Мерки за реагиране при микробно замърсяване при операция с обратна осмоза
Мерки за реагиране при микробно замърсяване при операция с обратна осмоза
01 Хлорна стерилизация
Ефективността на хлора зависи от концентрацията на хлор, времето за контакт и рН на водата.
Често се използва за стерилизиране на питейна вода, а общата остатъчна концентрация на хлор е 0,5 ppm.
При промишленото пречистване на водата микробното замърсяване на топлообменниците и пясъчните филтри може да бъде предотвратено чрез поддържане на остатъчната концентрация на хлор във водата над 0,5-1,0 ppm. Количеството на дозиране на хлор зависи от съдържанието на органична материя в инфлуента, защото органичната материя ще консумира хлор.
Обработката на повърхностните води обикновено изисква дезинфекция с хлор в частта за предварителна обработка с обратна осмоза, за да се предотврати микробно замърсяване. Методът е да се добави хлор при приема на вода и да се поддържа време за реакция от 20-30 минути, за да се запази 0,5-1,0 ppm остатъчен хлор в цялата концентрация на тръбопровода за предварителна обработка. Въпреки това, той трябва да бъде напълно дехлориран, преди да влезе в мембранния елемент, за да се предотврати окисляването и увреждането на мембраната от хлор. (1) Реакция на хлориране
Често използваните хлор-съдържащи дезинфектанти са хлорен газ, натриев хипохлорит или калциев хипохлорит. Във вода те бързо се хидролизират до хипохлорна киселина.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)Ca(ClO)2 + 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2 (3)
Хипохлорната киселина във водата разлага водородните йони и хипохлоритните йони:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
Сумата от Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO и ClO– се нарича свободен хлор (FAC) или остатъчен остатъчен хлор (FRC) и се изразява в mg/LCl2.
Хлорът реагира с амоняка във вода, за да образува хлорамини, които се наричат комбиниран хлор (CAC) или комбиниран остатъчен хлор (CRC), а сумата от остатъчен хлор и комбиниран хлор се нарича общ остатъчен хлор (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)Бактерицидната ефективност на остатъчния хлор е пряко пропорционална на концентрацията на неразградения HClO. Бактерицидният ефект на хипохлорната киселина е 100 пъти по-висок от този на хипохлорита, а делът на недисоциираната хипохлорна киселина се увеличава с намаляването на стойността на рН.
При рН = 7,5 (25 ° C, TDS = 40 mg / L), само 50% от остатъчния хлор съществува като HClO, но при рН = 6,5, 90% е HClO. Делът на HClO също се увеличава с намаляването на температурата. При 5°C молекулната фракция на HClO е 62% (pH=7,5, TDS=40mg/L). Във водата с висока соленост делът на HClO е много малък (когато pH=7.5, 25°C, 40000mg/L TDS, съотношението е около 30%).
(2) Дозиращо количество хлор
Част от добавения хлор реагира с амонячния азот във водата, за да образува комбиниран хлор съгласно следните реакционни стъпки:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (монохлорамин) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (дихлорамин) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (трихлорамин) + H2O (8)
Горните реакции зависят главно от рН и масовото съотношение хлор/азот. Хлораминът също има бактерициден ефект, но той е по-нисък от този на хлора.
Другата част от хлорния газ се трансформира в неактивен хлор. Количеството хлор, необходимо за тази част, зависи от редуциращи агенти като нитрит, хлорид, сулфид, желязо и манган. Окислителната реакция на органичната материя във водата също консумира хлор. (3) Хлориране на морска вода
За разлика от ситуацията в солената вода, морската вода обикновено съдържа около 65 mg / L бром. Когато морската вода е химически обработена с хлор, бромът бързо ще реагира с хипохлорна киселина, за да произведе хипобромна киселина
Бр- + HClO → HBrO + Cl- (9)
По този начин, когато морската вода се третира с хлор, бактерицидният ефект е главно HBrO вместо HClO, а хипобромната киселина ще се разложи на хипобромни йони.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Степента на разлагане на HBrO е по-ниска от тази на HClO. При рН = 8, само 28% от HClO няма да се разложи, но 83% от HBrO няма да се разложи.
За морската вода при условия на високо рН бактерицидният ефект все още е по-добър от този в солената вода. Хипобромомната киселина и хипобромитните йони ще попречат на определянето на остатъчния хлор, който е включен в измерената стойност на остатъчния хлор.
02 Лечение на ударна стерилизация
Шоковата обработка включва добавяне на биоцид за обратна осмоза или захранваща вода с нанофилтрация за ограничен период от време и по време на нормална работа на системата за пречистване на водата. Натриевият бисулфит често се използва за тази цел на лечение. Обикновено се добавят 500-1000ppm NaHSO3 за около 30 минути.
Шоковото лечение може да се извършва периодично на редовни интервали, например веднъж на всеки 24 часа или когато се подозира биологичен растеж. Водата на продукта, произведена по време на тази шокова обработка, ще съдържа 1-4% от добавената концентрация на натриев бисулфит.
В зависимост от използването на водата на продукта, може да се реши дали водата на продукта по време на шокова стерилизация трябва да бъде рециклирана или изхвърлена. Натриевият бисулфит е по-ефективен срещу аеробни бактерии от анаеробните микроорганизми. Следователно, използването на шокова стерилизация трябва да бъде внимателно оценено предварително. 03 Периодична дезинфекция
В допълнение към непрекъснатото добавяне на фунгициди към суровата вода, системата може да бъде редовно дезинфекцирана, за да се контролира биологичното замърсяване. Този метод на третиране се използва при системи с умерена опасност от биологично замърсяване, но в системи с висока опасност от биологично замърсяване, дезинфекцията е само допълнение към непрекъснатото третиране с биоциди.
Превантивната дезинфекция е по-ефективна от коригиращата дезинфекция, тъй като изолираните бактерии са по-лесни за убиване и отстраняване от дебелите, остарели биофилми.
Общият интервал за дезинфекция е веднъж месечно, но системите със строги хигиенни изисквания (като фармацевтичната технологична вода) и силно замърсената сурова вода (като отпадъчните води) могат да бъдат веднъж дневно. Разбира се, животът на мембраната се влияе от вида и концентрацията на използваните химикали. След интензивна дезинфекция може да съкрати живота на мембраната.04 Стерилизация с озон
Той е по-оксидиращ от хлора, но се разлага бързо, така че трябва да се поддържа на определено ниво, за да убие микроорганизмите. В същото време трябва да се вземе предвид и устойчивостта на озона на използваното оборудване и обикновено трябва да се използва неръждаема стомана.
За да се защитят мембранните елементи, озонът трябва да бъде внимателно отстранен и UV облъчването може успешно да постигне тази цел.05 UV облъчване254nm UV светлина е доказано, че е бактерицидна. Използва се в малки водни растения. Тя не изисква добавяне на химикали към водата. Изискванията за поддръжка на оборудването са ниски. Изисква се само периодично почистване или подмяна на живачни лампи.
Въпреки това, прилагането на третиране с UV облъчване е много ограничено и е подходящо само за по-чисти водоизточници, тъй като колоидите и органичните вещества ще повлияят на проникването на оптични лъчения.06 Натриев бисулфит Когато концентрацията му достигне 50 mg / L във влиянието на системата за обезсоляване на морска вода, той е ефективен при контролирането на биологичното замърсяване. По този начин може да се намали и колоидното замърсяване.
Допълнително предимство на сярната киселина е, че не изисква добавяне на киселина за контрол на калциевия карбонат поради киселинната реакция на сярната киселина за генериране на водородни йони.
ХСО3- → Н+ + СО42-
