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背景介紹：

    上海市北 自來水公司為實(shí)現(xiàn)  《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)  GB5749-2006》要求，通過水廠工藝改造及加強(qiáng)管理,大大提高了水廠出水水質(zhì)。為迎接上海世博會(huì)提供安全供水保障，將0.08NTU 作為水質(zhì)濁度的內(nèi)控目標(biāo)，如下圖：上海吳淞自來水廠水質(zhì)監(jiān)測(cè)室 “班組精神，為了0.08NTU ！”。

    如何保證純凈的出廠水在 0.08NTU 以下的濁度測(cè)量是準(zhǔn)確的呢？上海自來水公司向 HACH 的工程師提出這個(gè)至關(guān)重要的問題。
 
    實(shí)際上，HACH （中國(guó)）的銷售總監(jiān)程立先生在多年前就提出過這個(gè)問題。HACH 應(yīng)用部門為此做了大量的前期研究工作，并在此期間出版了“水濁度精確檢測(cè)技術(shù)”專業(yè)書籍，集中了 HACH 多年來的濁度檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，詳細(xì)論述了如何利用不同類型的濁度儀多水廠濁度進(jìn)行檢測(cè)及改善水廠工藝管理。

    作為世界水質(zhì)分析儀表的領(lǐng)導(dǎo)者 ，如何與中國(guó)供水企業(yè)一同面對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)是 HACH 公司不可推卸的責(zé)任和義務(wù)。

    2009-8-5日，由美國(guó)HACH 公司應(yīng)用技術(shù)專家、上海辦事處及上海市北 自來水公 司相關(guān)技術(shù)人員組成的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，在上海吳淞水廠進(jìn)行了為期三天的一系列現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。
     
    此次實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容及數(shù)據(jù)如下：
  
    時(shí)間：2009年8月4日
    地點(diǎn)：上海市北 自來水廠實(shí)驗(yàn)室
    參與人員:

        HACH 公司：楊家建、李翠穎、冉新宇、許祎、鄭澤威              
        市北自來水：專業(yè)技術(shù)工程師   

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及目的

    1. 通過對(duì)不同 1720E 在線濁度儀的校正比對(duì)，及通過對(duì) 1720E2100AN 實(shí)驗(yàn)室濁度儀的比對(duì)，深入驗(yàn)證 1720E 的在線監(jiān)測(cè)讀數(shù)在超低濁度  （0.1NTU 數(shù)量級(jí)）范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性和可靠性。 

    2.  通過對(duì)不同 1720E 在線濁度儀及新舊 2100P 之間的互相交叉校正比對(duì)，深入驗(yàn)證 1720E 的在線監(jiān)測(cè)讀數(shù)在超低濁度（0.1NTU 數(shù)量級(jí)）范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性和可靠性。

應(yīng)用儀器及標(biāo)準(zhǔn)液

    sc100 變送器
    2 臺(tái)正在使用的 1720E 濁度傳感器（市北管網(wǎng)SN080900126667、SN081200304440）     
    1臺(tái) 2100AN 臺(tái)式濁度儀     
    1 臺(tái)倉庫新申領(lǐng)的 2100P，序列號(hào)：09020C034740     
    11 臺(tái)正在使用的 2100P 臺(tái)式濁度儀

    從儀器各個(gè)序列號(hào)上來看：使用時(shí)間最長(zhǎng)有 7 年，最短只有 9 個(gè)月。
 
    0.1NTU 濁度標(biāo)準(zhǔn)液（Lot A9083，有效期 Mar-11）      
    4000NTU 濁度標(biāo)準(zhǔn)液 （Lot A9166，有效期 Jun-11） 
  
實(shí)驗(yàn)一： 

實(shí)驗(yàn)方法

使用 20NTU 濁度標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行1720E 校正，然后用 0.1NTU 濁度標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行驗(yàn)證，讀數(shù)誤差小于±10%  （即 1720E 顯示讀數(shù)在 0.090～0.110NTU 范圍之間）。

操作過程
 
1、 準(zhǔn)備工作 
    
1)  使用洗滌劑清洗校正桶燒杯等量具     
2)  使用 5%左右的鹽酸浸泡 5 分鐘左右     
3)  使用蒸餾水進(jìn)行沖洗數(shù)次，晾干水滴備用     
4)  1720E 傳感器探頭進(jìn)清洗     
5)  標(biāo)準(zhǔn)液準(zhǔn)備：20NTU 標(biāo)準(zhǔn)液制備：從 4000NTU 標(biāo)準(zhǔn)液中取出 5ml，稀釋到 1L 容量瓶中進(jìn)行定容 

2、 20NTU 標(biāo)準(zhǔn)液校正
     
1)  傳感器恢復(fù)出廠初始值     
2)  執(zhí)行電子清零     
3)  校正前蒸餾水讀數(shù)

    序列號(hào) 080900126667 讀數(shù)為：0.057NTU         
    序列號(hào) 081200304440 讀數(shù)為：0.059NTU
    
4)  采用“用戶準(zhǔn)備校正”程序進(jìn)行校正
         
a)  第一臺(tái) 1720E 傳感器放入已經(jīng)加有蒸餾水的校正桶進(jìn)行純水本底修正         
b)  第一臺(tái) 1720E 傳感器放入 20NTU 濁度標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校正，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后確定校正讀數(shù)         
c)  第二臺(tái) 1720E 傳感器重復(fù)上述步驟進(jìn)行校正；         
d)  校正后 1720E 傳感器使用稀酸后和純水清洗后，晾干備用 

3、 0.1NTU 標(biāo)準(zhǔn)液驗(yàn)證     

    0.1NTU 標(biāo)準(zhǔn)液：按照相關(guān)要求進(jìn)行混勻和靜置處理，然后小心倒入校正桶；由于環(huán)境要求較高，0.1NTU濁度標(biāo)準(zhǔn)液極易受環(huán)境因素而產(chǎn)生變化，因此傳感器放入標(biāo)準(zhǔn)液穩(wěn)定 30 秒后的讀數(shù)，即為驗(yàn)證測(cè)量讀數(shù)：

      序列號(hào) 080900126667 讀數(shù)為：0.107NTU  （第一瓶標(biāo)準(zhǔn)液）     
      序列號(hào) 081200304440 讀數(shù)為：0.099NTU  （第二瓶標(biāo)準(zhǔn)液）     
      兩臺(tái) 1720E 讀數(shù)均在要求的 10%以內(nèi)； 

4、 數(shù)據(jù)記錄

結(jié)論

1. 根據(jù)濁度散射光測(cè)量的相關(guān)理論，濁度在 0～40NTU 范圍內(nèi)是符合線性的；由于在入射光被關(guān)閉且樣品池密閉情況下，所測(cè)量的值定義為進(jìn)入濁度檢測(cè)器的散光為零，即為理論的零點(diǎn)；因此僅需要執(zhí)行一點(diǎn)校正即可滿足測(cè)量要求，一般采用 0～40NTU 線性范圍的中點(diǎn) 20NTU 進(jìn)行校正即可滿足要求。 

2.  在上述實(shí)驗(yàn)中，兩臺(tái) 1720E 通過 20NTU 標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校正后，測(cè)量 0.1NTU 濁度標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，獲得數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確和可靠的，其讀數(shù)偏差在±10%以內(nèi)；因此，可以說明 1720E 在低量程濁度  （0.1NTU 左右）測(cè)量時(shí)的讀數(shù)是準(zhǔn)確和可靠的。

存在問題與建議：

1. 在日常維護(hù)中，由于 20NTU 標(biāo)準(zhǔn)液制備相對(duì)簡(jiǎn)單，誤差相對(duì)較小，因此只需使用 20NTU 的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校正即可滿足超低濁度測(cè)量；

2.在超低量程濁度測(cè)量中，不建議使用超低濁度標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行校正，因?yàn)槌蜐岫葮?biāo)準(zhǔn)液配置時(shí)很容易產(chǎn)生相對(duì)較大的誤差。在使用超低濁度標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行儀器驗(yàn)證時(shí)，環(huán)境要求較高，如  0.1NTU  濁度標(biāo)準(zhǔn)液，環(huán)境中的灰塵、二氧化碳等都會(huì)對(duì)超低濁度標(biāo)準(zhǔn)液產(chǎn)生較大的濁度影響。同時(shí)，必須在數(shù)值穩(wěn)定后及時(shí)讀數(shù)，否則環(huán)境干擾因素會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)液的成分。   

實(shí)驗(yàn)二:

    對(duì)上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，全新的 2100P 和 1720E 的測(cè)量數(shù)據(jù)非常接近，平均偏差率僅為 1%左右。如果 考慮到 2100P 只能顯示小數(shù)點(diǎn)后兩位的數(shù)值，那么實(shí)際測(cè)量數(shù)值將更為接近，線性一致性非常高。

    從表 4、表 5 的測(cè)量數(shù)據(jù)中，我們可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：
  
    1.每一組數(shù)據(jù)表明:  沒有經(jīng)過維護(hù)的 2100P 與 1720E 及全新的 2100P 對(duì)同一個(gè)水樣的測(cè)量值差異巨大，至少一倍左右；
 
    2.使用同一個(gè)舊樣品瓶，在不同儀器上得出的結(jié)果比較接近，標(biāo)準(zhǔn)偏差值較小。側(cè)面證明了 HACH 同樣工藝下生產(chǎn)出來的 2100P 批次性能穩(wěn)定。
 
    3.不同的樣本瓶裝同一個(gè)水樣，測(cè)量值有時(shí)差異很大（舊瓶 2）。

    針對(duì)第 3 種情況，特別進(jìn)行了以下的比對(duì)實(shí)驗(yàn)：

    從上面的數(shù)據(jù)分析來看，我們可以得出結(jié)論:

    同樣的 2100P，使用舊的樣本瓶的測(cè)量值顯著高于新樣品瓶。原因是舊的樣本瓶 由于長(zhǎng)期使用，劃痕較多， 由劃痕引起的散射光比新樣本瓶高得多，所以測(cè)量值明顯偏高。  
    
    結(jié)論：

    1、新的 2100P 和 1720E 之間在 0.06 到 0.1NTU 之間能夠進(jìn)行有效的讀數(shù)對(duì)比，但是對(duì)儀器和人員的要求較高。
             
    2、長(zhǎng)期不保養(yǎng)的 2100P 在自來水管網(wǎng)檢測(cè)中的讀數(shù)基本上失去參考意義，反而會(huì)帶來一定的錯(cuò)誤的結(jié)論。
 
    3、大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)表明樣本瓶完好與否對(duì)于讀數(shù)的影響很大，是測(cè)試不準(zhǔn)的主要因素。采用新的標(biāo)準(zhǔn)液對(duì)儀器進(jìn)行經(jīng)常性的校準(zhǔn)也是非常重要的。

    通過對(duì) 1720E、2100AN 及新舊 2100P 交叉比對(duì)實(shí)驗(yàn)，大量的數(shù)據(jù)及實(shí)踐表明： 
 
    1.在正確地校正方法下，美國(guó) HACH 公司的在線濁度儀可以真實(shí)可靠地反映超低濁度水的水質(zhì)狀況；
 
    2.以同種工藝，不同批次制造的美國(guó) HACH 公司 1720E、2100P2100AN 濁度儀，在對(duì)超低濁度水進(jìn)行測(cè)量時(shí)，性能穩(wěn)定，測(cè)量可重復(fù)性極高；

    3.  美國(guó) HACH 公司 1720E、2100P2100AN 濁度儀，不同型號(hào)產(chǎn)品間的測(cè)量值具有極高的線性相關(guān)性；

最終結(jié)論:

    美國(guó) HACH 公司的 1720E 在線濁度儀，2100P2100AN 實(shí)驗(yàn)室濁度儀，在正確維護(hù)的條件下，完全能夠 應(yīng)對(duì)供水水質(zhì)提高背景下的超低濁度在線及實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的挑戰(zhàn)，為自來水公司實(shí)現(xiàn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB  5749-2006》的標(biāo)準(zhǔn)提供了長(zhǎng)期可靠地水質(zhì)監(jiān)測(cè)保障。
   
    同時(shí)，此次試驗(yàn)再次證明了，  優(yōu)秀的產(chǎn)品還需要優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)支持配合，只有有能力提供產(chǎn)品  -  技術(shù)支持  –  完整服務(wù)的優(yōu)秀整體方案提供者，才可能與使用者一同取得成功。

美國(guó) HACH 的解決方案：

    通過上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，無論何種型號(hào)的美國(guó) HACH 公司濁度儀，其日常維護(hù)定期校準(zhǔn)的水平，會(huì)極大 地影響測(cè)量值，尤其是對(duì)超低濁度測(cè)量值的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。在面對(duì)超低濁度監(jiān)測(cè)的過程中，對(duì)儀器的操作 及管理均提出了更高地要求。

    如何進(jìn)一步為儀器使用者的日常維護(hù)及校準(zhǔn)工作提供更專業(yè)、周到、細(xì)致的技術(shù)支持服務(wù)，美國(guó) HACH 公 司提供如下的解決方案：

    將以 HACH 公司數(shù)十年濁度測(cè)量研究經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的濁度儀日常維護(hù)定期校準(zhǔn)的要求、方法、步驟等內(nèi)容，制作成詳細(xì)的影像資料，提供給儀器的使用者，以便他們能夠直觀、明確、方便地對(duì) HACH 儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的日常維護(hù)及校準(zhǔn)，以保證在越來越嚴(yán)格的水質(zhì)監(jiān)測(cè)過程中，提高儀器的使用及管理水平，從而為飲用水安全供水提供最精確的水質(zhì)檢測(cè)保障。