Uit het PMA-archief. Dit artikel behoudt de oorspronkelijke publicatiedatum; de beschikbaarheid van producten, specificaties en contactgegevens kunnen inmiddels zijn gewijzigd.
Troebelheid is al lange tijd een van de belangrijkste indicatoren voor het bepalen van de waterkwaliteit. Binnen de sector wordt echter algemeen erkend dat verschillende meetinstrumenten bij hetzelfde monster verschillende resultaten kunnen opleveren, vanwege de invloed van het ontwerp van het instrument op de meetwaarden. Hiervoor zijn verschillende redenen, waarvan sommige te maken hebben met de detectiehoek van het invallende en verstrooide licht van het instrument, en andere met de manier waarop het monster aan het instrument wordt aangeboden.
Troebelheid kan een complexe meting zijn, vooral bij de zeer lage niveaus die nodig zijn voor de productie van drinkwater in het Verenigd Koninkrijk. De meting kan beïnvloed worden door de grootte en vorm van het materiaal dat het licht verstrooit, de kleur van het monster en de verdeling van het materiaal in het monster.
Om deze problemen op te lossen is een nieuw troebelheidsmeetinstrument ontwikkeld, de PTV1000, ontworpen door een team van deskundigen onder leiding van de wereldberoemde troebelheidsexpert Mike Sadar. Het door hen ontworpen online meetinstrument was bedoeld om de veelvoorkomende problemen bij het aanvoeren van het monster naar het instrument aan te pakken.
De uitdagingen van troebelheidsmeting:
| Oorzaak | Effect |
|---|---|
| Bubbels | Hoge resultaten |
| Variaties in monstercellen | Hoge of lage resultaten. De impact van dit probleem is het grootst bij het meten van lage troebelheid. |
| Zwerflicht | Hoge resultaten |
| Verontreiniging | Hoge resultaten. Komt door de opbouw van deeltjes/schilfers in het instrument of door microbiologische vervuiling. |
| Optische aspecten van het instrument | Hoge of lage resultaten. Degradatie van de optische componenten in het instrument en het effect van kalibratie |
| Absorberen van gekleurde deeltjes | Lage resultaten |
| Voorbeeld Kleur | Lage resultaten (bij gebruik van een golflengte in het zichtbare gebied) |
| Deeltjesgrootte | Hoge of lage meetwaarden (afhankelijk van de golflengte) Grote deeltjes verstrooien langere golflengten van het licht gemakkelijker dan kleine deeltjes Kleine deeltjes verstrooien kortere golflengten efficiënter dan langere golflengten |
| Deeltjesbezinking | Hoge of lage resultaten. Dit is eerder een probleem bij draagbare instrumenten dan bij online instrumenten. |
| Deeltjesdichtheid | Lage resultaten |
Tabel overgenomen uit Sadar.M, „Turbidity Instrumentation – An overview of today’s technology”, FISC Turbidity Workshop. Georganiseerd door de US Geological Survey, Reno, Nevada, 2002
Er is een nieuwe manier ontwikkeld om troebelheid te meten, de PTV1000 van Lovibond, die gebruik maakt van de expertise van een team met meer dan 100 jaar ervaring in troebelheidsmeting.
Bubbels
Bellen zijn de vloek van troebelheidsmetingen en fabrikanten hebben in de loop der jaren een aantal methoden geprobeerd om ze voor de meting uit het monster te verwijderen. Om te voorkomen dat luchtbellen de meetkamer binnendringen, bevat het nieuwe instrumentontwerp een integraal gepatenteerd bellenvangmechanisme, dat zowel horizontale als verticale stroming gebruikt om zelfs microbellen op te vangen en uit het instrument te verwijderen voorafgaand aan de meting.
Zijaanzicht
Monstercel
Elk oppervlak dat tussen het invallende licht en de detector komt, is niet ideaal. Troebelheidsmeting op een werkbank is inherent gevoelig voor defecten op de cel door reiniging en gebruik, deze veroorzaken vals-positieve troebelheidsresultaten, dus waarom zou je ze in online instrumenten gebruiken als dat niet nodig is. Glazen cellen zijn gevoelig voor krassen en vervuiling.
Daarbij komt nog het probleem van condensatie, een bijzonder probleem bij het gebruik van glazen cellen, maar ook bij online instrumenten die geen glazen cellen gebruiken, wanneer zich condens opbouwt rond de lichtbron.
Om deze problemen te voorkomen, gebruikten de experts simpelweg geen glazen cellen en namen ze een temperatuurgeregelde lichtbron op om condensatie op de optiek te voorkomen.
Zwerflicht
Storend licht is een ander probleem dat kan worden beperkt door een goed doordacht instrumentontwerp. In wezen gaat het om het licht dat door het instrument wordt gedetecteerd en dat op dat moment geen verband houdt met de verstrooiing door de deeltjes in het monster. Ook hier geldt dat metingen van zeer lage troebelheidswaarden gevoelig zijn voor fouten als gevolg van zelfs de kleinste hoeveelheden licht die in de monsterkamer weerkaatsen.
De nieuwe PTV1000 is ontworpen om strooilicht naar beneden te leiden, weg van de detector en richting een ‘strooilichtafvoer’. Dit speciaal ontwikkelde onderdeel vangt strooilicht op en voorkomt dat het in de meetkamer weerkaatst en vals-positieve resultaten veroorzaakt.
Verontreiniging
In de PTV1000 worden speciaal ontworpen onderdelen gebruikt die in contact komen met het medium, en de meetkamer is volledig glad uitgevoerd om plekken waar zich bezinksel kan ophopen tot een minimum te beperken. Bovendien is de meetkamer zo ontworpen dat deze eenvoudig toegankelijk is, aangezien het voor operators gemakkelijk moeten zijn om de kamer schoon te maken – dit is essentieel om verontreinigingsproblemen te voorkomen.
Optische aspecten van het instrument
Door gebruik te maken van een LED-lichtbron biedt de PTV1000 langdurige en stabiele prestaties. Om het optische systeem te controleren, is er een betrouwbare standaard ontwikkeld waarmee gebruikers hun systeem kunnen controleren, maar het team van experts wilde nog een stap verder gaan en kalibratie mogelijk maken met formazine, de primaire kalibratieoplossing voor troebelheidsmeters.
Troebelheidskalibratie is gebaseerd op de respons van het instrument op formazine. Formazine is speciaal ontwikkeld voor de kalibratie van troebelheidsinstrumenten en is een polymeer met relatief consistente lichtverstrooiingseigenschappen. Het is de ENIGE echte primaire kalibratiestandaard die beschikbaar is, elke andere standaard die je kunt krijgen voor een troebelheidsinstrument is een secundaire standaard die teruggaat op formazine en eigenlijk alleen gebruikt moet worden voor verificatie. Helaas heeft formazine twee grote nadelen: het is niet erg prettig om mee om te gaan en ten tweede is het niet erg stabiel in een verdunde oplossing. Aangezien drinkwaterbedrijven werken onder 1NTU moeten de oplossingen die je gebruikt om te kalibreren vers worden aangemaakt voor gebruik.
Kleur monster/gekleurde absorberende deeltjes
Er valt echter weinig te doen aan de lichtabsorptie door kleur, aangezien dit vooral van invloed is op meetinstrumenten die gebruikmaken van een golflengte onder de 800 nm. Aangezien de meeste troebelheidsmeters die in het Verenigd Koninkrijk worden gebruikt, zijn ontworpen om te voldoen aan de ISO 7027-norm – waarin wordt gespecificeerd dat er gebruik moet worden gemaakt van een golflengte in het nabije infrarood – is dit minder een probleem.
Deeltjesgrootte/dichtheid
Ook hier geldt dat er niet veel kan worden gedaan aan de manier waarop het instrument omgaat met de verschillende verstrooiingseigenschappen van deeltjes met verschillende afmetingen en dichtheden. De gebruiker moet beslissen of hij kleinere deeltjes wil kunnen detecteren door een kortere golflengte te gebruiken (en daarmee het risico op kleurinterferentie te lopen) of de ISO-conforme versie van het instrument met een langere golflengte te gebruiken. Het nieuwe instrument is in beide uitvoeringen verkrijgbaar. Wat betreft het bezinken van deeltjes kan er, nogmaals, niet veel worden gedaan in het ontwerp van het instrument, maar het is de moeite waard om hier rekening mee te houden wanneer de resultaten van online en draagbare instrumenten worden vergeleken.
Kortom, er is een nieuwe methode voor het meten van troebelheid ontwikkeld: de PTV 1000 van Lovibond, waarin de expertise is verwerkt van een team met meer dan 100 jaar ervaring op het gebied van troebelheidsmetingen.
Terwijl veel van de technische problemen die gepaard gaan met troebelheidsmeting werden opgelost, ontwierp het team de PTV1000 ook met de operator van de waterzuiveringsinstallatie in gedachten. Dit betekende dat er slechts kleine hoeveelheden monster nodig waren om het waterverbruik te verminderen en dat er een App-gebaseerde interface werd geïntroduceerd voor bediening op een smart device waar dit wenselijk is.
Met de PTV1000 is een nieuwe standaard voor troebelheidsmeting ontwikkeld.
