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在線式 SW-IBR 顆粒物計數(shù)系統(tǒng)
SW-IBR在線式顆粒物計數(shù)儀適用于工作現(xiàn)場。它最大的特點是時時監(jiān)測水中顆粒物的數(shù)量以及變化程度。它的安裝與操作非常簡單明了，不需要人員的特殊培訓(xùn)。IBR在線式顆粒物計數(shù)儀并配有相應(yīng)的中文軟件，可達(dá)到遠(yuǎn)程控制。
工作原理：
顆粒物計數(shù)系統(tǒng)使用更精確的激光二極管光源，形成一束非常狹小又非常明亮的激光，其與被檢測的液體流向垂直。入射光束由于被液體中的粒子阻擋而減弱。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引起一個電壓脈沖信號，脈沖信號的多少反映了粒子的數(shù)量。不同粒徑的顆粒物數(shù)目由不同的測量頻道獲得。與濁度儀不同，顆粒物計數(shù)儀的測定結(jié)果直接反映了顆粒物的物理參數(shù)，即顆粒物的總量（個/毫升）和粒徑分布。
性能特點：
適用于水中懸浮顆粒物的測定，還可測定油中的顆粒物；
可以用于現(xiàn)場的在線測定；方便的變壓器電源插頭，可直接連接高壓交流電源；
實時傳感器校正系統(tǒng)，儀器測定2-10微米的顆粒物的分辨率比同類產(chǎn)品高10%；
具有8個測量頻道，可同時測量8個粒徑范圍的顆粒物數(shù)目，并給出粒度分布結(jié)果。粒徑范圍可以根據(jù)用戶的具體要求進(jìn)行設(shè)定和改變。測定粒徑范圍（2-400微米）；
配有樣品稀釋補償系統(tǒng)，使其性能更加優(yōu)越；
分析快速（小于30秒），可存儲300個樣品的測定信息；
設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)流量為25毫升/分或60毫升/分，流量控制系統(tǒng)使分析數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確；
采用RS-485通信，使其能夠用一根電纜同時控制多臺顆粒物計數(shù)儀；
2-40mA的模擬信號輸入設(shè)置使之可以接受其它具有2-40mA模擬信號輸入儀器，如濁度儀的信號；并且易與工業(yè)上常用的SCADA系統(tǒng)一體化；
具有安裝到PC上的監(jiān)測軟件，可實時遠(yuǎn)程處理測量數(shù)據(jù)
主要技術(shù)參數(shù)：(P1)
激光二極管監(jiān)測器，最大量程為：18，000粒/毫升；
儀器內(nèi)部供電電壓：12VDC
測量范圍：2-400微米；
輸入信號：2-40mA模擬信號；
輸出信號：RS-485通信協(xié)議，RS-232通信協(xié)議，或2-40mA模擬信號輸出；
顆粒物計數(shù)儀主要應(yīng)用于以下場合:
*水的深度處理
*過濾設(shè)備生產(chǎn)開發(fā)
*教學(xué)、科研
*半導(dǎo)體生產(chǎn)
*航天和軍工
*油田廢水處理
*以及醫(yī)藥及化工等行業(yè)
SW-IBR顆粒物計數(shù)系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用
1、 北京自來水集團(tuán)第九水廠等
2、 天津自來水集團(tuán)芥園水廠“863”課題組
3、 沈陽自來水總公司第八水廠
4、 勝利油田
5、 廣州市自來水公司：南洲水廠、水質(zhì)監(jiān)測中心、凈水辦
6、 深圳水務(wù)集團(tuán)“863”課題組
7、 中國科學(xué)院環(huán)境生態(tài)研究中心
8、 浙江紹興自來水公司
顆粒物計數(shù)儀在飲用水處理中的應(yīng)用具有廣闊的前景，為優(yōu)化水處理過程，節(jié)能降耗，確保水質(zhì)，提供了準(zhǔn)確可靠的技術(shù)保障。其具體應(yīng)用可歸納為以下幾個方面：
一、優(yōu)化絮凝過程
優(yōu)化絮凝過程包括選擇最佳絮凝劑加入量，改進(jìn)絮凝器設(shè)計，優(yōu)化絮凝器操作條件等。
1. 優(yōu)化絮凝劑的加入量
實驗研究表明：絮凝劑加入量不足，絮凝不完全，使出水的顆粒物濃度偏高；適當(dāng)提高絮凝劑的加入量可以提高絮凝效果，進(jìn)而提高過濾效率。但過量加入絮凝劑反而會降低過濾效率，使出水中顆粒物濃度增加。因此，選擇優(yōu)化絮凝劑的加入量對于保證水質(zhì)，降低成本，減少浪費具有重要意義。特別是在對絮凝劑加入量進(jìn)行微量調(diào)節(jié)時，過濾器出水中顆粒物濃度較低，濁度儀和JAR 測試法精度不夠，無法使用。顆粒物計數(shù)儀可彌補這一缺陷，準(zhǔn)確測量此時的顆粒物濃度，為選擇優(yōu)化絮凝劑的加入量提供了必不可少的技術(shù)保證。
2. 改進(jìn)絮凝器的設(shè)計和操作
傳統(tǒng)的絮凝過程的設(shè)計，操作以及評估是以停留時間 (t) 和攪拌強度 (G) 或G×t的值為依據(jù)。但是由于該值的選擇范圍很寬，難以找出符合個別水處理廠特定條件的最佳值。而且，難以根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計指導(dǎo)找出具體設(shè)計中的失誤。例如在絮凝器的設(shè)計中，雖然存在一些選擇旋轉(zhuǎn)方向和攪拌速度的經(jīng)驗方法，但這些方法的可重現(xiàn)性和量化程度尚有疑問。沉淀池的濁度雖可作參考，但濁度的測量原理決定其本身并不能很好地表征顆粒物數(shù)量和動力學(xué)特性，特別是不能表征在絮凝過程中顆粒物是否從小變大。另外，濁度測量的滯后性也使?jié)岫炔荒芗皶r反映絮凝的效果。而顆粒物計數(shù)儀可用來實時監(jiān)測絮凝過程中顆粒物的動力學(xué)變化結(jié)果，為優(yōu)化絮凝過程的設(shè)計和操作提供可靠的依據(jù)。
3. 確定絮凝器的最佳操作條件
絮凝的目的是要減少細(xì)小顆粒物的量，增大大顆粒物的量，力圖使絮凝完全，以有利于提高過濾器的使用效率。為使絮凝器的效率最佳，采用顆粒物計數(shù)儀對絮凝過程中顆粒物大小的動態(tài)變化進(jìn)行了監(jiān)控，并以該結(jié)果來指導(dǎo)選擇絮凝器的最佳操作條件，可以發(fā)揮絮凝器的最佳效果。
二、監(jiān)測和評估過濾器的過濾效率
監(jiān)測和評估過濾器的過濾效率包括監(jiān)測過濾器的穿透，確定過濾器的反洗時間，評估過濾器的過濾效率，以及選取過濾器的流量。
1. 及時報告過濾器的穿透
顆粒物計數(shù)儀在監(jiān)控過濾過程中起著重要作用，特別是可以及早發(fā)現(xiàn)過濾器穿透的發(fā)生。過濾器穿透是指本該被濾掉的顆粒物通過了過濾器，造成出水水質(zhì)的降低。過濾器穿透的發(fā)生是由于被濾顆粒嚴(yán)重堵塞了過濾器填料的間隙。通常過濾器穿透剛發(fā)生的時候，透過的顆粒物數(shù)量很少，濁度儀無法監(jiān)測出濃度的變化。但顆粒物計數(shù)儀的精密度大大超過濁度儀，其相應(yīng)粒徑的測量值會顯著升高，因此及時地警告過濾器穿透現(xiàn)象的發(fā)生。
2. 準(zhǔn)確選擇過濾器的反洗時間
控制反洗時間對于節(jié)省能源和反洗水用量，充分發(fā)揮過濾器的效能，減少反洗水的處理量，都起著十分重要的作用。傳統(tǒng)的水處理廠一般周期性地對過濾器進(jìn)行反洗，或利用固定的頭壓損失來決定是否對過濾器進(jìn)行反洗。但用時間作為唯一的控制因素顯然沒有考慮過濾器的實際負(fù)荷；用頭壓損失往往也不能準(zhǔn)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(shù)儀的測量結(jié)果沒有滯后，能實時反映過濾器的運行狀態(tài)。因此若利用顆粒物計數(shù)儀，通過控制出水中顆粒物的量，便可準(zhǔn)確地得出何時應(yīng)進(jìn)行反洗。
3. 評估過濾器的效率
過濾效率是用對數(shù)去除率來表示的。即：進(jìn)水中顆粒物的總量與出水中顆粒物的總量之比取以十為底的對數(shù)。
過濾效率 = Log１０(進(jìn)水中顆粒物的總量/出水中顆粒物的總量)
通常以對數(shù)值為2作標(biāo)準(zhǔn)來評估過濾器的效率，當(dāng)對數(shù)值高于2時說明過濾器處于正常運行狀態(tài)；當(dāng)對數(shù)值低于2時，說明需要建造新的過濾器。利用顆粒物計數(shù)儀對過濾器實時測定的結(jié)果可評估過濾效率，為控制過濾效率提供依據(jù)。并及時發(fā)現(xiàn)由于過濾器填料的斷裂， 填料粒徑選擇不當(dāng)， 填料的流失，過濾器超負(fù)荷運轉(zhuǎn)等所造成的過濾效率的降低。
4. 選取過濾器的流量
使用顆粒物計數(shù)儀還可評估流速對過濾效率的影響。提高通過過濾器的流速可以提高處理的水量， 從而避免或延緩建造更多過濾器，節(jié)約開支。 但提高流速的前提是不能降低過濾后的水質(zhì)。
三、定量監(jiān)測出水顆粒物
監(jiān)測出水中顆粒物的大小及粒度分布，對于防止油田低滲漏層的堵塞起著十分重要的作用。世界各國在油田下注水的處理過程中，均已采用該技術(shù)作為控制和保證下注水質(zhì)量有效而必要的手段。
在線顆粒物計數(shù)儀在飲用水處理過程中具有明顯的優(yōu)勢：
由于傳統(tǒng)的氯消毒不能殺死對人類健康產(chǎn)生危害的某些病原體，如Giardia 和 Cryptosporidium, 欲使處理過的水質(zhì)達(dá)到可直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)，對病原體的監(jiān)測變得尤為重要。在一般情況下，病原體的量是和相關(guān)粒徑的出水顆粒物的量相關(guān)的。因此，采用顆粒物計數(shù)儀定量監(jiān)控相關(guān)粒徑的出水顆粒物的量對于保證出水水質(zhì)，嚴(yán)防惡性事件的發(fā)生起著重要的作用。
袖珍型顆粒物計數(shù)儀體積小巧攜帶方便；與在線顆粒物計數(shù)儀具有同樣的監(jiān)測功能，更方便用于實驗室監(jiān)測燒杯實驗中優(yōu)化絮凝劑的加入量；可以準(zhǔn)確的反映出絮凝劑的加入量與絮凝體增長之間的關(guān)系，從而有利于準(zhǔn)確的判斷絮凝劑的最佳加入量。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)在供水行業(yè)中的應(yīng)用
內(nèi)容小結(jié)：
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于水處理行業(yè)，它為優(yōu)化絮凝劑的加入量，優(yōu)化絮凝器的設(shè)計和操作條件，監(jiān)測和評估過濾器的效率，定量監(jiān)測出水顆粒物，監(jiān)測和控制有害病原微生物提供準(zhǔn)確、及時的參考依據(jù)，可以保證飲水安全性，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高出水水質(zhì)，節(jié)約生產(chǎn)成本。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)和濁度儀工作原理的區(qū)別：
濁度儀一般是采用鎢燈照射一相對大量的水樣，然后用光電二極管在一定的角度測定來自顆粒物“云”的散射，用顆粒物云的亮度作為儀器的電輸出信號。濁度儀的測量結(jié)果受顆粒物對光的散射能力的影響，深色的顆粒物如碳粒或?qū)獾纳⑸淠懿畹念w粒物如生物顆粒（藻類），導(dǎo)致光信號的減弱，使測量結(jié)果偏低；如果測量體系中有大量的超細(xì)顆粒物，因其比大的顆粒物對光的散射更有效，導(dǎo)致光信號被夸大，使測量結(jié)果偏高。
顆粒物計數(shù)儀是采用非常狹小又非常明亮的激光光束垂直入射被檢測的液體流向，顆粒物通過時就會阻擋光束，產(chǎn)生光強的變化，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。不同粒徑大小的顆粒物產(chǎn)生的電壓信號的變化不同，它與被檢測的顆粒物的截面積成正比。每一個顆粒物通過光束時引起一個電壓脈沖信號，脈沖信號的多少反映了粒子的數(shù)量。不同粒徑的顆粒物數(shù)目用不同的測量頻道獲得。顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)的測定結(jié)果可以直接反映顆粒物的物理參數(shù)。
一、 顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以定量監(jiān)測出水顆粒物的量，為保障水質(zhì)的安全性提供可靠的依據(jù)。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)能夠取代生物測試法來監(jiān)測出廠水中的病原微生物，常規(guī)的生物測試法需要采集水樣，培育24小時或以上時間；等檢測結(jié)果出來后，可能被檢測的水已經(jīng)送到用戶家里了。因此，有其滯后性；不能準(zhǔn)確及時的報告有關(guān)病原微生物的信息。
常規(guī)的氯消毒工藝不能有效的滅活賈第鞭毛蟲和癮孢子蟲，傳統(tǒng)的監(jiān)測手段也無法有效的監(jiān)測出水中該二蟲的信息。（癮孢子蟲的大小為2~5微米，賈第鞭毛蟲的大小為5~10微米；一般寄生在哺乳動物的腸、胃、呼吸道等器官；被感染者會出現(xiàn)頭暈、惡心、食欲不振、脫水、甚至死亡等癥狀。）顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)能夠適時的報告被監(jiān)測體系中的顆粒物的量，通過不同的測量頻道獲得不同粒徑大小的顆粒物的信息。由于病原微生物的量與特定粒徑大小的顆粒物的量相關(guān)，我們通過監(jiān)測不同粒徑大小的顆粒物就可以了解相關(guān)的病原微生物的信息。為飲水安全性提供了有力的保障。（關(guān)于賈第鞭毛蟲和癮孢子蟲通過飲用水引起的感染事件很多。在美國最嚴(yán)重的一次發(fā)生在1993年米爾沃基市，致使該市超過150萬人受感染，40.3萬人犯病，近百人死亡。該事件引起很大震驚。）
二、 顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以優(yōu)化絮凝過程。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以優(yōu)化絮凝劑的加入量；絮凝劑加入量不足，絮凝不完全，會使出水中顆粒物的濃度偏高；適當(dāng)提高絮凝劑的加入量可以提高絮凝效果，從而提高過濾器的效率。但是過量加入絮凝劑反而會降低過濾器效率，使出水中顆粒物濃度增加。因此，優(yōu)化絮凝劑的加入量可以有效的保證出水水質(zhì)，降低生產(chǎn)成本。
由于濁度儀的測定結(jié)果不穩(wěn)定，多次測量同一個樣品所得的結(jié)果都不能相符，只能讀取近似的數(shù)值。因此，濁度儀無法準(zhǔn)確、及時的描述絮凝體生長的變化。顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以適時的描述絮凝劑加入后，絮凝體生長的動力學(xué)過程；可以指導(dǎo)絮凝器的設(shè)計和絮凝器的操作條件；為優(yōu)化絮凝劑的加入量提供可靠的依據(jù)。
三、 顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)能夠監(jiān)測和評估過濾器的效率。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以及時報告過濾器的穿透。過濾器穿透是指本該被濾掉的顆粒物通過了過濾器，造成出水水質(zhì)的降低。過濾器穿透的發(fā)生是由于被濾顆粒物嚴(yán)重堵塞了過濾器填料的間隙。通常過濾器剛剛發(fā)生穿透的時候，透過的顆粒物數(shù)量很少，濁度儀無法監(jiān)測出濃度的變化。但顆粒物計數(shù)儀的精密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于濁度儀，其測量到的相關(guān)粒徑大小的顆粒物的數(shù)量會顯著增加，因此能夠及時警告過濾器發(fā)生的穿透現(xiàn)象。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的確定過濾器的反洗時間。準(zhǔn)確的選擇過濾器的反洗時間可以節(jié)省能源和反洗水的用量，充分發(fā)揮過濾器的效能，減少反洗水的處理量。傳統(tǒng)的水處理廠一般是周期性的對過濾器進(jìn)行反洗，或利用固定的壓頭損失來決定是否該反洗過濾器。但用時間作為唯一的控制因素顯然沒有考慮過濾器的實際負(fù)荷；用壓頭損失往往也不能準(zhǔn)確的反映過濾器的實際操作狀態(tài)。與濁度儀相比，顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)測量的結(jié)果沒有滯后性，能及時反映過濾器的運行狀態(tài)。因此可以利用顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)，通過監(jiān)測出水中顆粒物的量，來確定過濾器的反洗時間。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以評估過濾器的效率。過濾器的效率通常是以對數(shù)去除率來表示的，用進(jìn)水中顆粒物的總量/出水中顆粒物的總量，取Log以10為底的對數(shù)來表示的。
過濾效率=Log10(進(jìn)水中顆粒物的總量/出水中顆粒物的總量)
一般以對數(shù)值為2作為標(biāo)準(zhǔn)來評估過濾器的效率，當(dāng)對數(shù)高于2時說明過濾器處于正常工作狀態(tài)；當(dāng)對數(shù)值低于2時，說明過濾器有問題，可能需要重新建造。利用顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)來監(jiān)測過濾器的過濾效率，可以為控制過濾效率提供可靠的依據(jù)。可以及時發(fā)現(xiàn)過濾器填料的斷裂，填料粒徑選擇不當(dāng)，填料的流失以及過濾器的超負(fù)荷運轉(zhuǎn)等情況造成的過濾效率低下的發(fā)生。
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以為過濾器選取適當(dāng)?shù)牧髁刻峁┮罁?jù)。利用顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)監(jiān)測出水中顆粒物的量的變化，可以評估流速對過濾效率的影響，可以為適當(dāng)?shù)脑黾犹幚硭髁刻峁┛煽康囊罁?jù)。在不降低出水水質(zhì)的前提下，適當(dāng)?shù)奶岣咛幚硭髁靠梢员苊饣蜓泳徑ㄔ煨碌倪^濾器，節(jié)省處理成本。
結(jié)論：
顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)在供水行業(yè)中的應(yīng)用具有廣闊的前景，國際上一些比較發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)，如美國、歐洲、韓國等已廣泛采用該技術(shù)來指導(dǎo)水廠的水生產(chǎn)工藝，該技術(shù)在我國現(xiàn)已得到應(yīng)用，如：中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、北京自來水集團(tuán)第九水廠、廣州自來水總公司、深圳水務(wù)集團(tuán)、勝利油田、新疆油田等多個地區(qū)和單位都已采用。
歸納顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)在水處理工藝中的作用有以下幾點：
1． 粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以定量檢測出水顆粒物的量，能取代生物測試法來檢測出廠水水中的病原微生物，為賈第鞭毛蟲和癮孢子蟲的監(jiān)測提供有力的依據(jù)，有效地保障飲用水的安全性；
2． 顆粒物計數(shù)儀系統(tǒng)可以優(yōu)化絮凝過程，優(yōu)化絮凝劑的加入量、指導(dǎo)絮凝器的設(shè)計和絮凝器的操作條件。
3． 顆粒物計數(shù)儀能夠監(jiān)測和評估過濾器的效率。及時報告過濾器的穿透、確定過濾器的反洗時間，反洗水用量，評估過濾器的效率、選取過濾器的流量，為優(yōu)化水處理工藝、提高水質(zhì)、降低能耗提供可靠的依據(jù)。