[發明專利]水質濁度檢測裝置及檢測方法

無效

• 申請號: 201110371564.2
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102393405A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 黎洪松;劉俊
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

(一)技術領域

本發明涉及水質檢測技術領域，具體為一種水質濁度檢測裝置及檢測方法。

(二)背景技術

環境保護是與人民生活和持續發展密切相關的頭等大事，各處水體水質檢測的問題也日益受到重視。

自來水處理后的水質濁度的檢測是一個有待急需解決的重要問題。

自來水廠主要以河流、湖泊、水庫等為供水水源，采用的處理工藝為：混凝→沉淀→過濾→消毒。混凝處理是通過混凝劑的作用將水中膠體和懸浮物等雜質聚結成礬花。沉淀和過濾將礬花從所處理的水中分離出去，最后進行消毒處理。混凝處理的對象包括泥沙等無機物，腐殖質和植物殘體等有機物，還包括地表水源水中的病原菌、病毒、致病性原生動物和藻類等微生物等，這些雜質均可不同程度地被結合到礬花中。如賈第蟲和隱孢子蟲等致病性原生動物的個體大，單純的常規氯消毒法無法將其殺死，必須得依靠用混凝、沉淀、過濾等所組成的澄清處理法去除。病毒不具有細胞結構和酶系統，是一種近于無生命的微生物，對常規氯消毒處理的抵抗能力也很強，也主要依靠澄清處理法去除。只有病原菌用常規氯消毒法處理較可靠。因此水的消毒處理效果在很大程度上有賴于澄清處理效果，而澄清處理效果是用濾池出水的濁度表示。因此水的濁度是自來水水質檢測標準的一項重要指標，對濁度檢測的準確度直接影響自來水處理效果，自來水處理的好壞又直接關系到人民的身體健康，因此對水質濁度的檢測顯得尤其的重要。

目前，水的濁度分為透射光濁度和散射光濁度兩種。透射光濁度表達的是一種光學效應，表示光線通過渾水層時受到水中顆粒物阻礙的程度。渾水層被可見光照射時，只有一部分光線能通過，通過渾水層的這部分光線稱為透射光，其余的光線被水中的膠體微粒和懸浮物顆粒吸收和反射失去了。膠體微粒的粒徑范圍為1nm至0.1μm，遠小于可見光的波長(可見光的波長范圍為0.4～0.76μm)，被可見光照射時不會發生光的反射，但會吸收光線(吸收的光線被轉變成向各個方向發射的散射光)，但吸收的光線很弱，所以對透射光強度的影響可以忽略。阻礙光線通過渾水層的主要是粒徑大于可見光波長的懸浮物顆粒，這些顆粒被可見光照射時會發生光的反射。因此，透射光濁度表達的是水中粒徑大于可見光波長的懸浮物顆粒的濃度，懸浮物顆粒的濃度越高，水的透明度便越低，透射光濁度便越高。測定透射光濁度的方法有多種，其中比濁法需要配置標準渾濁液，過程復雜；光電濁度計最方便并且準確，可儀器昂貴，不適于大量推廣。散射光濁度表達的是水中膠體微粒的濃度，膠體微粒是多分子聚集體，在暗室內被一束強光(例如弧光)照射時，微粒內原子中的電子便發生強迫振動而成了新的發光體，往各方向發射電磁波，由此產生散射光。無數個發光體的綜合便產生丁鐸爾現象(或稱為丁鐸爾效應)，但需要用超顯微鏡才能觀察到此現象。水中膠體微粒濃度越高，散射光越強。懸浮物顆粒和真溶液中的小分子被可見光照射時所發射的散射光非常微弱，可不計，所以散射光濁度表達的是水中膠體微粒的濃度。

在1995年以前，我國給水處理中和生活飲用水衛生標準中采用的是透射光濁度，此后改用散射光濁度。由于透射光濁度表達的是懸浮物顆粒的濃度而散射光濁度表達的是膠體的濃度，因此同一水樣的透射光濁度和散射光濁度之間沒有相關性和對應關系。其散射光濁度低，只能表明源水中的膠體和混凝劑水解生成的水不溶物膠體在澄清處理中已充分完全地聚結到絮凝體中除去了，但并不能據此判斷和確定透射光濁度的高低。

賈第蟲、隱孢子蟲等致病性原生動物和懸浮物微粒或微絮凝體的處理效果要用濾池出水的透射光濁度表達。但現在的飲用水標準中只有檢測濾池出水的散射光濁度的規定，存在安全隱患。但濾池出水的透射光濁度降低到怎樣的程度才能滿足氯消毒對澄清處理效果的要求，仍有待解決。

美國的《飲用水水質標準》中，“渾濁度”這一水質項目中也未標具體數值，只規定在自來水處理中濾池出水的散射光濁度任何時候都不得超過5NTU。關鍵的透射光濁度的具體數值也尚未確定。

綜上所述，目前還缺少一種檢測迅速、性能穩定、靈敏度高、成本低且能兼顧散射光濁度和透射光濁度的水質濁度檢測器具和檢測方法。

(三)發明內容

本發明的目的在于設計一種基于石英諧振原理的水質濁度檢測裝置及其檢測方法，采用石英諧振晶片制作傳感探頭，快速和無污染地對水質進行檢測。