研究人员发现新的水监测技术

水是一种重要的资源，清洁的水是必需品。德克萨斯A&M大学的研究人员开发了一种新技术，可以实时监测净化水的关键过程之一。

原水含有微小的病原体，这些病原体太小，在水和废水处理过程中不容易去除。添加化学物质以形成称为絮凝体的大团块，这些团块很容易被过滤掉。絮凝是水处理中用于去除水中悬浮颗粒的过程。

“需要添加混凝剂化学物质来净化饮用水并去除浑浊(混浊)和肉眼无法看到的微生物，”德克萨斯A&M大学Zachry土木与环境工程系教授Kuang-An Chang博士说。

但至关重要的是，要适当地混合水和化学物质，使病原体适当地聚集。如果混合量低，则不会形成团块。如果混合太强烈，会形成团块，但很快就会破裂。

新方法在一个步骤中实时同时监测团块的大小和形状以及混合强度，从而实现更准确的测量。该研究的价值在于，混合是水和废水净化过程中最耗能的过程之一。

这项研究的结果最近发表在ACS ES&T Engineering杂志上，并登上了二月刊的封面。

“我们开发了一种全新的技术来非侵入式监测混合，以便我们可以精确控制它，量化反应器内的异质性，并可能对其进行优化以产生具有所需特性的絮凝体，同时最大限度地减少能耗，”他说。

这种首创的技术可用于改善絮凝，这意味着通过生长足够大的团块来成功去除污染物，同时最大限度地减少能源使用。

“之前的所有研究都分两步完成，”Chang说。“在旧方法中，首先，将添加具有已知特性的人造颗粒来监测混合。然后，将使用“相同”设置进行第二个实验，并监测实际的团块。

“我们基本上将工作量减半，精度也提高了，因为任何时候你做两个实验时，总会有统计差异。

这个跨学科项目是专注于流体动力学的Chang与土木与环境工程教授Shankar Chellam博士以及专注于水/废水处理的AP和Florence Wiley教授III之间的合作。

三名研究生进行了实验工作和相关数值分析：Kaleisha Miller，Kyungho Kim和现任台湾国立中山大学助理教授的Wei-Liang Chuang。