SW-IBR在線式顆粒物計(jì)數(shù)儀適用于工作現(xiàn)場(chǎng)。它最大的特點(diǎn)是時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jiǎn)單明了，不需要人員的特殊培訓(xùn)。IBR在線式顆粒物計(jì)數(shù)儀并配有相應(yīng)的中文軟件，可達(dá)到遠(yuǎn)程控制。

    顆粒物計(jì)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(cè)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(shí)的光強(qiáng)變化引起光電二極管接收電壓信號(hào)的變化，該變化與粒子通過光束時(shí)的截面積成正比。每一個(gè)粒子通過光束時(shí)引起一個(gè)電壓脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)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(cè)量頻道獲得。與濁度儀不同，顆粒物計(jì)數(shù)儀的測(cè)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(gè)/毫升）和粒徑分布。

性能特點(diǎn)：

適用于水中懸浮顆粒物的測(cè)定，還可測(cè)定油中的顆粒物；

可以用于現(xiàn)場(chǎng)的在線測(cè)定；方便的變壓器電源插頭，可直接連接高壓交流電源；

實(shí)時(shí)傳感器校正系統(tǒng)，儀器測(cè)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(gè)測(cè)量頻道，可同時(shí)測(cè)量8個(gè)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(cè)定粒徑范圍（2-400微米）；

配有樣品稀釋補(bǔ)償系統(tǒng)，使其性能更加優(yōu)越；

分析快速（小于30秒），可存儲(chǔ)300個(gè)樣品的測(cè)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(shí)控制多臺(tái)顆粒物計(jì)數(shù)儀；

2-40mA的模擬信號(hào)輸入設(shè)置使之可以接受其它具有2-40mA模擬信號(hào)輸入儀器，如濁度儀的信號(hào)；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(cè)軟件，可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程處理測(cè)量數(shù)據(jù)

激光二極管監(jiān)測(cè)器，最大量程為：18，000粒/毫升；

儀器內(nèi)部供電電壓：12VDC

測(cè)量范圍：2-400微米；

輸入信號(hào)：2-40mA模擬信號(hào)；

輸出信號(hào)：RS-485通信協(xié)議，RS-232通信協(xié)議，或2-40mA模擬信號(hào)輸出；

顆粒物計(jì)數(shù)儀主要應(yīng)用于以下場(chǎng)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(jì)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(cè)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(jì)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(gè)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(jì)，優(yōu)化絮凝器操作條件等。

1. 優(yōu)化絮凝劑的加入量

 實(shí)驗(yàn)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(huì)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(duì)于保證水質(zhì)，降低成本，減少浪費(fèi)具有重要意義。特別是在對(duì)絮凝劑加入量進(jìn)行微量調(diào)節(jié)時(shí)，過濾器出水中顆粒物濃度較低，濁度儀和JAR 測(cè)試法精度不夠，無法使用。顆粒物計(jì)數(shù)儀可彌補(bǔ)這一缺陷，準(zhǔn)確測(cè)量此時(shí)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(jì)和操作

 傳統(tǒng)的絮凝過程的設(shè)計(jì)，操作以及評(píng)估是以停留時(shí)間 (t) 和攪拌強(qiáng)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(gè)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(jì)指導(dǎo)找出具體設(shè)計(jì)中的失誤。例如在絮凝器的設(shè)計(jì)中，雖然存在一些選擇旋轉(zhuǎn)方向和攪拌速度的經(jīng)驗(yàn)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(cè)量原理決定其本身并不能很好地表征顆粒物數(shù)量和動(dòng)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(cè)量的滯后性也使?jié)岫炔荒芗皶r(shí)反映絮凝的效果。而顆粒物計(jì)數(shù)儀可用來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絮凝過程中顆粒物的動(dòng)力學(xué)變化結(jié)果，為優(yōu)化絮凝過程的設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)儀對(duì)絮凝過程中顆粒物大小的動(dòng)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(cè)和評(píng)估過濾器的過濾效率

    監(jiān)測(cè)和評(píng)估過濾器的過濾效率包括監(jiān)測(cè)過濾器的穿透，確定過濾器的反洗時(shí)間，評(píng)估過濾器的過濾效率，以及選取過濾器的流量。

1. 及時(shí)報(bào)告過濾器的穿透

  顆粒物計(jì)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(shí)候，透過的顆粒物數(shù)量很少，濁度儀無法監(jiān)測(cè)出濃度的變化。但顆粒物計(jì)數(shù)儀的精密度大大超過濁度儀，其相應(yīng)粒徑的測(cè)量值會(huì)顯著升高，因此及時(shí)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(shí)間

 控制反洗時(shí)間對(duì)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(duì)過濾器進(jìn)行反洗，或利用固定的頭壓損失來決定是否對(duì)過濾器進(jìn)行反洗。但用時(shí)間作為唯一的控制因素顯然沒有考慮過濾器的實(shí)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(shí)際操作狀態(tài)。與濁度儀不同，顆粒物計(jì)數(shù)儀的測(cè)量結(jié)果沒有滯后，能實(shí)時(shí)反映過濾器的運(yùn)行狀態(tài)。因此若利用顆粒物計(jì)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(shí)應(yīng)進(jìn)行反洗。

3. 評(píng)估過濾器的效率

 過濾效率是用對(duì)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(duì)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(duì)數(shù)值為2作標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估過濾器的效率，當(dāng)對(duì)數(shù)值高于2時(shí)說明過濾器處于正常運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)對(duì)數(shù)值低于2時(shí)，說明需要建造新的過濾器。利用顆粒物計(jì)數(shù)儀對(duì)過濾器實(shí)時(shí)測(cè)定的結(jié)果可評(píng)估過濾效率，為控制過濾效率提供依據(jù)。并及時(shí)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(yùn)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(jì)數(shù)儀還可評(píng)估流速對(duì)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(cè)出水顆粒物

    監(jiān)測(cè)出水中顆粒物的大小及粒度分布，對(duì)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(jì)數(shù)儀在飲用水處理過程中具有明顯的優(yōu)勢(shì)：

    由于傳統(tǒng)的氯消毒不能殺死對(duì)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(duì)病原體的監(jiān)測(cè)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(jì)數(shù)儀定量監(jiān)控相關(guān)粒徑的出水顆粒物的量對(duì)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(jì)數(shù)儀體積小巧攜帶方便；與在線顆粒物計(jì)數(shù)儀具有同樣的監(jiān)測(cè)功能，更方便用于實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)燒杯實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jì)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(jì)和操作條件，監(jiān)測(cè)和評(píng)估過濾器的效率，定量監(jiān)測(cè)出水顆粒物，監(jiān)測(cè)和控制有害病原微生物提供準(zhǔn)確、及時(shí)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(jì)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(duì)大量的水樣，然后用光電二極管在一定的角度測(cè)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(hào)。濁度儀的測(cè)量結(jié)果受顆粒物對(duì)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(hào)的減弱，使測(cè)量結(jié)果偏低；如果測(cè)量體系中有大量的超細(xì)顆粒物，因其比大的顆粒物對(duì)光的散射更有效，導(dǎo)致光信號(hào)被夸大，使測(cè)量結(jié)果偏高。

    顆粒物計(jì)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(cè)的液體流向，顆粒物通過時(shí)就會(huì)阻擋光束，產(chǎn)生光強(qiáng)的變化，這種瞬時(shí)的光強(qiáng)變化引起光電二極管接收電壓信號(hào)的變化。不同粒徑大小的顆粒物產(chǎn)生的電壓信號(hào)的變化不同，它與被檢測(cè)的顆粒物的截面積成正比。每一個(gè)顆粒物通過光束時(shí)引起一個(gè)電壓脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)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(cè)量頻道獲得。顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)的測(cè)定結(jié)果可以直接反映顆粒物的物理參數(shù)。

一、 顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)可以定量監(jiān)測(cè)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(jì)數(shù)儀系統(tǒng)能夠取代生物測(cè)試法來監(jiān)測(cè)出廠水中的病原微生物，常規(guī)的生物測(cè)試法需要采集水樣，培育24小時(shí)或以上時(shí)間；等檢測(cè)結(jié)果出來后，可能被檢測(cè)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(shí)的報(bào)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(cè)手段也無法有效的監(jiān)測(cè)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(dòng)物的腸、胃、呼吸道等器官；被感染者會(huì)出現(xiàn)頭暈、惡心、食欲不振、脫水、甚至死亡等癥狀。）顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)能夠適時(shí)的報(bào)告被監(jiān)測(cè)體系中的顆粒物的量，通過不同的測(cè)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(cè)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(jì)數(shù)儀系統(tǒng)可以優(yōu)化絮凝過程。

    顆粒物計(jì)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(huì)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(huì)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(cè)定結(jié)果不穩(wěn)定，多次測(cè)量同一個(gè)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(shí)的描述絮凝體生長的變化。顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)可以適時(shí)的描述絮凝劑加入后，絮凝體生長的動(dòng)力學(xué)過程；可以指導(dǎo)絮凝器的設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)儀系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)和評(píng)估過濾器的效率。

    顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)可以及時(shí)報(bào)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(shí)候，透過的顆粒物數(shù)量很少，濁度儀無法監(jiān)測(cè)出濃度的變化。但顆粒物計(jì)數(shù)儀的精密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于濁度儀，其測(cè)量到的相關(guān)粒徑大小的顆粒物的數(shù)量會(huì)顯著增加，因此能夠及時(shí)警告過濾器發(fā)生的穿透現(xiàn)象。

    顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的確定過濾器的反洗時(shí)間。準(zhǔn)確的選擇過濾器的反洗時(shí)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(duì)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(shí)間作為唯一的控制因素顯然沒有考慮過濾器的實(shí)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(shí)際操作狀態(tài)。與濁度儀相比，顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)測(cè)量的結(jié)果沒有滯后性，能及時(shí)反映過濾器的運(yùn)行狀態(tài)。因此可以利用顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)，通過監(jiān)測(cè)出水中顆粒物的量，來確定過濾器的反洗時(shí)間。

    顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)可以評(píng)估過濾器的效率。過濾器的效率通常是以對(duì)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(duì)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(duì)數(shù)值為2作為標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估過濾器的效率，當(dāng)對(duì)數(shù)高于2時(shí)說明過濾器處于正常工作狀態(tài)；當(dāng)對(duì)數(shù)值低于2時(shí)，說明過濾器有問題，可能需要重新建造。利用顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)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(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)等情況造成的過濾效率低下的發(fā)生。

    顆粒物計(jì)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(jì)數(shù)儀系統(tǒng)監(jiān)測(cè)出水中顆粒物的量的變化，可以評(píng)估流速對(duì)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(jì)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(gè)地區(qū)和單位都已采用。

歸納顆粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)在水處理工藝中的作用有以下幾點(diǎn)：

1． 粒物計(jì)數(shù)儀系統(tǒng)可以定量檢測(cè)出水顆粒物的量，能取代生物測(cè)試法來檢測(cè)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(cè)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(jì)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(jì)和絮凝器的操作條件。

3． 顆粒物計(jì)數(shù)儀能夠監(jiān)測(cè)和評(píng)估過濾器的效率。及時(shí)報(bào)告過濾器的穿透、確定過濾器的反洗時(shí)間，反洗水用量，評(píng)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)。