Com es mesura la terbolesa de l'aigua?

Què és la terbolesa?

La terbolesa és una mesura de la terbolesa o la opacitat d'un líquid, que s'utilitza habitualment per avaluar la qualitat de l'aigua en masses d'aigua naturals, com ara rius, llacs i oceans, així com en sistemes de tractament d'aigua. Sorgeix a causa de la presència de partícules en suspensió, com ara llims, algues, plàncton i subproductes industrials, que dispersen la llum que passa a través de la columna d'aigua.
La terbolesa es quantifica normalment en unitats de terbolesa nefelomètriques (NTU), i els valors més alts indiquen una major opacitat de l'aigua. Aquesta unitat es basa en la quantitat de llum dispersada per les partícules suspeses a l'aigua, mesurada per un nefelòmetre. El nefelòmetre fa passar un feix de llum a través de la mostra i detecta la llum que dispersen les partícules suspeses en un angle de 90 graus. Els valors NTU més alts indiquen una major terbolesa, o terbolesa, a l'aigua. Els valors NTU més baixos indiquen una aigua més clara.
Per exemple: l'aigua clara pot tenir un valor NTU proper a 0. L'aigua potable, que ha de complir els estàndards de seguretat, normalment té un NTU inferior a 1. L'aigua amb alts nivells de contaminació o partícules en suspensió pot tenir valors NTU que es troben en centenars o milers.

Per què mesurar la terbolesa de la qualitat de l'aigua?

Els nivells elevats de terbolesa poden provocar diversos efectes adversos:
1) Penetració reduïda de la llum: Això perjudica la fotosíntesi de les plantes aquàtiques, pertorbant així l'ecosistema aquàtic més ampli que depèn de la productivitat primària.
2) Obstrucció dels sistemes de filtració: els sòlids en suspensió poden obstruir els filtres de les instal·lacions de tractament d'aigua, augmentant els costos operatius i reduint l'eficiència del tractament.
3) Associació amb contaminants: Les partícules que causen terbolesa sovint serveixen com a portadores de contaminants nocius, com ara microorganismes patògens, metalls pesants i productes químics tòxics, cosa que representa riscos tant per al medi ambient com per a la salut humana.
En resum, la terbolesa serveix com a indicador crític per avaluar la integritat física, química i biològica dels recursos hídrics, especialment en els marcs de monitorització ambiental i salut pública.
Quin és el principi de la mesura de la terbolesa?

El principi de la mesura de la terbolesa es basa en la dispersió de la llum en passar per una mostra d'aigua que conté partícules en suspensió. Quan la llum interactua amb aquestes partícules, es dispersa en diverses direccions, i la intensitat de la llum dispersada és directament proporcional a la concentració de partícules presents. Una concentració de partícules més alta provoca una major dispersió de la llum, la qual cosa porta a una major terbolesa.

el principi de la mesura de la terbolesa

El procés es pot desglossar en els passos següents:
Font de llum: Un feix de llum, normalment emès per un làser o un LED, es dirigeix ​​a través de la mostra d'aigua.
Partícules en suspensió: A mesura que la llum es propaga a través de la mostra, la matèria en suspensió, com ara sediments, algues, plàncton o contaminants, fa que la llum es dispersi en múltiples direccions.
Detecció de llum dispersa: Anefelòmetre, l'instrument utilitzat per a la mesura de la terbolesa, detecta la llum dispersada en un angle de 90 graus respecte al feix incident. Aquesta detecció angular és el mètode estàndard a causa de la seva alta sensibilitat a la dispersió induïda per partícules.
Mesura de la intensitat de la llum dispersa: es quantifica la intensitat de la llum dispersa, i les intensitats més altes indiquen una major concentració de partícules en suspensió i, en conseqüència, una major terbolesa.
Càlcul de la terbolesa: La intensitat de la llum dispersa mesurada es converteix en unitats de terbolesa nefelomètriques (NTU), proporcionant un valor numèric estandarditzat que representa el grau de terbolesa.
Què mesura la terbolesa de l'aigua?

La mesura de la terbolesa de l'aigua mitjançant sensors de terbolesa basats en òptica és una pràctica àmpliament adoptada en les aplicacions industrials modernes. Normalment, es requereix un analitzador de terbolesa multifuncional per mostrar mesures en temps real, permetre la neteja automàtica periòdica del sensor i activar alertes per lectures anormals, garantint així el compliment dels estàndards de qualitat de l'aigua.

Sensor de turbiditat en línia (aigua de mar mesurable)

Els diferents entorns operatius requereixen solucions de monitorització de la terbolesa diferents. En sistemes residencials de subministrament d'aigua secundari, plantes de tractament d'aigua i en els punts d'entrada i sortida de les instal·lacions d'aigua potable, s'utilitzen predominantment mesuradors de terbolesa de baix rang amb alta precisió i rangs de mesura estrets. Això es deu al requisit estricte de baixos nivells de terbolesa en aquests entorns. Per exemple, a la majoria de països, la norma reguladora per a l'aigua de l'aixeta a les sortides de les plantes de tractament especifica un nivell de terbolesa inferior a 1 NTU. Tot i que les proves d'aigua de piscina són menys freqüents, quan es realitzen, també exigeixen nivells de terbolesa molt baixos, que normalment requereixen l'ús de mesuradors de terbolesa de baix rang.

Mesuradors de turbiditat de baix rang TBG-6188T

En canvi, aplicacions com ara plantes de tractament d'aigües residuals i punts de descàrrega d'efluents industrials requereixen mesuradors de terbolesa d'alt rang. L'aigua en aquests entorns sovint presenta fluctuacions significatives de terbolesa i pot contenir concentracions substancials de sòlids en suspensió, partícules col·loïdals o precipitats químics. Els valors de terbolesa sovint superen els límits superiors de mesura dels instruments de rang ultrabaix. Per exemple, la terbolesa de l'afluent en una planta de tractament d'aigües residuals pot arribar a diversos centenars de NTU, i fins i tot després del tractament primari, continua sent necessari el seguiment dels nivells de terbolesa en desenes de NTU. Els mesuradors de terbolesa d'alt rang solen funcionar segons el principi de la relació entre la intensitat de la llum dispersa i la transmesa. Mitjançant l'ús de tècniques d'expansió del rang dinàmic, aquests instruments aconsegueixen capacitats de mesura de 0,1 NTU a 4000 NTU, mantenint alhora una precisió de ±2% de l'escala completa.

Analitzador de turbiditat industrial en línia

En contextos industrials especialitzats, com ara els sectors farmacèutic i alimentari, s'imposen demandes encara més grans pel que fa a la precisió i l'estabilitat a llarg termini de les mesures de terbolesa. Aquestes indústries sovint utilitzen mesuradors de terbolesa de doble feix, que incorporen un feix de referència per compensar les pertorbacions causades per les variacions de la font de llum i les fluctuacions de temperatura, garantint així una fiabilitat constant de les mesures. Per exemple, la terbolesa de l'aigua per a injecció normalment s'ha de mantenir per sota de 0,1 NTU, cosa que imposa uns requisits rigorosos sobre la sensibilitat de l'instrument i la resistència a les interferències.
A més, amb l'avanç de la tecnologia de la Internet de les Coses (IoT), els sistemes moderns de monitorització de la terbolesa són cada cop més intel·ligents i estan connectats en xarxa. La integració de mòduls de comunicació 4G/5G permet la transmissió en temps real de dades de terbolesa a plataformes al núvol, facilitant la monitorització remota, l'anàlisi de dades i les notificacions d'alertes automatitzades. Per exemple, una planta de tractament d'aigua municipal ha implementat un sistema intel·ligent de monitorització de la terbolesa que enllaça les dades de terbolesa de sortida amb el seu sistema de control de distribució d'aigua. En detectar una terbolesa anormal, el sistema ajusta automàticament la dosificació de productes químics, cosa que resulta en una millora en el compliment de la qualitat de l'aigua del 98% al 99,5%, juntament amb una reducció del 12% en el consum de productes químics.
La terbolesa és el mateix concepte que els sòlids totals en suspensió?

La terbolesa i els sòlids totals en suspensió (SST) són conceptes relacionats, però no són el mateix. Tots dos es refereixen a partícules en suspensió a l'aigua, però difereixen en allò que mesuren i com es quantifiquen.
La terbolesa mesura la propietat òptica de l'aigua, concretament la quantitat de llum que dispersen les partícules en suspensió. No mesura directament la quantitat de partícules, sinó quanta llum bloquegen o desvien aquestes partícules. La terbolesa es veu afectada no només per la concentració de partícules, sinó també per factors com la mida, la forma i el color de les partícules, així com la longitud d'ona de la llum utilitzada en la mesura.

Mesurador industrial de sòlids en suspensió totals (TSS)

Sòlids en suspensió totals(TSS) mesura la massa real de les partícules en suspensió en una mostra d'aigua. Quantifica el pes total dels sòlids que estan en suspensió a l'aigua, independentment de les seves propietats òptiques.
El TSS es mesura filtrant un volum conegut d'aigua a través d'un filtre (normalment un filtre amb un pes conegut). Després de filtrar l'aigua, els sòlids que queden al filtre s'assequen i es pesen. El resultat s'expressa en mil·ligrams per litre (mg/L). El TSS està directament relacionat amb la quantitat de partícules en suspensió, però no dóna informació sobre la mida de les partícules ni sobre com les partícules dispersen la llum.
Diferències clau:
1) Naturalesa de la mesura:
La terbolesa és una propietat òptica (com es dispersa o absorbeix la llum).
El TSS és una propietat física (la massa de partícules suspeses a l'aigua).
2) Què mesuren:
La terbolesa dóna una indicació de com de clara o tèrbola és l'aigua, però no dóna una massa real de sòlids.
El TSS proporciona una mesura directa de la quantitat de sòlids a l'aigua, independentment de com de clara o tèrbola sigui.
3) Unitats:
La terbolesa es mesura en NTU (unitats de terbolesa nefelomètriques).
El TSS es mesura en mg/L (mil·ligrams per litre).
El color i la terbolesa són el mateix?

El color i la terbolesa no són el mateix, tot i que tots dos afecten l'aspecte de l'aigua.

Mesurador de color en línia de la qualitat de l'aigua

Aquí teniu la diferència:
El color fa referència a la tonalitat o el to de l'aigua causat per substàncies dissoltes, com ara matèria orgànica (com les fulles en descomposició) o minerals (com el ferro o el manganès). Fins i tot l'aigua clara pot tenir color si conté compostos acolorits dissolts.
La terbolesa es refereix a la terbolesa o la nebulositat de l'aigua causada per partícules en suspensió, com ara argila, llim, microorganismes o altres sòlids fins. Mesura quant les partícules dispersen la llum que passa a través de l'aigua.
En resum:
Color = substàncies dissoltes
Terbolesa = partícules en suspensió