Meranie zákalu je základným parametrom pri úprave vody a čistení odpadových vôd. Opisuje stupeň rozptylu a absorpcie svetla v kvapaline, ktorý je spôsobený suspendovanými časticami, ako sú suspendované látky, mikroorganizmy alebo koloidné nečistoty. Presné meranie zákalu poskytuje dôležité informácie o kvalite vody, stabilite procesu a účinnosti čistiacich postupov.

Definícia a fyzikálny základ

Zákal vzniká v dôsledku častíc, ktoré sú väčšie ako molekuly, ale dostatočne malé na to, aby zostali v suspenzii. Tieto častice rozptyľujú a absorbujú svetlo, čím sa znižuje priehľadnosť kvapaliny.

• Faktory ovplyvňujúce zákal:
  • Veľkosť častíc: Väčšie častice rozptyľujú svetlo silnejšie.
  • Koncentrácia častíc: Vyššie koncentrácie zvyšujú zákal.
  • Vlastnosti častíc: Tvar, povrchová štruktúra a index lomu častíc ovplyvňujú rozptyl svetla.

Zákal sa zvyčajne meria v jednotkách NTU (nefelometrické jednotky zákalu) alebo FNU (formazínové nefelometrické jednotky). Tieto jednotky sú medzinárodne štandardizované a vychádzajú z rozptylu svetla časticami.

Princípy merania zákalu

Meranie zákalu sa vykonáva optickými metódami, pri ktorých sa používajú svetelné zdroje a detektory na kvantifikáciu rozptylu alebo oslabenia svetla.

1. Nefelometrické meranie (meranie rozptýleného svetla):

• Princíp: Svetlo sa vrhá do vody a rozptyl svetla sa meria v uhle 90° k dopadajúcemu svetlu.
• Výhody:
  • Obzvlášť citlivý na nízke zakalenie.
  • Vhodné pre pitnú vodu, ultračistú vodu a procesnú vodu.
• Oblasti použitia: Monitorovanie procesov v čistiarňach odpadových vôd, úprava pitnej vody, kontrola procesov v membránových zariadeniach.

2. Transmisia (meranie priepustnosti):

• Princíp: Svetlo prechádza vodou a meria sa strata svetla v dôsledku absorpcie a rozptylu.
• Výhody:
  • Vhodný pre veľmi zakalenú vodu.
  • Poskytuje kvantitatívne údaje o koncentrácii častíc.
• Oblasti použitia: Čistenie odpadových vôd, kontrola sedimentácie.

3. Meranie viacerých uhlov:

• Princíp: Rozptyl svetla sa meria z viacerých uhlov, aby sa určila veľkosť a rozloženie častíc.
• Výhody:
  • Poskytuje podrobné informácie o fyzikálnych vlastnostiach častíc.
  • Podporuje optimalizáciu procesov flokulácie a sedimentácie.

Technológie a senzorika

Moderné merače zákalu využívajú ako zdroj svetla LED diódy alebo lasery a na meranie svetla vysoko citlivé fotodetektory. Prístroje sú k dispozícii v rôznych konfiguráciách:

• Inline senzory: Inštalované priamo do potrubia; umožňujú nepretržité monitorovanie bez odberu vzoriek.
• Prenosné zariadenia: Ručné meracie prístroje pre rýchle merania na mieste.
• Laboratórne zariadenia: Vysoká presnosť a rozsiahle možnosti analýzy.

Oblasti použitia merania zákalu

Meranie zákalu je dôležité takmer vo všetkých oblastiach priemyselnej úpravy vody a čistenia odpadových vôd.

1. Úprava vody

• Trinkwasser: Überwachung von Filtrationsprozessen zur Einhaltung der Grenzwerte (< 0,1 NTU gemäß WHO).
• Čistá voda: Kontrola filtračných a reverzných osmóznych zariadení s cieľom minimalizovať znečistenie časticami.
• Chladiaca voda: Monitorovanie suspendovaných látok, ktoré môžu spôsobiť zanášanie alebo usadzovanie v tepelných výmenníkoch.

2. Čistenie odpadových vôd

• Čističky odpadových vôd: Monitorovanie primárnych a sekundárnych procesov čistenia s cieľom vyhodnotiť účinnosť sedimentácie.
• Precipitácia a flokulácia: Optimalizácia dávkovania precipitčných a flokulačných prostriedkov.
• Priamy vypúšťateľ: Dodržiavanie zákonných limitných hodnôt pre vypúšťanie do vôd.

3. Priemyselné použitie

• Potravinársky a nápojový priemysel: Kontrola procesnej vody a odpadových vôd z hľadiska obsahu častíc.
• Farmaceutický priemysel: Zabezpečenie čistoty pri výrobe liekov.
• Chemikálie pre elektrárne: Monitorovanie zakalenia napájacej vody a kondenzátu.