdroj svetla: Cez vzorku vody je smerovaný svetelný lúč, zvyčajne vyžarovaný laserom alebo LED diódou.
Suspendované častice: Keď sa svetlo šíri vzorkou, suspendované látky – ako sú sedimenty, riasy, planktón alebo znečisťujúce látky – spôsobujú rozptyl svetla vo viacerých smeroch.
Detekcia rozptýleného svetla: Anefelometer, prístroj používaný na meranie zákalu, detekuje svetlo rozptýlené v uhle 90 stupňov vzhľadom na dopadajúci lúč. Táto uhlová detekcia je štandardnou metódou kvôli jej vysokej citlivosti na rozptyl indukovaný časticami.
Meranie intenzity rozptýleného svetla: Intenzita rozptýleného svetla sa kvantifikuje, pričom vyššie intenzity naznačujú vyššiu koncentráciu suspendovaných častíc a následne vyšší zákal.
Výpočet zákalu: Nameraná intenzita rozptýleného svetla sa prevedie na nefelometrické jednotky zákalu (NTU), čím sa získa štandardizovaná číselná hodnota, ktorá predstavuje stupeň zákalu.
Čo meria zákal vody?

Meranie zákalu vody pomocou optických senzorov zákalu je v moderných priemyselných aplikáciách široko používanou praxou. Multifunkčný analyzátor zákalu je zvyčajne potrebný na zobrazovanie meraní v reálnom čase, umožnenie pravidelného automatického čistenia senzorov a spúšťanie upozornení na abnormálne hodnoty, čím sa zabezpečí súlad s normami kvality vody.

Online senzor zákalu (merateľná morská voda)

Rôzne prevádzkové prostredia si vyžadujú odlišné riešenia monitorovania zákalu. V rezidenčných sekundárnych vodovodných systémoch, čistiarňach vody a na vstupných a výstupných bodoch zariadení na pitnú vodu sa prevažne používajú nízkorozsahové turbidity s vysokou presnosťou a úzkymi meracími rozsahmi. Je to kvôli prísnym požiadavkám na nízke úrovne zákalu v týchto prostrediach. Napríklad vo väčšine krajín regulačná norma pre vodu z vodovodu na výstupoch z čistiarní vody stanovuje úroveň zákalu pod 1 NTU. Hoci testovanie vody v bazénoch je menej bežné, ak sa vykonáva, vyžaduje si tiež veľmi nízke úrovne zákalu, čo zvyčajne vyžaduje použitie turbiditov s nízkym rozsahom.

Nízkorozsahové merače zákalu TBG-6188T

Naproti tomu aplikácie ako čistiarne odpadových vôd a miesta vypúšťania priemyselných odpadových vôd vyžadujú merače zákalu s vysokým rozsahom. Voda v týchto prostrediach často vykazuje výrazné kolísanie zákalu a môže obsahovať značné koncentrácie suspendovaných pevných látok, koloidných častíc alebo chemických zrazenín. Hodnoty zákalu často presahujú horné limity merania prístrojov s ultranízkym rozsahom. Napríklad zákal prítoku do čistiarne odpadových vôd môže dosiahnuť niekoľko stoviek NTU a aj po primárnom čistení je potrebné monitorovať úrovne zákalu v desiatkach NTU. Merače zákalu s vysokým rozsahom bežne fungujú na princípe pomeru intenzity rozptýleného a prechádzajúceho svetla. Použitím techník rozšírenia dynamického rozsahu dosahujú tieto prístroje meracie schopnosti od 0,1 NTU do 4000 NTU pri zachovaní presnosti ±2 % z plného rozsahu.

Priemyselný online analyzátor zákalu

V špecializovaných priemyselných kontextoch, ako je farmaceutický a potravinársky priemysel, sa kladú ešte väčšie nároky na presnosť a dlhodobú stabilitu meraní zákalu. Tieto odvetvia často využívajú dvojlúčové turbiditomery, ktoré obsahujú referenčný lúč na kompenzáciu rušení spôsobených zmenami svetelného zdroja a výkyvmi teploty, čím sa zabezpečuje konzistentná spoľahlivosť merania. Napríklad zákal vody na injekcie sa musí zvyčajne udržiavať pod 0,1 NTU, čo kladie prísne požiadavky na citlivosť prístroja a odolnosť voči rušeniu.
Okrem toho, s pokrokom technológie internetu vecí (IoT) sa moderné systémy monitorovania zákalu stávajú čoraz inteligentnejšími a prepojenými do sietí. Integrácia komunikačných modulov 4G/5G umožňuje prenos údajov o zákale v reálnom čase do cloudových platforiem, čo uľahčuje diaľkové monitorovanie, analýzu údajov a automatické upozornenia. Napríklad mestská čistiareň odpadových vôd zaviedla inteligentný systém monitorovania zákalu, ktorý prepája údaje o zákale na výstupe s jej systémom riadenia distribúcie vody. Po zistení abnormálneho zákalu systém automaticky upraví dávkovanie chemikálií, čo vedie k zlepšeniu kvality vody z 98 % na 99,5 % spolu s 12 % znížením spotreby chemikálií.
Je zákal rovnaký pojem ako celkové nerozpustené látky?

Zákal a celkové suspendované látky (TSS) sú súvisiace pojmy, ale nie sú to isté. Obidva sa vzťahujú na častice suspendované vo vode, ale líšia sa v tom, čo merajú a ako sa kvantifikujú.
Zákal meria optické vlastnosti vody, konkrétne koľko svetla je rozptýlené suspendovanými časticami. Nemeria priamo množstvo častíc, ale skôr koľko svetla je týmito časticami blokované alebo odklonené. Zákal je ovplyvnený nielen koncentráciou častíc, ale aj faktormi, ako je veľkosť, tvar a farba častíc, ako aj vlnová dĺžka svetla použitá pri meraní.

Priemyselný merač celkového množstva nerozpustených látok (TSS)

Celkové nerozpustené látky(TSS) meria skutočnú hmotnosť suspendovaných častíc vo vzorke vody. Kvantifikuje celkovú hmotnosť pevných látok suspendovaných vo vode bez ohľadu na ich optické vlastnosti.
Celková hmotnosť pevných častíc (TSS) sa meria filtráciou známeho objemu vody cez filter (zvyčajne filter so známou hmotnosťou). Po filtrácii vody sa pevné látky, ktoré zostali na filtri, vysušia a odvážia. Výsledok sa vyjadruje v miligramoch na liter (mg/l). Celková hmotnosť pevných častíc priamo súvisí s množstvom suspendovaných častíc, ale neposkytuje informácie o veľkosti častíc ani o tom, ako častice rozptyľujú svetlo.
Kľúčové rozdiely:
1) Povaha merania:
Zákal je optická vlastnosť (ako sa svetlo rozptyľuje alebo absorbuje).
Celková hmotnosť častíc suspendovaných vo vode je fyzikálna vlastnosť (hmotnosť častíc suspendovaných vo vode).
2) Čo merajú:
Zákal udáva, aká je voda číra alebo kalná, ale neuvádza skutočné množstvo pevných látok.
TSS umožňuje priame meranie množstva pevných látok vo vode bez ohľadu na to, aká je číra alebo kalná.
3) Jednotky:
Zákal sa meria v NTU (nefelometrické jednotky zákalu).
Hodnota celkovej sumy (TSS) sa meria v mg/l (miligramoch na liter).
Sú farba a zákal to isté?

Farba a zákal nie sú to isté, hoci obe ovplyvňujú vzhľad vody.

Online merač farby vody

Tu je rozdiel:
Farba sa vzťahuje na odtieň alebo sfarbenie vody spôsobené rozpustenými látkami, ako sú organické látky (ako rozkladajúce sa listy) alebo minerály (ako železo alebo mangán). Aj čistá voda môže mať farbu, ak obsahuje rozpustené farebné zlúčeniny.
Zákal sa vzťahuje na zakalenie alebo zakalenie vody spôsobené suspendovanými časticami, ako je íl, bahno, mikroorganizmy alebo iné jemné pevné látky. Meria, do akej miery častice rozptyľujú svetlo prechádzajúce vodou.
Stručne povedané:
Farba = rozpustené látky
Zákal = suspendované častice