ความขุ่นของน้ำวัดได้อย่างไร?

ความขุ่นคืออะไร?

ความขุ่นเป็นการวัดความขุ่นหรือความขุ่นมัวของของเหลว มักใช้เพื่อประเมินคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำธรรมชาติ เช่น แม่น้ำ ทะเลสาบ และมหาสมุทร รวมถึงในระบบบำบัดน้ำเสีย ความขุ่นเกิดจากการมีอนุภาคแขวนลอย เช่น ตะกอน สาหร่าย แพลงก์ตอน และผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม ซึ่งกระจายแสงผ่านแนวน้ำ
โดยทั่วไปแล้วความขุ่นจะถูกวัดเป็นหน่วยวัดความขุ่นแบบเนเฟโลเมตริก (NTU) โดยค่าที่สูงกว่าบ่งชี้ถึงความทึบแสงของน้ำที่สูงกว่า หน่วยนี้คำนวณจากปริมาณแสงที่กระเจิงโดยอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ ซึ่งวัดโดยเนเฟโลมิเตอร์ เนเฟโลมิเตอร์จะฉายลำแสงผ่านตัวอย่างและตรวจจับแสงที่กระเจิงโดยอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำที่มุม 90 องศา ค่า NTU ที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความขุ่นหรือความขุ่นในน้ำที่มากขึ้น ค่า NTU ที่ต่ำกว่าบ่งชี้ว่าน้ำใสขึ้น
ตัวอย่างเช่น น้ำใสอาจมีค่า NTU ใกล้เคียงกับ 0 น้ำดื่มซึ่งต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย โดยทั่วไปจะมีค่า NTU น้อยกว่า 1 น้ำที่มีมลพิษหรืออนุภาคแขวนลอยในระดับสูงอาจมีค่า NTU อยู่ที่หลักร้อยหรือหลักพัน

เหตุใดจึงต้องวัดค่าความขุ่นของคุณภาพน้ำ?

ระดับความขุ่นที่เพิ่มสูงอาจส่งผลเสียหลายประการ ดังนี้:
1）การส่องผ่านของแสงลดลง: ส่งผลให้การสังเคราะห์แสงในพืชน้ำลดลง ส่งผลให้ระบบนิเวศในน้ำที่ขึ้นอยู่กับผลผลิตหลักเสียหาย
2）การอุดตันของระบบกรอง: ของแข็งที่แขวนลอยอาจอุดตันตัวกรองในโรงงานบำบัดน้ำ ทำให้ต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพการบำบัดลดลง
3）ความเกี่ยวข้องกับสารมลพิษ: อนุภาคที่ทำให้เกิดความขุ่นมักทำหน้าที่เป็นตัวพาสารปนเปื้อนที่เป็นอันตราย เช่น จุลินทรีย์ก่อโรค โลหะหนัก และสารเคมีที่เป็นพิษ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อทั้งสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์
โดยสรุป ความขุ่นเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการประเมินความสมบูรณ์ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของทรัพยากรน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรอบการติดตามสิ่งแวดล้อมและสาธารณสุข
หลักการวัดค่าความขุ่นมีอะไรบ้าง?

หลักการวัดความขุ่นอาศัยการกระเจิงของแสงขณะผ่านตัวอย่างน้ำที่มีอนุภาคแขวนลอย เมื่อแสงทำปฏิกิริยากับอนุภาคเหล่านี้ แสงจะกระเจิงไปในทิศทางต่างๆ และความเข้มของแสงที่กระเจิงจะแปรผันตรงกับความเข้มข้นของอนุภาคที่มีอยู่ ยิ่งความเข้มข้นของอนุภาคสูงขึ้นเท่าใด แสงก็จะกระเจิงมากขึ้นเท่านั้น ส่งผลให้ความขุ่นเพิ่มขึ้น

หลักการวัดความขุ่น

กระบวนการนี้สามารถแบ่งย่อยออกเป็นขั้นตอนต่อไปนี้:
แหล่งกำเนิดแสง: ลำแสงที่โดยทั่วไปปล่อยออกมาจากเลเซอร์หรือ LED จะถูกส่งไปยังตัวอย่างน้ำ
อนุภาคที่แขวนลอย: เมื่อแสงแพร่กระจายผ่านตัวอย่าง สสารที่แขวนลอย เช่น ตะกอน สาหร่าย แพลงก์ตอน หรือสารมลพิษ จะทำให้แสงกระจัดกระจายไปในหลายทิศทาง
การตรวจจับแสงกระเจิง: Aเครื่องวัดปริมาณปัสสาวะเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความขุ่น ตรวจจับแสงที่กระเจิงในมุม 90 องศาเมื่อเทียบกับลำแสงตกกระทบ การตรวจจับเชิงมุมนี้เป็นวิธีมาตรฐานเนื่องจากมีความไวสูงต่อการกระเจิงที่เกิดจากอนุภาค
การวัดความเข้มของแสงที่กระจัดกระจาย: ความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายจะถูกวัด โดยความเข้มที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยที่มากขึ้น และส่งผลให้มีความขุ่นมากขึ้นด้วย
การคำนวณค่าความขุ่น: ความเข้มของแสงที่กระจัดกระจายที่วัดได้จะถูกแปลงเป็นหน่วยความขุ่นเนเฟโลเมตริก (NTU) โดยให้ค่าตัวเลขมาตรฐานที่แสดงถึงระดับความขุ่น
อะไรเป็นตัววัดความขุ่นของน้ำ?

การวัดความขุ่นของน้ำโดยใช้เซ็นเซอร์วัดความขุ่นแบบออปติคัลเป็นแนวทางปฏิบัติที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวิเคราะห์ความขุ่นแบบมัลติฟังก์ชันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการแสดงผลการวัดแบบเรียลไทม์ เปิดใช้งานการทำความสะอาดเซ็นเซอร์อัตโนมัติเป็นระยะ และแจ้งเตือนเมื่อค่าที่อ่านได้ผิดปกติ เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพน้ำ

เซ็นเซอร์วัดความขุ่นแบบออนไลน์ (น้ำทะเลที่วัดได้)

สภาพแวดล้อมการทำงานที่แตกต่างกันจำเป็นต้องมีโซลูชันการตรวจสอบความขุ่นที่แตกต่างกัน ในระบบจ่ายน้ำประปารองสำหรับที่อยู่อาศัย โรงบำบัดน้ำ และที่จุดเข้าและออกของโรงงานน้ำดื่ม เครื่องวัดความขุ่นช่วงต่ำที่มีความแม่นยำสูงและช่วงการวัดที่แคบมักถูกนำมาใช้เป็นหลัก เนื่องจากมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับระดับความขุ่นต่ำในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ในประเทศส่วนใหญ่ มาตรฐานการกำกับดูแลสำหรับน้ำประปาที่จุดออกของโรงบำบัดน้ำกำหนดระดับความขุ่นต่ำกว่า 1 NTU แม้ว่าการทดสอบน้ำในสระว่ายน้ำจะไม่ค่อยพบเห็นบ่อยนัก แต่เมื่อดำเนินการทดสอบแล้ว ก็ยังกำหนดให้ระดับความขุ่นต่ำมาก ซึ่งโดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้เครื่องวัดความขุ่นช่วงต่ำ

เครื่องวัดความขุ่นช่วงต่ำ TBG-6188T

ในทางตรงกันข้าม การใช้งาน เช่น โรงบำบัดน้ำเสียและจุดระบายน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม จำเป็นต้องใช้เครื่องวัดความขุ่นช่วงสูง น้ำในสภาพแวดล้อมเหล่านี้มักมีความผันผวนของความขุ่นอย่างมีนัยสำคัญ และอาจมีความเข้มข้นของของแข็งแขวนลอย อนุภาคคอลลอยด์ หรือตะกอนทางเคมีในปริมาณมาก ค่าความขุ่นมักจะเกินขีดจำกัดการวัดสูงสุดของเครื่องมือวัดช่วงต่ำพิเศษ ตัวอย่างเช่น ความขุ่นของน้ำที่ไหลเข้าที่โรงบำบัดน้ำเสียอาจสูงถึงหลายร้อย NTU และแม้หลังจากการบำบัดขั้นต้นแล้ว การตรวจสอบระดับความขุ่นในระดับหลายสิบ NTU ก็ยังมีความจำเป็น เครื่องวัดความขุ่นช่วงสูงมักทำงานบนหลักการของอัตราส่วนความเข้มแสงที่กระจัดกระจายต่อความเข้มแสงที่ส่องผ่าน ด้วยการใช้เทคนิคการขยายช่วงไดนามิก เครื่องมือเหล่านี้สามารถวัดค่าได้ตั้งแต่ 0.1 NTU ถึง 4,000 NTU โดยยังคงความแม่นยำ ±2% ของสเกลเต็ม

เครื่องวิเคราะห์ความขุ่นแบบออนไลน์สำหรับอุตสาหกรรม

ในบริบทอุตสาหกรรมเฉพาะทาง เช่น ภาคเภสัชกรรม อาหารและเครื่องดื่ม ความต้องการความแม่นยำและความเสถียรในระยะยาวของการวัดค่าความขุ่นยิ่งสูงขึ้นไปอีก อุตสาหกรรมเหล่านี้มักใช้เครื่องวัดความขุ่นแบบลำแสงคู่ ซึ่งรวมลำแสงอ้างอิงเพื่อชดเชยการรบกวนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของแหล่งกำเนิดแสงและความผันผวนของอุณหภูมิ เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในการวัดที่สม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปแล้ว ความขุ่นของน้ำสำหรับฉีดจะต้องรักษาให้ต่ำกว่า 0.1 NTU ซึ่งกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความไวของเครื่องมือและความต้านทานการรบกวน
ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (IoT) ระบบตรวจวัดความขุ่นสมัยใหม่จึงมีความชาญฉลาดและเชื่อมต่อเครือข่ายกันมากขึ้น การผสานรวมโมดูลการสื่อสาร 4G/5G ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลความขุ่นแบบเรียลไทม์ไปยังแพลตฟอร์มคลาวด์ อำนวยความสะดวกในการตรวจสอบจากระยะไกล การวิเคราะห์ข้อมูล และการแจ้งเตือนอัตโนมัติ ยกตัวอย่างเช่น โรงบำบัดน้ำเสียของเทศบาลแห่งหนึ่งได้นำระบบตรวจวัดความขุ่นอัจฉริยะมาใช้ ซึ่งเชื่อมโยงข้อมูลความขุ่นที่ทางออกกับระบบควบคุมการจ่ายน้ำ เมื่อตรวจพบความขุ่นที่ผิดปกติ ระบบจะปรับปริมาณสารเคมีโดยอัตโนมัติ ส่งผลให้คุณภาพน้ำเป็นไปตามมาตรฐานที่ดีขึ้นจาก 98% เป็น 99.5% และลดการใช้สารเคมีลง 12%
ความขุ่นเป็นแนวคิดเดียวกันกับของแข็งแขวนลอยทั้งหมดหรือไม่?

ความขุ่นและของแข็งแขวนลอยทั้งหมด (TSS) เป็นแนวคิดที่เกี่ยวข้องกัน แต่ไม่ใช่สิ่งเดียวกัน ทั้งสองหมายถึงอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ แต่แตกต่างกันในสิ่งที่วัดและวิธีการหาปริมาณ
ความขุ่นวัดคุณสมบัติทางแสงของน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณแสงที่กระเจิงโดยอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ การวัดไม่ได้วัดปริมาณของอนุภาคโดยตรง แต่เป็นการวัดปริมาณแสงที่ถูกบล็อกหรือเบี่ยงเบนโดยอนุภาคเหล่านั้น ความขุ่นไม่เพียงแต่ได้รับผลกระทบจากความเข้มข้นของอนุภาคเท่านั้น แต่ยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาด รูปร่าง และสีของอนุภาค ตลอดจนความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ในการวัดอีกด้วย

เครื่องวัดปริมาณของแข็งแขวนลอยทั้งหมด (TSS) ในอุตสาหกรรม

ของแข็งแขวนลอยทั้งหมด(TSS) วัดมวลจริงของอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในตัวอย่างน้ำ โดยจะระบุปริมาณน้ำหนักรวมของของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ โดยไม่คำนึงถึงคุณสมบัติทางแสงของของแข็งเหล่านั้น
TSS จะถูกวัดโดยการกรองน้ำที่มีปริมาตรที่ทราบผ่านตัวกรอง (โดยปกติจะเป็นตัวกรองที่มีน้ำหนักที่ทราบ) หลังจากกรองน้ำแล้ว ของแข็งที่เหลืออยู่ในตัวกรองจะถูกทำให้แห้งและชั่งน้ำหนัก ผลลัพธ์จะแสดงเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ล.) TSS เกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณของอนุภาคที่แขวนลอย แต่ไม่ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของอนุภาคหรือวิธีที่อนุภาคกระจายแสง
ความแตกต่างที่สำคัญ:
1）ลักษณะของการวัด:
ความขุ่นเป็นคุณสมบัติทางแสง (การกระเจิงหรือการดูดซับแสง)
TSS เป็นคุณสมบัติทางกายภาพ (มวลของอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ)
2）สิ่งที่วัด:
ความขุ่นบ่งบอกถึงความใสหรือขุ่นของน้ำ แต่ไม่ได้บอกมวลของแข็งที่แท้จริง
TSS ให้การวัดปริมาณของแข็งในน้ำโดยตรง โดยไม่คำนึงว่าน้ำจะใสหรือขุ่นแค่ไหน
3）หน่วย:
ความขุ่นวัดเป็นหน่วย NTU (หน่วยวัดความขุ่นเนเฟโลเมตริก)
TSS วัดเป็น mg/L (มิลลิกรัมต่อลิตร)
สีและความขุ่นเป็นสิ่งเดียวกันหรือไม่?

สีและความขุ่นไม่เหมือนกัน แม้ว่าทั้งสองอย่างจะส่งผลต่อลักษณะของน้ำก็ตาม

เครื่องวัดสีคุณภาพน้ำออนไลน์

นี่คือความแตกต่าง:
สีหมายถึงเฉดสีหรืออ่อนของน้ำที่เกิดจากสารละลาย เช่น อินทรียวัตถุ (เช่น ใบไม้ที่เน่าเปื่อย) หรือแร่ธาตุ (เช่น เหล็กหรือแมงกานีส) แม้แต่ในน้ำใสก็อาจมีสีได้หากมีสารประกอบสีที่ละลายอยู่
ความขุ่นหมายถึงความขุ่นหรือความขุ่นมัวของน้ำที่เกิดจากอนุภาคแขวนลอย เช่น ดินเหนียว ตะกอน จุลินทรีย์ หรือของแข็งละเอียดอื่นๆ โดยวัดว่าอนุภาคเหล่านี้กระจายแสงที่ผ่านน้ำได้มากน้อยเพียงใด
สั้นๆ ก็คือ:
สี = สารละลาย
ความขุ่น = อนุภาคแขวนลอย