背景介紹：

    上海市北 自來(lái)水公司為實(shí)現  《生活飲用水衛生標準  GB5749-2006》要求，通過(guò)水廠(chǎng)工藝改造及加強管理,大大提高了水廠(chǎng)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)濁度的內控目標，如下圖：上海吳淞自來(lái)水廠(chǎng)水質(zhì)監測室 “班組精神，為了0.08NTU ！”。

    如何保證純凈的出廠(chǎng)水在 0.08NTU 以下的濁度測量是準確的呢？上海自來(lái)水公司向 HACH 的工程師提出這個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。
 
    實(shí)際上，HACH （中國）的銷(xiāo)售總監程立先生在多年前就提出過(guò)這個(gè)問(wèn)題。HACH 應用部門(mén)為此做了大量的前期研究工作，并在此期間出版了“水濁度精確檢測技術(shù)”專(zhuān)業(yè)書(shū)籍，集中了 HACH 多年來(lái)的濁度檢測經(jīng)驗和數據，詳細論述了如何利用不同類(lèi)型的濁度儀多水廠(chǎng)濁度進(jìn)行檢測及改善水廠(chǎng)工藝管理。

    作為世界水質(zhì)分析儀表的領(lǐng)導者 ，如何與中國供水企業(yè)一同面對這個(gè)挑戰是 HACH 公司不可推卸的責任和義務(wù)。

    2009-8-5日，由美國HACH 公司應用技術(shù)專(zhuān)家、上海辦事處及上海市北 自來(lái)水公 司相關(guān)技術(shù)人員組成的聯(lián)合實(shí)驗團隊，在上海吳淞水廠(chǎng)進(jìn)行了為期三天的一系列現場(chǎng)實(shí)驗。
     
    此次實(shí)驗具體內容及數據如下：
  
    時(shí)間：2009年8月4日
    地點(diǎn)：上海市北 自來(lái)水廠(chǎng)實(shí)驗室
    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(lái)水：專(zhuān)業(yè)技術(shù)工程師   

實(shí)驗內容及目的

    1. 通過(guò)對不同 1720E 在線(xiàn)濁度儀的校正比對，及通過(guò)對 1720E2100AN 實(shí)驗室濁度儀的比對，深入驗證 1720E 的在線(xiàn)監測讀數在超低濁度  （0.1NTU 數量級）范圍內的準確性和可靠性。 

    2.  通過(guò)對不同 1720E 在線(xiàn)濁度儀及新舊 2100P 之間的互相交叉校正比對，深入驗證 1720E 的在線(xiàn)監測讀數在超低濁度（0.1NTU 數量級）范圍內的準確性和可靠性。

應用儀器及標準液

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

    從儀器各個(gè)序列號上來(lái)看：使用時(shí)間最長(cháng)有 7 年，最短只有 9 個(gè)月。
 
    0.1NTU 濁度標準液（Lot A9083，有效期 Mar-11）      
    4000NTU 濁度標準液 （Lot A9166，有效期 Jun-11） 
  
實(shí)驗一： 

實(shí)驗方法

使用 20NTU 濁度標準液進(jìn)行1720E 校正，然后用 0.1NTU 濁度標準液進(jìn)行驗證，讀數誤差小于±10%  （即 1720E 顯示讀數在 0.090～0.110NTU 范圍之間）。

操作過(guò)程
 
1、 準備工作 
    
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)行沖洗數次，晾干水滴備用     
4)  1720E 傳感器探頭進(jìn)清洗     
5)  標準液準備：20NTU 標準液制備：從 4000NTU 標準液中取出 5ml，稀釋到 1L 容量瓶中進(jìn)行定容 

2、 20NTU 標準液校正
     
1)  傳感器恢復出廠(chǎng)初始值     
2)  執行電子清零     
3)  校正前蒸餾水讀數

    序列號 080900126667 讀數為：0.057NTU         
    序列號 081200304440 讀數為：0.059NTU
    
4)  采用“用戶(hù)準備校正”程序進(jìn)行校正
         
a)  第一臺 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 1720E 傳感器放入 20NTU 濁度標準液進(jìn)行校正，待數據穩定后確定校正讀數         
c)  第二臺 1720E 傳感器重復上述步驟進(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 標準液驗證     

    0.1NTU 標準液：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濁度標準液極易受環(huán)境因素而產(chǎn)生變化，因此傳感器放入標準液穩定 30 秒后的讀數，即為驗證測量讀數：

      序列號 080900126667 讀數為：0.107NTU  （第一瓶標準液）     
      序列號 081200304440 讀數為：0.099NTU  （第二瓶標準液）     
      兩臺 1720E 讀數均在要求的 10%以?xún)龋?nbsp;

4、 數據記錄

結論

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

2.  在上述實(shí)驗中，兩臺 1720E 通過(guò) 20NTU 標準液進(jìn)行校正后，測量 0.1NTU 濁度標準液時(shí)，獲得數據是準確和可靠的，其讀數偏差在±10%以?xún)?；因此，可以說(shuō)明 1720E 在低量程濁度  （0.1NTU 左右）測量時(shí)的讀數是準確和可靠的。

存在問(wèn)題與建議：

1. 在日常維護中，由于 20NTU 標準液制備相對簡(jiǎn)單，誤差相對較小，因此只需使用 20NTU 的標準液進(jìn)行校正即可滿(mǎn)足超低濁度測量；

2.在超低量程濁度測量中，不建議使用超低濁度標準液進(jìn)行校正，因為超低濁度標準液配置時(shí)很容易產(chǎn)生相對較大的誤差。在使用超低濁度標準液進(jìn)行儀器驗證時(shí)，環(huán)境要求較高，如  0.1NTU  濁度標準液，環(huán)境中的灰塵、二氧化碳等都會(huì )對超低濁度標準液產(chǎn)生較大的濁度影響。同時(shí)，必須在數值穩定后及時(shí)讀數，否則環(huán)境干擾因素會(huì )影響標準液的成分。   

實(shí)驗二:

    對上面的實(shí)驗數據進(jìn)行分析，全新的 2100P 和 1720E 的測量數據非常接近，平均偏差率僅為 1%左右。如果 考慮到 2100P 只能顯示小數點(diǎn)后兩位的數值，那么實(shí)際測量數值將更為接近，線(xiàn)性一致性非常高。

    從表 4、表 5 的測量數據中，我們可以得出以下幾個(gè)結論：
  
    1.每一組數據表明:  沒(méi)有經(jīng)過(guò)維護的 2100P 與 1720E 及全新的 2100P 對同一個(gè)水樣的測量值差異巨大，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果比較接近，標準偏差值較小。側面證明了 HACH 同樣工藝下生產(chǎn)出來(lái)的 2100P 批次性能穩定。
 
    3.不同的樣本瓶裝同一個(gè)水樣，測量值有時(shí)差異很大（舊瓶 2）。

    針對第 3 種情況，特別進(jìn)行了以下的比對實(shí)驗：

    從上面的數據分析來(lái)看，我們可以得出結論:

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

    1、新的 2100P 和 1720E 之間在 0.06 到 0.1NTU 之間能夠進(jìn)行有效的讀數對比，但是對儀器和人員的要求較高。
             
    2、長(cháng)期不保養的 2100P 在自來(lái)水管網(wǎng)檢測中的讀數基本上失去參考意義，反而會(huì )帶來(lái)一定的錯誤的結論。
 
    3、大量的數據和經(jīng)驗表明樣本瓶完好與否對于讀數的影響很大，是測試不準的主要因素。采用新的標準液對儀器進(jìn)行經(jīng)常性的校準也是非常重要的。

    通過(guò)對 1720E、2100AN 及新舊 2100P 交叉比對實(shí)驗，大量的數據及實(shí)踐表明： 
 
    1.在正確地校正方法下，美國 HACH 公司的在線(xiàn)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 HACH 公司 1720E、2100P2100AN 濁度儀，在對超低濁度水進(jìn)行測量時(shí)，性能穩定，測量可重復性極高；

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

最終結論:

    美國 HACH 公司的 1720E 在線(xiàn)濁度儀，2100P2100AN 實(shí)驗室濁度儀，在正確維護的條件下，完全能夠 應對供水水質(zhì)提高背景下的超低濁度在線(xiàn)及實(shí)驗室測量的挑戰，為自來(lái)水公司實(shí)現《生活飲用水衛生標準GB  5749-2006》的標準提供了長(cháng)期可靠地水質(zhì)監測保障。
   
    同時(shí)，此次試驗再次證明了，  優(yōu)秀的產(chǎn)品還需要優(yōu)秀的專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)團隊支持配合，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 HACH 的解決方案：

    通過(guò)上述實(shí)驗數據的分析，無(wú)論何種型號的美國 HACH 公司濁度儀，其日常維護定期校準的水平，會(huì )極大 地影響測量值，尤其是對超低濁度測量值的準確性和真實(shí)性。在面對超低濁度監測的過(guò)程中，對儀器的操作 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及校準工作提供更專(zhuān)業(yè)、周到、細致的技術(shù)支持服務(wù)，美國 HACH 公 司提供如下的解決方案：

    將以 HACH 公司數十年濁度測量研究經(jīng)驗為基礎的濁度儀日常維護定期校準的要求、方法、步驟等內容，制作成詳細的影像資料，提供給儀器的使用者，以便他們能夠直觀(guān)、明確、方便地對 HACH 儀器進(jìn)行標準化的日常維護及校準，以保證在越來(lái)越嚴格的水質(zhì)監測過(guò)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)檢測保障。