科罗拉多州的一个饮用水处理设施配备了用于微滤的陶瓷膜，但每天都发生浑浊度超标，经常导致停产。一个新的浊度监测系统被用来改善运行操作和水质。
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世界各地的公共卫生组织已经认识到通过浑浊度来表征饮用水水质的重要性。浑浊度能够最终靠在线监测、实验室检测或现场仪器测量获得，其中在线监测的方式能允许运营企业不断监测他们的运行操作效果并确保采取了适当的过滤操作。此外，浑浊度的过程监测能快速响应浑浊度变化，以确保对潜在的过滤设备穿透和其他不利的事件发生时能够及时作出反应。
科罗拉多州帕克市的饮用水处理设施配备了微滤的陶瓷膜，但天天都会发生浑浊度异常的事件。
科罗拉多州帕克市对一个最近投入使用的饮用水设施配备了微滤的陶瓷膜，但每天都可能会发生浑浊度超标。该水厂处理的原水是来自水库的地表水，并在过滤前采用预氧化、高速沉淀，并用压载砂和活性碳去除有机物。作为一个相对较新的过滤工艺，陶瓷膜组件通过分组，交替运行，以便原位开展清洗（CIP）和反冲洗的过程。
该水厂间歇性运行操作的现状正面临着水量的需求带来的挑战。频繁的生产中断导致较高的浑浊度水平，违反了供水企业自我设定的严格标准，有时也违反了国家对进入输配系统中的成品饮用水水质的要求（图1）。
所有膜组滤后水混合后的过滤出水（CFE）浑浊度读数的峰值在水厂每天启动时出现，并多次导致水厂运行的自动中断。起初，水厂人员怀疑是分析仪器发生故障，并联系了原始设备供应商以帮助确定故障发生的最终的原因。根据该水厂的处理过程和常规的低浑浊度读数情况，供应商建议使用比该厂在役的仪器更敏感、反应更迅速的浊度仪。使用不相同的浊度仪可以消除潜在的不确定性变量，并帮助验证是仪器的故障还是工艺的原因。
在现有的混合后的滤后水取样地点安装了一台新的Hach TU5400sc浊度仪，边上是两台旧的Hach FT660sc分析仪，收集和分析了所有三台仪器的记录数据，图2显示了分析的过程和结果。
收集和分析了三台仪器的记录数据--安装在现有滤后水取样点的新TU5400sc浊度仪和两台旧FT660sc浊度仪。
对混合后的滤后水浑浊度采集的数据与生产流程中发现的峰值情况有明显相关，暂未曾发现任何仪器故障，但结果并不确定。接下来，操作人员将另一台TU5400sc安装在一个单独的膜组上，检测单一模组单独的过滤出水（IFE）的浑浊度，这个新的浊度仪与现有的FT660sc浊度仪安装在同一条生产线上。
如图3所示，通过浊度仪的样品流态是间歇性的，与混合后的滤后水的检测不同，它反映了有定期反冲洗和自清洗程序的周期性的运行规律。两台仪器都显示了膜组运行时的低浑浊度水平，这是符合预期的。然而，再对数据来进行详细的分析可以揭示关于最终的原因的不同理解。
FT660sc大多在每个操作周期开始时出现小的浊度峰值，但TU5400sc大多在每个周期结束时显示出干扰。
FT660sc大多在每个运行周期开始时出现小的浊度峰值，但TU5400sc大多在每个周期结束时出现干扰。对每台仪器产生的相对标准偏差（RSD）的数据来进行了分析，显示颗粒物在包括反冲洗和自清洗循环在内的操作的流程中可能改变了特性，如颗粒大小和分布。新的浊度仪一直显示出关于样品瓶透明度的警告，这很难理解，直到在目测中发现样品瓶中收集的一些沉淀物（照片1）。
为了进一步辨别是浊度仪的问题还是工艺的问题，该水厂的操作人员决定实施一个自动清洁模块（ACM），并在混合后的滤后水的采样点做多元化的分析，看看它是否有助于清除颗粒物质，起到避免浑浊度飙升，防止水厂运行的自动中断的作用。但是，即使自动清洁模块能够给大家提供帮助，它也不能从根本上处理问题，所以操作人需要继续分析工厂的管道设计和流程。同时，在最初测试的同一混合后的滤后水的取样点上放置了一个装有自动清洁模块的TU5400sc。
自动清洁模块稍微改善了浊度仪的性能，但并没有完全消除这样的一个问题。这证实了一个观点，即问题的根源在于工艺，而不在于分析仪。
用于为浊度仪采样的管子内不断沉积颗粒物，并将这些沉积的颗粒物其转移到浊度仪中。
沉积的颗粒物在每次仪器启动时都会被冲刷走，这就导致了浊度仪的读数中出现的峰值。
尽管在混合后的滤后水中间歇性出现的颗粒物并不能代表工艺处理后的真实水质，但它却被记录为浊度超标事件。
新的浊度仪在过滤设备的反冲洗操作之后帮助解决了另一个问题。随着反洗后浑浊度水平的上升，以前的浊度仪观察不到氧化铁和其他沉积物在TU5样品瓶中积累，这使操作人员意识到膜的废水排放系统没被正确安装。因此，导致了在每个周期膜组完成反冲洗后，反冲洗废水会与成品水混合，导致混合的滤后水和进入输配系统的水的浑浊度上升。
图4a和4b显示了对反冲洗的影响的最新确认。膜过滤器的反冲洗过程是来自输配系统的水通过水箱进行加压，该水箱的水与一个单独的加压空气箱的加压空气混合，进入滤液一侧的过滤单元。当这个反冲洗过程结束后，留在滤液一侧的水是来自输配系统的水，防止了膜上的压力差。来自输配系统的水是水厂出厂水和外部水源的混合水，而外部水源又是经过处理的地下水和地表水的混合水，可能含有一些铁和锰的量。在图4a和4b中，外部水源的铁浓度较高，在反洗过程中进入反洗池，从而进入过滤器单元。当该过滤器恢复使用时，留在滤液一侧的水进入混合的滤后水，导致浑浊度读数升高。这个情况促使我们对程序进行了修改，并增加了一个将过滤废水水进行排放的功能，在膜组反洗后并开始生产水之前，对膜组内剩余的水进行冲洗。
就帕克市的水厂而言，增加了膜过滤器废水排放的功能，重新配置了化学强化反洗和自清洗程序，增加了化学接触，提高了冲洗效率，并重新调整了浊度仪的安装点位，以更好地适应这些变化。自从这些改进措施实施以来，该设施已将浑浊度异常事件降至最低，以确保并实现了水质的一致性。研究结果推动了用新的浊度仪技术逐步取代以往让人信服的旧的浊度仪。新仪器在单个膜组、整体的混合滤后水和备用管线上的快速反应和准确性帮助公用事业部门将实时工艺变化与浑浊度读数作比较，更好地了解问题的最终的原因，并实施解决方案。
单个膜组滤后水（上图）和混合滤后水（下图）的浑浊度分析结果，说明了膜过滤器反冲洗过程带来的影响。
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