کدورت آب چگونه اندازه گیری می شود؟

کدورت چیست؟

کدورت معیاری برای میزان تیرگی یا کدر بودن یک مایع است که معمولاً برای ارزیابی کیفیت آب در منابع آبی طبیعی - مانند رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها - و همچنین در سیستم‌های تصفیه آب به کار می‌رود. این پارامتر به دلیل وجود ذرات معلق، از جمله گل و لای، جلبک‌ها، پلانکتون‌ها و فرآورده‌های جانبی صنعتی، که نور عبوری از ستون آب را پراکنده می‌کنند، ایجاد می‌شود.
کدورت معمولاً با واحدهای کدورت نفلومتری (NTU) اندازه‌گیری می‌شود که مقادیر بالاتر نشان‌دهنده کدورت بیشتر آب است. این واحد بر اساس میزان نور پراکنده شده توسط ذرات معلق در آب است که توسط نفلومتر اندازه‌گیری می‌شود. نفلومتر پرتوی از نور را از نمونه عبور می‌دهد و نوری را که توسط ذرات معلق با زاویه ۹۰ درجه پراکنده شده است، تشخیص می‌دهد. مقادیر NTU بالاتر نشان‌دهنده کدورت یا تیرگی بیشتر در آب است. مقادیر NTU پایین‌تر نشان‌دهنده آب شفاف‌تر است.
برای مثال: آب زلال ممکن است مقدار NTU نزدیک به ۰ داشته باشد. آب آشامیدنی که باید استانداردهای ایمنی را رعایت کند، معمولاً NTU کمتر از ۱ دارد. آب با سطوح بالای آلودگی یا ذرات معلق می‌تواند مقادیر NTU صدها یا هزاران داشته باشد.

چرا کدورت کیفیت آب را اندازه‌گیری می‌کنیم؟

افزایش سطح کدورت می‌تواند منجر به عوارض جانبی متعددی شود:
۱) کاهش نفوذ نور: این امر فتوسنتز را در گیاهان آبزی مختل می‌کند و در نتیجه اکوسیستم آبی وسیع‌تری را که به بهره‌وری اولیه وابسته است، مختل می‌کند.
۲) گرفتگی سیستم‌های تصفیه: جامدات معلق ممکن است فیلترها را در تأسیسات تصفیه آب مسدود کنند، هزینه‌های عملیاتی را افزایش داده و راندمان تصفیه را کاهش دهند.
۳) ارتباط با آلاینده‌ها: ذرات ایجادکننده کدورت اغلب به عنوان حامل آلاینده‌های مضر مانند میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، فلزات سنگین و مواد شیمیایی سمی عمل می‌کنند و خطراتی را برای سلامت محیط زیست و انسان ایجاد می‌کنند.
به طور خلاصه، کدورت به عنوان یک شاخص حیاتی برای ارزیابی سلامت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی منابع آب، به ویژه در چارچوب‌های نظارت بر محیط زیست و بهداشت عمومی، عمل می‌کند.
اصول اندازه‌گیری کدورت چیست؟

اصل اندازه‌گیری کدورت بر اساس پراکندگی نور هنگام عبور از یک نمونه آب حاوی ذرات معلق است. هنگامی که نور با این ذرات برخورد می‌کند، در جهات مختلف پراکنده می‌شود و شدت نور پراکنده شده مستقیماً با غلظت ذرات موجود متناسب است. غلظت بالاتر ذرات منجر به افزایش پراکندگی نور و در نتیجه کدورت بیشتر می‌شود.

اصل اندازه‌گیری کدورت

این فرآیند را می‌توان به مراحل زیر تقسیم کرد:
منبع نور: پرتوی از نور، که معمولاً توسط لیزر یا LED ساطع می‌شود، از میان نمونه آب عبور داده می‌شود.
ذرات معلق: با انتشار نور در نمونه، مواد معلق - مانند رسوب، جلبک، پلانکتون یا آلاینده‌ها - باعث می‌شوند نور در جهات مختلف پراکنده شود.
تشخیص نور پراکنده: الفنفلومتردستگاه مورد استفاده برای اندازه‌گیری کدورت، نور پراکنده شده را با زاویه ۹۰ درجه نسبت به پرتو فرودی تشخیص می‌دهد. این تشخیص زاویه‌ای به دلیل حساسیت بالای آن به پراکندگی ناشی از ذرات، روش استاندارد است.
اندازه‌گیری شدت نور پراکنده: شدت نور پراکنده شده به صورت کمی اندازه‌گیری می‌شود، که شدت‌های بالاتر نشان‌دهنده غلظت بیشتر ذرات معلق و در نتیجه کدورت بیشتر است.
محاسبه کدورت: شدت نور پراکنده اندازه‌گیری شده به واحدهای کدورت نفلومتری (NTU) تبدیل می‌شود و یک مقدار عددی استاندارد ارائه می‌دهد که نشان دهنده درجه کدورت است.
چه چیزی کدورت آب را اندازه گیری می کند؟

اندازه‌گیری کدورت آب با استفاده از حسگرهای کدورت مبتنی بر نوری، روشی است که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مدرن پذیرفته شده است. به طور معمول، یک آنالایزر کدورت چند منظوره برای نمایش اندازه‌گیری‌های بلادرنگ، فعال کردن تمیز کردن خودکار حسگر به صورت دوره‌ای و فعال کردن هشدارها برای قرائت‌های غیرطبیعی مورد نیاز است و از این طریق انطباق با استانداردهای کیفیت آب را تضمین می‌کند.

حسگر کدورت آنلاین (قابل اندازه‌گیری آب دریا)

محیط‌های عملیاتی مختلف، راهکارهای متفاوتی برای نظارت بر کدورت آب ارائه می‌دهند. در سیستم‌های آبرسانی ثانویه مسکونی، تصفیه‌خانه‌های آب و در نقاط ورودی و خروجی تأسیسات آب آشامیدنی، عمدتاً از دستگاه‌های اندازه‌گیری کدورت با برد کم و دقت بالا و برد اندازه‌گیری محدود استفاده می‌شود. این امر به دلیل الزامات سختگیرانه برای سطوح کدورت پایین در این محیط‌ها است. به عنوان مثال، در اکثر کشورها، استاندارد نظارتی برای آب لوله‌کشی در خروجی تصفیه‌خانه‌ها، سطح کدورت زیر 1 NTU را مشخص می‌کند. اگرچه آزمایش آب استخر شنا کمتر رایج است، اما در صورت انجام، به سطوح کدورت بسیار پایین نیز نیاز دارد که معمولاً نیاز به استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری کدورت با برد کم دارد.

کدورت سنج های کم رنج TBG-6188T

در مقابل، کاربردهایی مانند تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و نقاط تخلیه پساب صنعتی به کدورت‌سنج‌های با برد بالا نیاز دارند. آب در این محیط‌ها اغلب نوسانات کدورت قابل توجهی را نشان می‌دهد و ممکن است حاوی غلظت‌های قابل توجهی از مواد جامد معلق، ذرات کلوئیدی یا رسوبات شیمیایی باشد. مقادیر کدورت اغلب از حد بالای اندازه‌گیری دستگاه‌های با برد بسیار پایین فراتر می‌رود. به عنوان مثال، کدورت ورودی در یک تصفیه‌خانه فاضلاب می‌تواند به چند صد NTU برسد و حتی پس از تصفیه اولیه، نظارت بر سطح کدورت در ده‌ها NTU همچنان ضروری است. کدورت‌سنج‌های با برد بالا معمولاً بر اساس اصل نسبت شدت نور پراکنده به نور عبوری عمل می‌کنند. با استفاده از تکنیک‌های گسترش برد دینامیکی، این دستگاه‌ها به قابلیت‌های اندازه‌گیری از 0.1 NTU تا 4000 NTU دست می‌یابند و در عین حال دقت ±2٪ از مقیاس کامل را حفظ می‌کنند.

آنالایزر کدورت آنلاین صنعتی

در زمینه‌های صنعتی تخصصی، مانند بخش‌های داروسازی و مواد غذایی و آشامیدنی، تقاضا برای دقت و پایداری طولانی‌مدت اندازه‌گیری‌های کدورت حتی بیشتر است. این صنایع اغلب از دستگاه‌های کدورت‌سنج دو پرتویی استفاده می‌کنند که شامل یک پرتو مرجع برای جبران اختلالات ناشی از تغییرات منبع نور و نوسانات دما هستند و در نتیجه قابلیت اطمینان اندازه‌گیری مداوم را تضمین می‌کنند. به عنوان مثال، کدورت آب برای تزریق معمولاً باید زیر 0.1 NTU حفظ شود که الزامات سختگیرانه‌ای را در مورد حساسیت دستگاه و مقاومت در برابر تداخل اعمال می‌کند.
علاوه بر این، با پیشرفت فناوری اینترنت اشیا (IoT)، سیستم‌های مدرن نظارت بر کدورت به طور فزاینده‌ای هوشمند و شبکه‌ای می‌شوند. ادغام ماژول‌های ارتباطی 4G/5G امکان انتقال داده‌های کدورت را به صورت بلادرنگ به پلتفرم‌های ابری فراهم می‌کند و نظارت از راه دور، تجزیه و تحلیل داده‌ها و اعلان‌های هشدار خودکار را تسهیل می‌کند. به عنوان مثال، یک تصفیه‌خانه آب شهری یک سیستم هوشمند نظارت بر کدورت را پیاده‌سازی کرده است که داده‌های کدورت خروجی را با سیستم کنترل توزیع آب خود مرتبط می‌کند. پس از تشخیص کدورت غیرطبیعی، سیستم به طور خودکار دوز مواد شیمیایی را تنظیم می‌کند که منجر به بهبود کیفیت آب از 98٪ به 99.5٪ و کاهش 12٪ در مصرف مواد شیمیایی می‌شود.
آیا کدورت همان مفهوم کل جامدات معلق را دارد؟

کدورت و کل جامدات معلق (TSS) مفاهیم مرتبطی هستند، اما یکسان نیستند. هر دو به ذرات معلق در آب اشاره دارند، اما در آنچه اندازه‌گیری می‌کنند و نحوه تعیین کمیت آنها متفاوت است.
کدورت، ویژگی نوری آب، به ویژه میزان پراکندگی نور توسط ذرات معلق را اندازه‌گیری می‌کند. این روش به طور مستقیم مقدار ذرات را اندازه‌گیری نمی‌کند، بلکه میزان مسدود شدن یا انحراف نور توسط آن ذرات را اندازه‌گیری می‌کند. کدورت نه تنها تحت تأثیر غلظت ذرات، بلکه تحت تأثیر عواملی مانند اندازه، شکل و رنگ ذرات و همچنین طول موج نور مورد استفاده در اندازه‌گیری نیز قرار می‌گیرد.

دستگاه اندازه‌گیری کل جامدات معلق صنعتی (TSS)

کل جامدات معلق(TSS) جرم واقعی ذرات معلق در یک نمونه آب را اندازه‌گیری می‌کند. این روش، وزن کل جامدات معلق در آب را صرف نظر از خواص نوری آنها، تعیین می‌کند.
TSS با فیلتر کردن حجم مشخصی از آب از طریق یک فیلتر (معمولاً فیلتری با وزن مشخص) اندازه‌گیری می‌شود. پس از فیلتر شدن آب، جامدات باقی مانده روی فیلتر خشک و وزن می‌شوند. نتیجه بر حسب میلی‌گرم در لیتر (mg/L) بیان می‌شود. TSS مستقیماً با مقدار ذرات معلق مرتبط است، اما اطلاعاتی در مورد اندازه ذرات یا نحوه پراکندگی نور توسط ذرات ارائه نمی‌دهد.
تفاوت‌های کلیدی:
۱) ماهیت اندازه‌گیری:
کدورت یک ویژگی نوری است (چگونگی پراکندگی یا جذب نور).
TSS یک ویژگی فیزیکی است (جرم ذرات معلق در آب).
۲) آنچه اندازه‌گیری می‌کنند:
کدورت نشان می‌دهد که آب چقدر شفاف یا کدر است، اما جرم واقعی جامدات را نشان نمی‌دهد.
TSS اندازه‌گیری مستقیمی از میزان جامدات موجود در آب، صرف نظر از میزان شفافیت یا کدر بودن آن، ارائه می‌دهد.
۳) واحدها:
کدورت با واحد NTU (واحدهای کدورت نفلومتریک) اندازه‌گیری می‌شود.
TSS بر حسب میلی‌گرم در لیتر (mg/L) اندازه‌گیری می‌شود.
آیا رنگ و کدورت یکسان هستند؟

رنگ و کدورت یکسان نیستند، اگرچه هر دو بر ظاهر آب تأثیر می‌گذارند.

رنگ‌سنج آنلاین کیفیت آب

تفاوت اینجاست:
رنگ به ته رنگ یا ته رنگ آب ناشی از مواد محلول، مانند مواد آلی (مانند برگ‌های پوسیده) یا مواد معدنی (مانند آهن یا منگنز) اشاره دارد. حتی آب زلال نیز می‌تواند در صورت وجود ترکیبات رنگی محلول، رنگ داشته باشد.
کدورت به تیرگی یا کدر بودن آب ناشی از ذرات معلق مانند رس، گل و لای، میکروارگانیسم‌ها یا سایر جامدات ریز اشاره دارد. این پارامتر میزان پراکندگی نور توسط ذرات را هنگام عبور از آب اندازه‌گیری می‌کند.
به طور خلاصه:
رنگ = مواد حل شده
کدورت = ذرات معلق