23 февруари 2023 г.
Мерки за реакция при микробно замърсяване при операция с обратна осмоза
Мерки за реакция 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 пречистването на промишлена вода 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 дозиране на хлор зависи от съдържанието на органични вещества във влиятеля, тъй като органичните вещества ще консумират хлор.
Пречистването на повърхностни 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 запазят 0,5-1,0 ppm остатъчен хлор в цялата концентрация на тръбопровода за предварителна обработка.
Въпреки това, той трябва да бъде добре дехлориран, преди да влезе в мембранния елемент, за да се предотврати окисляването и увреждането на мембраната от хлор.
(1) Реакция на хлориране
Често използваните дезинфектанти, съдържащи хлор, са хлорен газ, натриев хипохлорит или калциев хипохлорит. Във вода те бързо се хидролизират до хипохлорна киселина.Кл2+ Н2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2+ 2 часа2O → 2HClO + Ca(OH)2(3)
Хипохлорната киселина във водата разлага водородни йони и хипохлоритни 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 амоняк във вода, за да образува хлорамини, които се наричат комбиниран хлор (CAC) или комбиниран остатъчен хлор (CRC), и сумата от остатъчен хлор и комбинираният хлор се нарича общ остатъчен хлор (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Бактерицидната ефективност на остатъчния хлор е право пропорционална на концентрацията на неразложен 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 pH=7,5 (25°C, TDS=40 mg/L) само 50% от остатъчния хлор съществува като HClO, но при pH=6,5, 90% е HClO.
Делът на HClO също се увеличава с понижаването 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 амонячен азот във водата, за да образува комбиниран хлор Според следните стъпки на реакция:
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 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 нитрити, хлорид, сулфид, черно желязо и манган. Реакцията на окисление на органичните вещества във вода 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
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
По този начин, когато морската вода се обработва с хлор, бактерицидният ефект е главно HBrO вместо HClO, а хипобромната киселина ще се разложи на хипобромитни йони.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Степента на разлагане на HBrO е по-ниска от тази на HClO. При pH=8 само 28% от HClO няма да се разложи, но 83% от HBrO няма да се разложи.
За морска вода при условия на високо рН бактерицидният ефект все още е по-добър от този в солена вода. Хипобромната киселина и хипобромитните йони ще попречат на определянето на остатъчния хлор, който е включен в измерената стойност на остатъчния хлор.
02 Ударна стерилизация
Шоковата обработка включва добавяне на биоцид към захранваща вода с обратна осмоза или 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 500-1000 ppm 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. Продуктовата вода, получена 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, отколкото 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 се дезинфекцира и редовно, за да се контролира биологичното замърсяване.
Този метод на третиране се използва при системи с умерена опасност от биообрастване, но в системи с висока опасност от биообрастване, 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, състарени биофилми.
Общият интервал на дезинфекция е веднъж месечно, но системите със строги хигиенни изисквания (като фармацевтична технологична вода) и силно замърсена сурова вода (като отпадъчни 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-окисляващ 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 има предвид и устойчивостта на озон 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 облъчване
254nm UV светлината е доказано бактерицидна. Използва се в малки водни растения. Не изисква добавяне на химикали към водата. Изискванията за поддръжка на оборудването са ниски. Необходимо е само периодично почистване или подмяна на живачни лампи.
Въпреки това, прилагането на UV облъчване е много ограничено и Подходящ само за по-чисти водоизточници, тъй като колоидите и органичните вещества ще повлияят на проникването на оптично лъчение.
06 Натриев бисулфит
Когато концентрацията му достигне 50 mg/L във входа на системата за обезсоляване на морска вода, той е ефективен за контрол 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.
HSO3- → H+ + SO42-
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 пречистването на промишлена вода 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 дозиране на хлор зависи от съдържанието на органични вещества във влиятеля, тъй като органичните вещества ще консумират хлор.
Пречистването на повърхностни 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 запазят 0,5-1,0 ppm остатъчен хлор в цялата концентрация на тръбопровода за предварителна обработка.
Въпреки това, той трябва да бъде добре дехлориран, преди да влезе в мембранния елемент, за да се предотврати окисляването и увреждането на мембраната от хлор.
(1) Реакция на хлориране
Често използваните дезинфектанти, съдържащи хлор, са хлорен газ, натриев хипохлорит или калциев хипохлорит. Във вода те бързо се хидролизират до хипохлорна киселина.
Хипохлорната киселина във водата разлага водородни йони и хипохлоритни 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 амоняк във вода, за да образува хлорамини, които се наричат комбиниран хлор (CAC) или комбиниран остатъчен хлор (CRC), и сумата от остатъчен хлор и комбинираният хлор се нарича общ остатъчен хлор (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Бактерицидната ефективност на остатъчния хлор е право пропорционална на концентрацията на неразложен 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 pH=7,5 (25°C, TDS=40 mg/L) само 50% от остатъчния хлор съществува като HClO, но при pH=6,5, 90% е HClO.
Делът на HClO също се увеличава с понижаването 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 амонячен азот във водата, за да образува комбиниран хлор Според следните стъпки на реакция:
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 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 нитрити, хлорид, сулфид, черно желязо и манган. Реакцията на окисление на органичните вещества във вода 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
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
По този начин, когато морската вода се обработва с хлор, бактерицидният ефект е главно HBrO вместо HClO, а хипобромната киселина ще се разложи на хипобромитни йони.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Степента на разлагане на HBrO е по-ниска от тази на HClO. При pH=8 само 28% от HClO няма да се разложи, но 83% от HBrO няма да се разложи.
За морска вода при условия на високо рН бактерицидният ефект все още е по-добър от този в солена вода. Хипобромната киселина и хипобромитните йони ще попречат на определянето на остатъчния хлор, който е включен в измерената стойност на остатъчния хлор.
02 Ударна стерилизация
Шоковата обработка включва добавяне на биоцид към захранваща вода с обратна осмоза или 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 500-1000 ppm 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. Продуктовата вода, получена 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, отколкото 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 се дезинфекцира и редовно, за да се контролира биологичното замърсяване.
Този метод на третиране се използва при системи с умерена опасност от биообрастване, но в системи с висока опасност от биообрастване, 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, състарени биофилми.
Общият интервал на дезинфекция е веднъж месечно, но системите със строги хигиенни изисквания (като фармацевтична технологична вода) и силно замърсена сурова вода (като отпадъчни 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-окисляващ 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 има предвид и устойчивостта на озон 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 облъчване
254nm UV светлината е доказано бактерицидна. Използва се в малки водни растения. Не изисква добавяне на химикали към водата. Изискванията за поддръжка на оборудването са ниски. Необходимо е само периодично почистване или подмяна на живачни лампи.
Въпреки това, прилагането на UV облъчване е много ограничено и Подходящ само за по-чисти водоизточници, тъй като колоидите и органичните вещества ще повлияят на проникването на оптично лъчение.
06 Натриев бисулфит
Когато концентрацията му достигне 50 mg/L във входа на системата за обезсоляване на морска вода, той е ефективен за контрол 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.
HSO3- → H+ + SO42-