在线式 SW-IBR 颗粒物计数系统

    SW-IBR在线式颗粒物计数仪适用于工作现场。它最大的特点是时时监测水中颗粒物的数量以及变化程度。它的安装与操作非常简单明了，不需要人员的特殊培训。IBR在线式颗粒物计数仪并配有相应的中文软件，可达到远程控制。

    颗粒物计数系统使用更精确的激光二极管光源，形成一束非常狭小又非常明亮的激光，其与被检测的液体流向垂直。入射光束由于被液体中的粒子阻挡而减弱。这种瞬时的光强变化引起光电二极管接收电压信号的变化，该变化与粒子通过光束时的截面积成正比。每一个粒子通过光束时引起一个电压脉冲信号，脉冲信号的多少反映了粒子的数量。不同粒径的颗粒物数目由不同的测量频道获得。与浊度仪不同，颗粒物计数仪的测定结果直接反映了颗粒物的物理参数，即颗粒物的总量（个/毫升）和粒径分布。

性能特点：

适用于水中悬浮颗粒物的测定，还可测定油中的颗粒物；

可以用于现场的在线测定；方便的变压器电源插头，可直接连接高压交流电源；

实时传感器校正系统，仪器测定2-10微米的颗粒物的分辨率比同类产品高10%；

具有8个测量频道，可同时测量8个粒径范围的颗粒物数目，并给出粒度分布结果。粒径范围可以根据用户的具体要求进行设定和改变。测定粒径范围（2-400微米）；

配有样品稀释补偿系统，使其性能更加优越；

分析快速（小于30秒），可存储300个样品的测定信息；

设定的标准流量为25毫升/分或60毫升/分，流量控制系统使分析数据更加准确；

采用RS-485通信，使其能够用一根电缆同时控制多台颗粒物计数仪；

2-40mA的模拟信号输入设置使之可以接受其它具有2-40mA模拟信号输入仪器，如浊度仪的信号；并且易与工业上常用的SCADA系统一体化；

具有安装到PC上的监测软件，可实时远程处理测量数据

激光二极管监测器，最大量程为：18，000粒/毫升；

仪器内部供电电压：12VDC

测量范围：2-400微米；

输入信号：2-40mA模拟信号；

输出信号：RS-485通信协议，RS-232通信协议，或2-40mA模拟信号输出；

颗粒物计数仪主要应用于以下场合:

*水的深度处理

*过滤设备生产开发

*教学、科研

*半导体生产

*航天和军工

*油田废水处理

*以及医药及化工等行业

SW-IBR颗粒物计数系统在国内的应用

1、 北京自来水集团第九水厂等

2、 天津自来水集团芥园水厂“863”课题组

3、 沈阳自来水总公司第八水厂

4、 胜利油田

5、 广州市自来水公司：南洲水厂、水质监测中心、净水办

6、 深圳水务集团“863”课题组

7、 中国科学院环境生态研究中心

8、 浙江绍兴自来水公司

颗粒物计数仪在饮用水处理中的应用具有广阔的前景，为优化水处理过程，节能降耗，确保水质，提供了准确可靠的技术保障。其具体应用可归纳为以下几个方面：

一、优化絮凝过程

优化絮凝过程包括选择最佳絮凝剂加入量，改进絮凝器设计，优化絮凝器操作条件等。

1. 优化絮凝剂的加入量

 实验研究表明：絮凝剂加入量不足，絮凝不完全，使出水的颗粒物浓度偏高；适当提高絮凝剂的加入量可以提高絮凝效果，进而提高过滤效率。但过量加入絮凝剂反而会降低过滤效率，使出水中颗粒物浓度增加。因此，选择优化絮凝剂的加入量对于保证水质，降低成本，减少浪费具有重要意义。特别是在对絮凝剂加入量进行微量调节时，过滤器出水中颗粒物浓度较低，浊度仪和JAR 测试法精度不够，无法使用。颗粒物计数仪可弥补这一缺陷，准确测量此时的颗粒物浓度，为选择优化絮凝剂的加入量提供了必不可少的技术保证。

2. 改进絮凝器的设计和操作

 传统的絮凝过程的设计，操作以及评估是以停留时间 (t) 和搅拌强度 (G) 或G×t的值为依据。但是由于该值的选择范围很宽，难以找出符合个别水处理厂特定条件的最佳值。而且，难以根据现有的设计指导找出具体设计中的失误。例如在絮凝器的设计中，虽然存在一些选择旋转方向和搅拌速度的经验方法，但这些方法的可重现性和量化程度尚有疑问。沉淀池的浊度虽可作参考，但浊度的测量原理决定其本身并不能很好地表征颗粒物数量和动力学特性，特别是不能表征在絮凝过程中颗粒物是否从小变大。另外，浊度测量的滞后性也使浊度不能及时反映絮凝的效果。而颗粒物计数仪可用来实时监测絮凝过程中颗粒物的动力学变化结果，为优化絮凝过程的设计和操作提供可靠的依据。

3. 确定絮凝器的最佳操作条件

 絮凝的目的是要减少细小颗粒物的量，增大大颗粒物的量，力图使絮凝完全，以有利于提高过滤器的使用效率。为使絮凝器的效率最佳，采用颗粒物计数仪对絮凝过程中颗粒物大小的动态变化进行了监控，并以该结果来指导选择絮凝器的最佳操作条件，可以发挥絮凝器的最佳效果。

二、监测和评估过滤器的过滤效率

    监测和评估过滤器的过滤效率包括监测过滤器的穿透，确定过滤器的反洗时间，评估过滤器的过滤效率，以及选取过滤器的流量。

1. 及时报告过滤器的穿透

  颗粒物计数仪在监控过滤过程中起着重要作用，特别是可以及早发现过滤器穿透的发生。过滤器穿透是指本该被滤掉的颗粒物通过了过滤器，造成出水水质的降低。过滤器穿透的发生是由于被滤颗粒严重堵塞了过滤器填料的间隙。通常过滤器穿透刚发生的时候，透过的颗粒物数量很少，浊度仪无法监测出浓度的变化。但颗粒物计数仪的精密度大大超过浊度仪，其相应粒径的测量值会显著升高，因此及时地警告过滤器穿透现象的发生。

2. 准确选择过滤器的反洗时间

 控制反洗时间对于节省能源和反洗水用量，充分发挥过滤器的效能，减少反洗水的处理量，都起着十分重要的作用。传统的水处理厂一般周期性地对过滤器进行反洗，或利用固定的头压损失来决定是否对过滤器进行反洗。但用时间作为唯一的控制因素显然没有考虑过滤器的实际负荷；用头压损失往往也不能准确地反映过滤器的实际操作状态。与浊度仪不同，颗粒物计数仪的测量结果没有滞后，能实时反映过滤器的运行状态。因此若利用颗粒物计数仪，通过控制出水中颗粒物的量，便可准确地得出何时应进行反洗。

3. 评估过滤器的效率

 过滤效率是用对数去除率来表示的。即：进水中颗粒物的总量与出水中颗粒物的总量之比取以十为底的对数。

 过滤效率 = Log１０(进水中颗粒物的总量/出水中颗粒物的总量)

 通常以对数值为2作标准来评估过滤器的效率，当对数值高于2时说明过滤器处于正常运行状态；当对数值低于2时，说明需要建造新的过滤器。利用颗粒物计数仪对过滤器实时测定的结果可评估过滤效率，为控制过滤效率提供依据。并及时发现由于过滤器填料的断裂， 填料粒径选择不当， 填料的流失，过滤器超负荷运转等所造成的过滤效率的降低。

4. 选取过滤器的流量

 使用颗粒物计数仪还可评估流速对过滤效率的影响。提高通过过滤器的流速可以提高处理的水量， 从而避免或延缓建造更多过滤器，节约开支。 但提高流速的前提是不能降低过滤后的水质。

三、定量监测出水颗粒物

    监测出水中颗粒物的大小及粒度分布，对于防止油田低渗漏层的堵塞起着十分重要的作用。世界各国在油田下注水的处理过程中，均已采用该技术作为控制和保证下注水质量有效而必要的手段。

在线颗粒物计数仪在饮用水处理过程中具有明显的优势：

    由于传统的氯消毒不能杀死对人类健康产生危害的某些病原体，如Giardia 和 Cryptosporidium, 欲使处理过的水质达到可直接饮用的标准，对病原体的监测变得尤为重要。在一般情况下，病原体的量是和相关粒径的出水颗粒物的量相关的。因此，采用颗粒物计数仪定量监控相关粒径的出水颗粒物的量对于保证出水水质，严防恶性事件的发生起着重要的作用。

    袖珍型颗粒物计数仪体积小巧携带方便；与在线颗粒物计数仪具有同样的监测功能，更方便用于实验室监测烧杯实验中优化絮凝剂的加入量；可以准确的反映出絮凝剂的加入量与絮凝体增长之间的关系，从而有利于准确的判断絮凝剂的最佳加入量。

颗粒物计数仪系统在供水行业中的应用

内容小结：

    颗粒物计数仪系统已广泛应用于水处理行业，它为优化絮凝剂的加入量，优化絮凝器的设计和操作条件，监测和评估过滤器的效率，定量监测出水颗粒物，监测和控制有害病原微生物提供准确、及时的参考依据，可以保证饮水安全性，优化生产工艺，提高出水水质，节约生产成本。

颗粒物计数仪系统和浊度仪工作原理的区别：

    浊度仪一般是采用钨灯照射一相对大量的水样，然后用光电二极管在一定的角度测定来自颗粒物“云”的散射，用颗粒物云的亮度作为仪器的电输出信号。浊度仪的测量结果受颗粒物对光的散射能力的影响，深色的颗粒物如碳粒或对光的散射能差的颗粒物如生物颗粒（藻类），导致光信号的减弱，使测量结果偏低；如果测量体系中有大量的超细颗粒物，因其比大的颗粒物对光的散射更有效，导致光信号被夸大，使测量结果偏高。

    颗粒物计数仪是采用非常狭小又非常明亮的激光光束垂直入射被检测的液体流向，颗粒物通过时就会阻挡光束，产生光强的变化，这种瞬时的光强变化引起光电二极管接收电压信号的变化。不同粒径大小的颗粒物产生的电压信号的变化不同，它与被检测的颗粒物的截面积成正比。每一个颗粒物通过光束时引起一个电压脉冲信号，脉冲信号的多少反映了粒子的数量。不同粒径的颗粒物数目用不同的测量频道获得。颗粒物计数仪系统的测定结果可以直接反映颗粒物的物理参数。

一、 颗粒物计数仪系统可以定量监测出水颗粒物的量，为保障水质的安全性提供可靠的依据。

    颗粒物计数仪系统能够取代生物测试法来监测出厂水中的病原微生物，常规的生物测试法需要采集水样，培育24小时或以上时间；等检测结果出来后，可能被检测的水已经送到用户家里了。因此，有其滞后性；不能准确及时的报告有关病原微生物的信息。

常规的氯消毒工艺不能有效的灭活贾第鞭毛虫和瘾孢子虫，传统的监测手段也无法有效的监测出水中该二虫的信息。（瘾孢子虫的大小为2~5微米，贾第鞭毛虫的大小为5~10微米；一般寄生在哺乳动物的肠、胃、呼吸道等器官；被感染者会出现头晕、恶心、食欲不振、脱水、甚至死亡等症状。）颗粒物计数仪系统能够适时的报告被监测体系中的颗粒物的量，通过不同的测量频道获得不同粒径大小的颗粒物的信息。由于病原微生物的量与特定粒径大小的颗粒物的量相关，我们通过监测不同粒径大小的颗粒物就可以了解相关的病原微生物的信息。为饮水安全性提供了有力的保障。（关于贾第鞭毛虫和瘾孢子虫通过饮用水引起的感染事件很多。在美国最严重的一次发生在1993年米尔沃基市，致使该市超过150万人受感染，40.3万人犯病，近百人死亡。该事件引起很大震惊。）

二、 颗粒物计数仪系统可以优化絮凝过程。

    颗粒物计数仪系统可以优化絮凝剂的加入量；絮凝剂加入量不足，絮凝不完全，会使出水中颗粒物的浓度偏高；适当提高絮凝剂的加入量可以提高絮凝效果，从而提高过滤器的效率。但是过量加入絮凝剂反而会降低过滤器效率，使出水中颗粒物浓度增加。因此，优化絮凝剂的加入量可以有效的保证出水水质，降低生产成本。

   由于浊度仪的测定结果不稳定，多次测量同一个样品所得的结果都不能相符，只能读取近似的数值。因此，浊度仪无法准确、及时的描述絮凝体生长的变化。颗粒物计数仪系统可以适时的描述絮凝剂加入后，絮凝体生长的动力学过程；可以指导絮凝器的设计和絮凝器的操作条件；为优化絮凝剂的加入量提供可靠的依据。

三、 颗粒物计数仪系统能够监测和评估过滤器的效率。

    颗粒物计数仪系统可以及时报告过滤器的穿透。过滤器穿透是指本该被滤掉的颗粒物通过了过滤器，造成出水水质的降低。过滤器穿透的发生是由于被滤颗粒物严重堵塞了过滤器填料的间隙。通常过滤器刚刚发生穿透的时候，透过的颗粒物数量很少，浊度仪无法监测出浓度的变化。但颗粒物计数仪的精密度远远大于浊度仪，其测量到的相关粒径大小的颗粒物的数量会显著增加，因此能够及时警告过滤器发生的穿透现象。

    颗粒物计数仪系统可以准确的确定过滤器的反洗时间。准确的选择过滤器的反洗时间可以节省能源和反洗水的用量，充分发挥过滤器的效能，减少反洗水的处理量。传统的水处理厂一般是周期性的对过滤器进行反洗，或利用固定的压头损失来决定是否该反洗过滤器。但用时间作为唯一的控制因素显然没有考虑过滤器的实际负荷；用压头损失往往也不能准确的反映过滤器的实际操作状态。与浊度仪相比，颗粒物计数仪系统测量的结果没有滞后性，能及时反映过滤器的运行状态。因此可以利用颗粒物计数仪系统，通过监测出水中颗粒物的量，来确定过滤器的反洗时间。

    颗粒物计数仪系统可以评估过滤器的效率。过滤器的效率通常是以对数去除率来表示的，用进水中颗粒物的总量/出水中颗粒物的总量，取Log以10为底的对数来表示的。

过滤效率=Log10(进水中颗粒物的总量/出水中颗粒物的总量)

    一般以对数值为2作为标准来评估过滤器的效率，当对数高于2时说明过滤器处于正常工作状态；当对数值低于2时，说明过滤器有问题，可能需要重新建造。利用颗粒物计数仪系统来监测过滤器的过滤效率，可以为控制过滤效率提供可靠的依据。可以及时发现过滤器填料的断裂，填料粒径选择不当，填料的流失以及过滤器的超负荷运转等情况造成的过滤效率低下的发生。

    颗粒物计数仪系统可以为过滤器选取适当的流量提供依据。利用颗粒物计数仪系统监测出水中颗粒物的量的变化，可以评估流速对过滤效率的影响，可以为适当的增加处理水流量提供可靠的依据。在不降低出水水质的前提下，适当的提高处理水流量可以避免或延缓建造新的过滤器，节省处理成本。

结论：

    颗粒物计数仪系统在供水行业中的应用具有广阔的前景，国际上一些比较发达的国家和地区，如美国、欧洲、韩国等已广泛采用该技术来指导水厂的水生产工艺，该技术在我国现已得到应用，如：中国科学院生态环境研究中心、北京自来水集团第九水厂、广州自来水总公司、深圳水务集团、胜利油田、新疆油田等多个地区和单位都已采用。

归纳颗粒物计数仪系统在水处理工艺中的作用有以下几点：

1． 粒物计数仪系统可以定量检测出水颗粒物的量，能取代生物测试法来检测出厂水水中的病原微生物，为贾第鞭毛虫和瘾孢子虫的监测提供有力的依据，有效地保障饮用水的安全性；

2． 颗粒物计数仪系统可以优化絮凝过程，优化絮凝剂的加入量、指导絮凝器的设计和絮凝器的操作条件。

3． 颗粒物计数仪能够监测和评估过滤器的效率。及时报告过滤器的穿透、确定过滤器的反洗时间，反洗水用量，评估过滤器的效率、选取过滤器的流量，为优化水处理工艺、提高水质、降低能耗提供可靠的依据。