在線懸浮物MLSS監(jiān)測儀采用紅外光散射法測量原理

在線懸浮物MLSS監(jiān)測儀運(yùn)用紅外光散射法是當(dāng)前最主流的技術(shù)原理，其核心邏輯是通過測量懸浮顆粒對紅外光的散射強(qiáng)度，反向推算污泥濃度（MLSS），整個過程遵循朗伯 - 比爾定律的衍生應(yīng)用。以下是其詳細(xì)介紹：

一、原理介紹

紅外光散射法的測量流程可分為“發(fā)射-作用-接收-計算"四個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都針對MLSS監(jiān)測的需求做了優(yōu)化：

紅外光源發(fā)射設(shè)備內(nèi)置850nm 波長的紅外LED光源，選擇這個波段的核心原因是：水和污泥中的有機(jī)/無機(jī)成分對該波長的“吸收作用" 弱，能有效避免水體顏色（如印染廢水的紅色、黑色）對測量的干擾，這也是它比可見光散射法更適用污水處理場景的關(guān)鍵。

光與懸浮顆粒的相互作用紅外光穿過含有MLSS的水樣時，會發(fā)生兩種現(xiàn)象：

少量光被顆粒直接吸收（可忽略）；

大部分光被污泥顆粒（如活性污泥絮體）向四周 “散射"，散射角度通常在90°-135° 之間（不同設(shè)備會固定角度，減少雜光干擾）。

這里的核心規(guī)律是：MLSS濃度越高，單位體積內(nèi)的顆粒越多，散射出去的光強(qiáng)就越強(qiáng)，兩者呈正相關(guān)關(guān)系。

散射光信號接收在固定的散射角度處，裝有一個高靈敏度的光電檢測器（如光電二極管），專門捕捉被顆粒散射的紅外光。檢測器會將 “光信號" 轉(zhuǎn)化為 “電信號"（電流或電壓），信號強(qiáng)度直接對應(yīng)散射光的強(qiáng)弱。

濃度計算與校準(zhǔn)設(shè)備內(nèi)置的微處理器會對電信號進(jìn)行放大和濾波（去除氣泡、水流波動帶來的雜信號），再通過預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)曲線將電信號轉(zhuǎn)化為MLSS濃度值。校準(zhǔn)曲線需提前用 “重量法"（實(shí)驗(yàn)室烘干稱重的標(biāo)準(zhǔn) MLSS 值）標(biāo)定，比如用濃度為 1000mg/L、3000mg/L、5000mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)污泥樣，建立 “電信號 - 濃度" 的對應(yīng)關(guān)系，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性（多數(shù)設(shè)備遵循 ISO7027 國際標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)）。

二、紅外光散射法的優(yōu)勢

正是基于上述原理，該技術(shù)成為MLSS監(jiān)測的優(yōu)選方案，主要優(yōu)勢體現(xiàn)在抗干擾、實(shí)時性和穩(wěn)定性上：

抗顏色干擾能力強(qiáng)：如前所述，紅外光避開了水體顏色的吸收波段，即使處理印染、造紙等有色廢水，也能準(zhǔn)確測量MLSS，這是可見光法（如白光）無法做到的。

響應(yīng)速度快：從光源發(fā)射到輸出濃度值，整個過程僅需0.5-2秒，能實(shí)時跟蹤 MLSS 的動態(tài)變化（如曝氣池污泥濃度突然升高 / 降低），為工藝調(diào)整（如排泥、曝氣）提供及時數(shù)據(jù)。

非接觸式測量：光源和檢測器不直接接觸污泥，僅通過透明窗口（如石英玻璃）與水樣作用，減少了探頭被污泥附著、腐蝕的風(fēng)險，降低維護(hù)頻率。

三、實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵注意事項(xiàng)

原理雖簡單，但實(shí)際使用中需規(guī)避兩個干擾源，否則會影響測量精度：

氣泡干擾：曝氣池中的氣泡會像污泥顆粒一樣散射紅外光，導(dǎo)致檢測器誤判 “散射光強(qiáng)升高"，最終顯示 MLSS 濃度偏高。解決辦法：設(shè)備安裝時需遠(yuǎn)離曝氣器（至少 1.5 米以上）。

探頭窗口污染：長期使用后，污泥會附著在透明窗口上，阻擋紅外光穿透，導(dǎo)致測量值偏低。解決辦法：優(yōu)先選擇帶自動清洗功能的設(shè)備，如配置機(jī)械刮刀（每15分鐘刮擦1次），減少人工拆洗的頻率。