顆粒物計數儀

濁度儀是用來測量水的相對澄清程度，它不直接反映顆粒物的物理參數。大多數濁度儀是用鎢燈照射水樣，然后用光電二極管在一定角度上測定來自顆粒物“云”的散射，用顆粒物云的亮度作為儀器的電輸出信號(見圖1-6)。

    顆粒物計數儀使用更**的激光二極管光源，形成一束與被檢測的液體流向垂直的非常狹小而明亮的激光，入射光束由于被液體中的粒子阻擋而減弱(見圖1-7)，這種瞬時的光強變化引起光電二極管接收電壓信號的變化，該變化與粒子通過光束時的截面積成正比。每一個粒子通過光束時均引起一個電壓脈沖信號，脈沖信號的多少反映了粒子的數量，不同粒徑的顆粒物數目由不同的測量頻道獲得。與濁度儀不同，顆粒計數儀的測定結果直接反映了顆粒物的物理參數，即顆粒物的總量(個/mL)和粒徑分布。顆粒儀的量程為18000個/mI?粒徑測量范圍為2～400um，可同時測出8個粒度范圍的粒徑分布。

有研究表明，當濁度低于0.1NTU時，濁度和顆粒數的相關性較差，因為對于低濁度水，顆粒儀在靈敏度和檢測能力方面都明顯優(yōu)于濁度儀。

 目前顆粒計數儀已廣泛應用于油田廢水處理、膜工藝、航天、**以及醫(yī)藥化工等行業(yè)。在美國約有500多家水處理廠采用這種儀器，幾乎所有的油田下注水的質量控制都采用這種儀器，歐洲、日本、韓國和印度等也開始將顆粒計數儀應用于水處理中。在我國北京第九水廠、廣州自來水公司、深圳自來水公司以及上海閘北水廠等已有應用。   

在飲用水處理領域，顆粒物計數法主要應用于以下幾方面:

    (1)優(yōu)化絮凝劑的加入量和絮凝反應的操作條件

    濁度儀是檢測混凝劑投加效果的傳統(tǒng)手段，但是濁度并不能真實反映投加效果，因為濁度只是表征水體混濁程度的綜合指標，濁度的測量原理決定其本身不能很好地表征顆粒物數量和動力學特性，特別是不能表征絮凝中顆粒物是否從小變大的過程，另外濁度測量的滯后性也使其不能及時反映絮凝效果。而顆粒計數儀可用來實時監(jiān)測絮凝過程中顆粒物的動力學變化結果，為優(yōu)化絮凝過程的設計和操作提供可靠的依據。在對絮凝劑加人量進行微量調節(jié)時，因過濾器出水中顆粒物濃度較低，而使?jié)岫葍x和混凝燒杯試驗法精度不夠，顆粒物計數儀則可以準確測量此時的顆粒物濃度和不同粒徑范圍的顆粒物數量，為優(yōu)化絮凝劑的投加量提供了必不可少的技術保證。

    加拿大Bearspaw水廠利用顆粒物計數儀在水質監(jiān)測方面的高靈敏度，根據濾后水中顆粒數的測量結果調整了混凝劑投加量，節(jié)約藥劑成本2.4萬美元/月;韓國Shaewoon水廠采用顆粒物計數儀對絮凝過程中顆粒物大小的動態(tài)變化進行了監(jiān)控，并用來指導選擇絮凝器的*佳操作條件;北京第九水廠在斜板沉淀池上下各安裝了兩臺顆粒物計數儀，發(fā)現并解決了沉淀效果不佳的問題。

    (2)監(jiān)測和評估過濾系統(tǒng)

    通過在線監(jiān)測濾前和濾后水中不同粒徑顆粒物的濃度，可以確定過濾裝置對不同粒徑顆粒物的過濾效率，從而可以及時報告濾池穿透、準確選擇反沖洗時間、確定初濾水排放時間、評估過濾效率以及確定合理的濾池運行參數等。

    通常過濾器穿透剛發(fā)生的時候，透過的顆粒物數量很少，濁度儀讀數滯后，無法監(jiān)測出濃度的變化。但顆粒物計數儀的精密度大大超過濁度儀，其相應粒徑的測量值會顯著升高，因此可及時地警告過濾器穿透現象的發(fā)生。

    傳統(tǒng)的水處理廠一般周期性地對過濾器進行反洗，或利用固定的水頭損失來決定是否對過濾器進行反洗。但用時間作為**的控制因素顯然沒有考慮過濾器的實際負荷，用水頭損失往往也不能準確地反映過濾器的實際操作狀態(tài)。與濁度儀不同，顆粒物計數儀的測量結果能實時反映過濾器的運行狀態(tài)，可準確地確定何時應進行反洗。

利用顆粒物計數儀對過濾器實時測定的結果可評估過濾效率，并可及時發(fā)現由于過濾器填料的斷裂、填料粒徑選擇不當、填料的流失、過濾器超負荷運轉等所造成的過濾效率的降低。  

 此外，還可以利用顆粒物計數儀來評價和比較不同過濾系統(tǒng)對不同粒徑范圍顆粒物的去除效率，從而選擇恰當的濾料級配和濾料材質，達到預期的過濾處理目標。

    (3)監(jiān)測濾后水水質

    水體中的病原微生物是影響出廠水和管網水水質穩(wěn)定的重要因素，欲使處理過的水質達到可直接飲用的標準，對病原體的監(jiān)測變得尤為重要。由于傳統(tǒng)的氯**不能殺滅對人類健康產生危害的某些病原體(如Giardia和Cryptosporidium，見圖1-8 )，另外，常規(guī)的檢測方法不但耗時，而且成本很高，給水廠的日常控制管理帶來了較大的難度。因此，采用替代參數來間接表征病原微生物的去除顯得尤為必要和現實。病原體的量是和相關粒徑的出水顆粒物的量相關的，因此采用顆粒物計數儀定量監(jiān)控相關粒徑的出水顆粒物的量對于保證出水水質，維持管網水的生物穩(wěn)定性有著重要作用。英國、美國和加拿大于20世紀90年代開始這方面研究，日本近年研制了基于顆粒計數的高靈敏度、低成本濁度儀，既可以檢測濾后水的濁度又能利用顆粒數間接表征因病原體穿透導致的污染。在我國，陳杰等人利用顆粒物計數儀開展了預氧化強化去除濾后水中顆粒物的研究，有效提高了濾后水的微生物**性。

    綜上所述，顆粒物計數法可以應用于飲用水處理的主要制水環(huán)節(jié)，對改善出廠水和管網水水質，為水廠的工藝操作和日常管理提出了科學依據和技術保障。顆粒物計數與濁度儀和誘導激光擊穿檢測等常規(guī)檢測技術的結合以及在線原水稀釋系統(tǒng)的發(fā)展擴大了其檢測范圍，必將有利于綜合發(fā)揮各自的優(yōu)勢，客觀地反映水質情況。

世界衛(wèi)生組織曾指出：人的**80%與水有關。有資料證明，許多病癥與飲水的品質有直接關系。如果人體的水分總保持潔凈，人體的細胞就有了一個健康清新的生存環(huán)境，就可以使人體自身的**功能健全，就能抵御各種病菌毒的侵襲，如果經常飲用不潔之水，不僅不能促進身體的新陳代謝，反而使體內毒物積累，久而久之，則**功能下降，危及健康。水與人的健康息息相關，如何能飲用好水，什么樣的水對人體*為有利，這是人們*為關心的課題。 

飲用水專業(yè)界人認為，高品質且對人健康有益的飲用水應具備以下條件：

        不含對人體有害的污染物質；礦物質含量比例適當，且呈離子狀態(tài)；pH值屬弱堿性；溶解氧量高；水分子集團締合度小，溶解力、滲透力強；具有消除體內自由基的作用。

    人體中的自由基是人致病的大敵。自由基是缺電子過渡性不穩(wěn)定集團，由于它的存在，形成惡性循環(huán)的自由基連鎖反應，進而破壞細胞膜、蛋白質、核酸等，易引發(fā)**。另外，人體血液的PH值約為7.35，只有在弱堿條件下，人體細胞才能保持活力，新陳代謝才能旺盛。如果能長期飲用堿性水，則可抵消酸性水和酸性食品的負面效應，促進身體健康。