固体总定仪

近日，记者从中国科学院东北地理与生态研究所了解到，该所在水体总悬浮颗粒物光谱预测研究中取得进展，相关成果发表在国际期刊《Journal of Environmental Management》上，中国科学院东北地理与农业生态研究所王翔博士为第一作者，宋开山研究员为通讯作者。据介绍，良好的水质是人类社会发展的关键，总悬浮颗粒物（TSM）是一个关键的水质参数，可以影响水的透明度、真光层深度和初级生产者，与水生态环境问题息息相关。传统的水体TSM研究主要通过大量的野外调查，费时费力。与传统的TSM分析相比，光谱和遥感技术在水体TSM估算研究中具有很大的优势。任何基于卫星影像的遥感估算都需要光谱特征分析，光谱研究是遥感制图的基础。针对TSM的遥感估算研究已有很多，大多都是以单波段或波段运算构建的经验模型。光谱微分技术也被广泛应用于水质参数的预测，但都是一阶微分或二阶微分的整数阶微分。尽管整数阶微分被应用于多个领域，但也会导致一些光谱信息丢失和噪声放大。本研究以从全国103个湖泊水库采集的392个水体样本光谱数据为研究对象，在光谱微分技术可以有效预测TSM的基础上，尝试使用以0.25阶为增量的分数阶微分技术构建TSM预测模型，可以弥补整数阶微分的缺点，在任意阶扩展，从而捕捉到更多的光谱变化信息。研究表明，分数阶微分增强了对TSM响应的500-600nm和800nm处的光谱特征；分数阶微分也提高了TSM与光谱信息的相关性；并且分数阶微分提高了模型的预测能力，0.5阶至1.25阶的预测精度较高。本研究可为其他水质参数预测和基于高光谱影像的水质参数制图提供参考。该研究得到了国家重点研发项目和国家自然科学基金项目共同资助。

某家公司的废水处理厂是为600万人口设计的，每年处理、清洁和排放的废水超过1.2亿立方米（42亿立方英尺）。▲ 在水池侧安装的IQ SensorNet 2020 XT终端提供持续的过程监控该处理厂主要处理来自这个公司的生产废水，以及来自三个相连城市的城市废水，这三个城市的人口大约225,000人。由于其来源和成分，这个废水处理厂的废水流入物是一种比市政的单一工厂的流入物更难清洁的混合物。这意味，无论是对于工厂操作，还是随后用于帮助监控和控制过程的仪表选择，都必须满足特别高的排放限值要求。在给定条件下，设备所需的浊度测量要求严格，以确保合规性并提高工艺效率。测量任务浊度水平连续监测是确定最佳工艺操作的关键指标。报警功能对于识别液压过载的存在和早期检测以解离形式出现的不稳定生物变化至关重要。监控过程中稳定准确的可靠系统对于该过程的正常运行至关重要。测量位置所选定位置是处理厂的最终出水，在最终沉淀和机械污泥清理后。传感器安装在净水井的6米（19.6 英尺）深度。挑战由于废水的特殊成分，生物群落非常丰富，这导致在原本光滑的表面上，微生物膜更快地形成。这种累积或生物淤积会对用于监控过程的ViSolid® 和 VisoTurb® 传感器的光学测量窗口有负面影响。废水处理厂取样位置的石灰含量也带来了额外的测量挑战。随着生物污垢产生，污垢层无法通过机械清洁刷系统永久去除。这造成了大量的维护以及数据不准确。实际上，这意味着操作员几乎每天都要执行维护工作。解决方案传统清洁刷系统被证明是不可靠的，并会导致过多的维护量。必须找到一种替代步骤来保持传感器清洁。已测试带有集成超声波清洗功能的浊度 (VisoTurb® ) 传感器和总悬浮固体 (ViSolid® ) 传感器。集成的超声波源产生高频率振荡，从而显著减少或完全防止在光学窗口上积聚生物污垢。▲ ViSolid® 和 VisoTurb® 的超声波清洗功能可防止光学传感器结垢。它们安装在净水井中，以监控工厂出水。结果对于在这种困难条件下的应用，带有超声波清洗系统的传感器被证明能够成功消除生物污垢。与通常必须每天清洁的带有机械清洁刷系统的传感器（以及没有清洁刷系统）的传感器相比，VisoTurb® 传感器（根据DIN标准方法进行浊度测量）可以可靠准确地测量四周以上。在这段时间之后，由于系统的高污垢特性，也需要手动清洁传感器。▲ 用于浊度和悬浮固体测量的光学传感器是废水应用的理想选择。此处显示了 VisoTurb® 浊度传感器在连续运行30天后的状况。左方图像显示了带有超声波清洁系统的传感器，右方图像为未使用清洁系统的相同设置的传感器。在此特殊应用中，ViSolid® 总悬浮固体传感器（采用比DIN标准规定的锐角更小角度测量浊度）能够可靠地测量，并且超过六周时间不需额外的手动清洁。结论两款传感器，连同连续监测终端IQ SensorNet 2020 XT都非常适合废水处理应用。超声波清洁功能是一个显著优势，大大减少维护需求，从而节省时间和成本。在这个位置，遵循浊DIN标准的要求是不必要的，因此将使用ViSolid® 传感器替代现有浊度传感器，ViSolid® 传感器被验证是最能抵抗极端生物污染的传感器。这种独特的应用，大大降低了维护和相关成本。数据的准确性和可靠性显着提高。

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