Responstiltak for mikrobiell kontaminering ved omvendt osmoseoperasjon
Responstiltak for mikrobiell kontaminering ved omvendt osmoseoperasjon
01 Klorsterilisering
Effektiviteten av klor avhenger av konsentrasjonen av klor, kontakttid og pH i vannet.
Det brukes ofte til å sterilisere drikkevann, og den generelle gjenværende klorkonsentrasjonen er 0,5 ppm.
I industriell vannbehandling kan mikrobiell forurensning på varmevekslere og sandfiltre forhindres ved å opprettholde gjenværende klorkonsentrasjon i vann over 0,5-1,0 ppm. Mengden klordosering avhenger av innholdet av organisk materiale i påvirkningen, fordi organisk materiale vil forbruke klor.
Overflatevannbehandling krever vanligvis klordesinfeksjon i omvendt osmose forbehandlingsdel for å forhindre mikrobiell forurensning. Metoden er å tilsette klor ved vanninntaket og opprettholde en reaksjonstid på 20-30 minutter for å holde 0,5-1,0 ppm restklor i hele forbehandlingsrørledningskonsentrasjonen. Det må imidlertid dekloreres grundig før det kommer inn i membranelementet for å forhindre at membranen oksideres og skades av klor. (1) Kloreringsreaksjon
Vanlige klorholdige desinfeksjonsmidler er klorgass, natriumhypokloritt eller kalsiumhypokloritt. I vann hydrolyserer de raskt til hypoklorsyre.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)Ca(ClO)2 + 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2 (3)
Hypoklorsyre i vann dekomponerer hydrogenioner og hypoklorittioner:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
Summen av Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO og ClO– kalles fritt klor (FAC) eller restklor (FRC), og uttrykkes i mg/LCl2.
Klor reagerer med ammoniakk i vann og danner kloraminer, som kalles kombinert klor (CAC) eller kombinert restklor (CRC), og summen av restklor og kombinert klor kalles total restklor (TRC)
TRC = FAC + CAC = FRC + CRC (5) Den bakteriedrepende effektiviteten av gjenværende klor er direkte proporsjonal med konsentrasjonen av ikke-dekomponert HClO. Den bakteriedrepende effekten av hypoklorsyre er 100 ganger høyere enn hypokloritt, og andelen udissociert hypoklorsyre øker med reduksjonen av pH-verdi.
Ved pH = 7,5 (25 ° C, TDS = 40 mg / L) eksisterer bare 50% av gjenværende klor som HClO, men ved pH = 6,5 er 90% HClO. Ved 5 ° C er molekylfraksjonen av HClO 62% (pH = 7,5, TDS = 40mg / L). I vann med høyt saltinnhold er andelen HClO svært liten (når pH = 7,5, 25 ° C, 40000 mg / L TDS, er forholdet ca. 30%).
(2) Doseringsmengde klor
En del av det tilsatte kloret reagerer med ammoniakknitrogen i vannet for å danne kombinert klor i henhold til følgende reaksjonstrinn:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monokloramin) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dikloramin) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trikloramin) + H2O (8)
Ovennevnte reaksjoner avhenger hovedsakelig av pH og masseforholdet mellom klor / nitrogen. Kloramin har også en bakteriedrepende effekt, men den er lavere enn klor.
Den andre delen av klorgassen omdannes til inaktivt klor. Mengden klor som kreves for denne delen, avhenger av reduksjonsmidler som nitritt, klorid, sulfid, jernholdig jern og mangan. Oksidasjonsreaksjonen av organisk materiale i vann forbruker også klor. (3) Klorering av sjøvann
Til forskjell fra situasjonen i brakkvann inneholder sjøvann vanligvis ca. 65 mg/l brom. Når sjøvann er kjemisk behandlet med klor, vil brom raskt reagere med hypoklorsyre for å produsere hypobromsyre
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
På denne måten, når sjøvannet behandles med klor, er den bakteriedrepende effekten hovedsakelig HBrO i stedet for HClO, og den hypobromholdige syren vil bli dekomponert i hypobromittioner.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Graden av dekomponering av HBrO er lavere enn for HClO. Ved pH=8 vil bare 28 % av HClO ikke brytes ned, men 83 % av HBrO vil ikke brytes ned.
For sjøvann under høye pH-forhold er den bakteriedrepende effekten fortsatt bedre enn i brakkvann. Hypobromsyre og hypobromittioner vil forstyrre bestemmelsen av gjenværende klor, som er inkludert i den målte verdien av gjenværende klor.
02 Behandling av støtsterilisering
Sjokkbehandling innebærer tilsetning av biocid for å reversere osmose eller nanofiltrering matevann i en begrenset periode og under normal drift av vannbehandlingssystemet. Natriumbisulfitt brukes ofte til dette behandlingsformålet. Vanligvis tilsettes 500-1000 ppm NaHSO3 i ca. 30 minutter.
Sjokkbehandling kan utføres periodisk med jevne mellomrom, for eksempel en gang hver 24. time, eller når biologisk vekst mistenkes. Produktvannet som produseres under denne sjokkbehandlingen vil inneholde 1-4% av den tilsatte natriumbisulfittkonsentrasjonen.
Avhengig av bruken av produktvannet, kan det avgjøres om produktvannet under sjokksterilisering skal resirkuleres eller slippes ut. Natriumbisulfitt er mer effektivt mot aerobe bakterier enn anaerobe mikroorganismer. Derfor bør bruk av sjokksterilisering vurderes nøye på forhånd. 03 Periodisk desinfeksjon
I tillegg til kontinuerlig tilsetning av soppdrepende midler til råvannet, kan systemet også regelmessig sanitiseres for å kontrollere biologisk forurensning. Denne behandlingsmetoden brukes på systemer med moderat begroingsfare, men i systemer med høy begroingsfare er desinfeksjon bare et supplement til kontinuerlig biocidbehandling.
Forebyggende desinfeksjon er mer effektivt enn korrigerende desinfeksjon fordi isolerte bakterier er lettere å drepe og fjerne enn tykke, gamle biofilmer.
Det generelle desinfeksjonsintervallet er en gang i måneden, men systemer med strenge hygienekrav (som farmasøytisk prosessvann) og svært forurenset råvann (som avløpsvann) kan være en gang om dagen. Selvfølgelig påvirkes membranens levetid av typen og konsentrasjonen av kjemikaliene som brukes. Etter intens desinfeksjon kan forkorte membranens levetid.04 Ozonsterilisering
Det er mer oksiderende enn klor, men det nedbrytes raskt, så det må opprettholdes på et visst nivå for å drepe mikroorganismer. Samtidig bør ozonresistensen til utstyret som brukes også vurderes, og rustfritt stål bør vanligvis brukes.
For å beskytte membranelementene må ozon fjernes forsiktig, og UV-bestråling kan lykkes med å oppnå dette målet.05 UV-bestråling254nm UV-lys har vist seg å være bakteriedrepende. Den har blitt brukt i små vannplanter. Det krever ikke at kjemikalier tilsettes vannet. Vedlikeholdskravene til utstyret er lave. Bare periodisk rengjøring eller utskifting av kvikksølvdamplamper er nødvendig.
Imidlertid er anvendelsen av UV-bestrålingsbehandling svært begrenset og bare egnet for renere vannkilder, fordi kolloider og organisk materiale vil påvirke penetrasjonen av optisk stråling.06 NatriumbisulfittNår konsentrasjonen når 50 mg / l i påvirkning av sjøvannsavsaltningssystemet, er det effektivt for å kontrollere biologisk forurensning. På denne måten kan kolloidforurensning også reduseres.
En ekstra fordel med svovelsyre er at den ikke krever tilsetning av syre for å kontrollere kalsiumkarbonat på grunn av den sure reaksjonen av svovelsyre for å generere hydrogenioner.
HSO3- → H+ + SO42-
