
飲用水安全監(jiān)測需要覆蓋水源地、水廠處理、管網輸配等各個環(huán)節(jié),對監(jiān)測設備的精度、穩(wěn)定性和可靠性提出高要求。傳統(tǒng)人工采樣檢測因耗時長、覆蓋范圍有限,難以滿足動態(tài)水質管理需求。近年來,在線式水質監(jiān)測技術的發(fā)展使得對飲用水關鍵指標的連續(xù)實時監(jiān)測成為可能。其中,溶解氧和濁度是飲用水安全監(jiān)測中的核心指標:
溶解氧(DO):溶解氧是水體中分子態(tài)氧的含量,直接影響水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡和飲用水的安全。在水源地(如水庫、湖泊),DO需維持在5~9mg/L范圍內以保障水生生物生存和生態(tài)平衡,過低的DO會導致厭氧環(huán)境滋生有害微生物(如藍藻),過高的DO則可能加速金屬管道腐蝕。在水廠處理過程中,DO的控制尤為關鍵:混凝沉淀階段DO過低會導致水體發(fā)黑發(fā)臭,過濾后的出廠水DO需穩(wěn)定在6~8mg/L以提升消毒效果(氯消毒時DO過低會產生三鹵甲烷等副產物)。在輸配管網中,DO的監(jiān)測有助于防止管道腐蝕和二次污染:當管網中DO低于2 mg/L時,鐵細菌會大量繁殖,引發(fā)“紅水"“黑水"問題,同時加速管道腐蝕速率。因此,飲用水安全對DO監(jiān)測的精度與穩(wěn)定性要求遠高于工業(yè)廢水或地表水,需要設備具備高靈敏度和抗干擾能力。
濁度:濁度表示水中懸浮顆粒對光線的散射程度,是衡量水質清澈程度的重要指標。飲用水中的濁度主要由泥沙、膠體、微生物等懸浮物引起,過高的濁度不僅影響水的感官性狀,還可能攜帶細菌、病毒等污染物。根據《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2022),生活飲用水的渾濁度不得超過1 NTU(散射濁度單位),在水源水和出廠水中濁度要求更嚴格。濁度監(jiān)測對于飲用水安全的意義在于:一是保障感官品質,清晰的水質能降低用戶對異味、異色的抱怨;二是反映處理效果,濁度的變化可以評估混凝、沉淀、過濾等工藝的運行狀況,及時發(fā)現工藝異常(如濾池堵塞、加藥不足等);三是預警污染事件,如暴雨沖刷導致水源地濁度驟增或突發(fā)管網破裂混入泥沙,可通過濁度傳感器迅速察覺并采取應對措施。總之,濁度是飲用水安全監(jiān)測中重要的參數,其連續(xù)實時監(jiān)測有助于確保出廠水和管網水的水質達標。
為滿足上述需求,飲用水安全監(jiān)測系統(tǒng)通常采用多參數集成的在線監(jiān)測方案,將溶解氧、濁度與pH、電導率、溫度等參數結合,實現對水質全要素的同步感知。這種集成化監(jiān)測架構可以在同一監(jiān)測點上安裝多種傳感器,同步采集數據,為管網水質的全面評估提供支撐。多參數在線監(jiān)測系統(tǒng)借助物聯網和大數據技術,構建起覆蓋水體全流程的實時監(jiān)測網絡,被形象地稱為守護水環(huán)境的“智慧哨兵"。通過智能傳感器與云平臺的結合,監(jiān)測數據能夠遠程傳輸、存儲和分析,實現對水質異常的及時預警,為飲用水安全管理提供數字化支撐。

智感環(huán)境溶氧儀技術原理與應用
技術原理:智感環(huán)境溶氧儀是一種基于熒光猝滅原理的在線溶解氧監(jiān)測設備,利用光學方法實時測量水中溶解氧濃度。其核心組件包括熒光傳感器、激發(fā)光源和高靈敏度光學檢測裝置。工作時,特定波長的激發(fā)光源(通常為藍光)照射到傳感器表面涂覆的熒光物質上,使熒光物質被激發(fā)躍遷至高能態(tài);處于激發(fā)態(tài)的熒光物質會自發(fā)返回基態(tài),并在此過程中發(fā)射出特定波長的熒光信號。當水體中的氧氣分子擴散至傳感器表面并與激發(fā)態(tài)的熒光物質分子發(fā)生碰撞時,會發(fā)生能量轉移,導致熒光物質的發(fā)光強度下降,這一現象稱為“熒光猝滅"。熒光猝滅程度與水體中氧分子的濃度呈正相關,通過高精度光學檢測裝置捕捉熒光強度的變化,結合內置的校準模型即可推算出溶解氧的濃度值。與傳統(tǒng)的電化學溶氧儀(如Clark電極法)相比,熒光法溶氧儀無需消耗性的膜片和電解液,避免了電極污染和零點漂移問題,測量精度更高且響應速度更快。
性能特點:智感環(huán)境溶氧儀具有響應速度快、測量精度高、維護成本低等顯著優(yōu)勢。其響應時間可達到毫秒級,能夠實時捕捉水體溶解氧的瞬時變化,滿足對水質動態(tài)監(jiān)測的需求。測量精度方面,熒光法溶氧儀在0~10 mg/L量程內誤差可控制在±0.1 mg/L,且零點漂移小于0.05 mg/L/月,遠優(yōu)于傳統(tǒng)電極法(誤差約±0.2 mg/L/月)。這意味著在飲用水安全監(jiān)測中,熒光法溶氧儀能夠提供更加精準可靠的數據,為水質評估和決策提供有力支撐。同時,熒光法溶氧儀采用惰性熒光膜與水體接觸,無需電解液和滲透膜,避免了傳統(tǒng)電極可能出現的電解液泄漏和膜污染問題,不會對水體造成二次污染。這一特點符合飲用水衛(wèi)生標準(GB 5749-2022)中關于監(jiān)測設備不得影響水質的要求。在維護方面,熒光法溶氧儀無需定期更換膜片或補充電解液,僅需定期清潔傳感器表面即可,維護周期是傳統(tǒng)電極法的2~3倍,大大降低了水廠的運維成本和工作量。此外,熒光法溶氧儀對水中常見干擾因素(如硫化氫、氨氣等還原性物質)的耐受能力強,受其影響極小,適用于高污染、成分復雜的惡劣水質環(huán)境。綜合來看,智感環(huán)境溶氧儀憑借高精準度、低干擾性和長穩(wěn)定周期的技術優(yōu)勢,非常適合飲用水安全監(jiān)測場景。

應用領域:智感環(huán)境溶氧儀廣泛應用于飲用水安全監(jiān)測的全流程。在水源地,溶氧儀可集成于自動監(jiān)測浮標或固定監(jiān)測站,對水庫、湖泊等水源水體進行24小時連續(xù)監(jiān)測。通過監(jiān)測水源水中的DO濃度,及時發(fā)現水體富營養(yǎng)化、藻類爆發(fā)等問題,為水源保護和生態(tài)修復提供數據支持。在水廠處理環(huán)節(jié),溶氧儀安裝于混凝沉淀、過濾、消毒等工藝單元,用于實時調控溶解氧水平,確保各處理階段維持適宜的生化條件。例如,在生物活性炭濾池等需要微生物參與的工藝中,保持適當的溶解氧濃度可以促進微生物的活性,提高有機物和氨氮的去除效果。在輸配管網中,溶氧儀可布設在水廠出水口、管網末梢和重要用水戶入口等節(jié)點,監(jiān)測管網水在輸送過程中的溶解氧變化。一旦發(fā)現管網中DO異常降低,可能提示存在管網滲漏或二次污染風險,可及時通知相關部門進行檢修和處理。此外,溶氧儀還可用于農村飲水安全工程、應急水源監(jiān)測等場景,為偏遠地區(qū)和突發(fā)情況下的水質安全提供保障。總體而言,智感環(huán)境溶氧儀在飲用水安全保障體系中發(fā)揮著“智慧哨兵"的作用,通過實時監(jiān)測溶解氧這一關鍵指標,為飲用水源、處理和輸配各環(huán)節(jié)的水質安全保駕護航。