Opatrenia odozvy na mikrobiálnu kontamináciu pri operácii reverznej osmózy
Opatrenia odozvy na mikrobiálnu kontamináciu pri operácii reverznej osmózy
01 Sterilizácia chlórom
Účinnosť chlóru závisí od koncentrácie chlóru, doby kontaktu a pH vody.
Často sa používa na sterilizáciu pitnej vody a všeobecná zvyšková koncentrácia chlóru je 0,5 ppm.
Pri priemyselnej úprave vody je možné zabrániť mikrobiálnej kontaminácii výmenníkov tepla a pieskových filtrov udržiavaním zvyškovej koncentrácie chlóru vo vode nad 0,5-1,0 ppm. Množstvo dávkovania chlóru závisí od obsahu organickej hmoty v prítoku, pretože organická hmota spotrebuje chlór.
Úprava povrchových vôd zvyčajne vyžaduje dezinfekciu chlórom v časti predúpravy reverznou osmózou, aby sa zabránilo mikrobiálnej kontaminácii. Metódou je pridanie chlóru na prívod vody a udržiavanie reakčného času 20-30 minút, aby sa zvyškový chlór udržal 0,5-1,0 ppm v celej koncentrácii potrubia na predbežnú úpravu. Pred vstupom do membránového prvku sa však musí dôkladne dechlórovať, aby sa zabránilo oxidácii membrány a jej poškodeniu chlórom. (1) Chlórovacia reakcia
Bežne používané dezinfekčné prostriedky obsahujúce chlór sú plynný chlór, chlórnan sodný alebo chlórnan vápenatý. Vo vode rýchlo hydrolyzujú na kyselinu chlórnu.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)Ca(ClO)2 + 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2 (3)
Kyselina chlórna vo vode rozkladá vodíkové ióny a ióny chlórnanu:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
Súčet Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO a ClO– sa nazýva voľný chlór (FAC) alebo zvyškový zvyškový chlór (FRC) a vyjadruje sa v mg/LCl2.
Chlór reaguje s amoniakom vo vode za vzniku chlóramínov, ktoré sa nazývajú kombinovaný chlór (CAC) alebo kombinovaný zvyškový chlór (CRC) a súčet zvyškového chlóru a kombinovaného chlóru sa nazýva celkový zvyškový chlór (TRC)
TRC = FAC + CAC = FRC + CRC (5) Baktericídna účinnosť zvyškového chlóru je priamo úmerná koncentrácii nerozloženého HClO. Baktericídny účinok kyseliny chlórnej je 100-krát vyšší ako účinok chlórnanu a podiel nedisociovanej kyseliny chlórnej sa zvyšuje s poklesom hodnoty pH.
Pri pH = 7,5 (25 ° C, TDS = 40 mg / l) existuje iba 50% zvyškového chlóru ako HClO, ale pri pH = 6,5 je 90% HClO. Podiel HClO sa tiež zvyšuje s poklesom teploty. Pri 5 °C je molekulárna frakcia HClO 62 % (pH=7,5, TDS = 40mg/l). Vo vode s vysokou slanosťou je podiel HClO veľmi malý (pri pH = 7,5, 25 ° C, 40000 mg / l TDS je pomer asi 30%).
2. Dávkovanie množstva chlóru
Časť pridaného chlóru reaguje s amoniakovým dusíkom vo vode za vzniku kombinovaného chlóru podľa nasledujúcich reakčných krokov:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochlóramín) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichlóramín) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (trichlóramín) + H2O (8)
Vyššie uvedené reakcie závisia hlavne od pH a hmotnostného pomeru chlóru/dusíka. Chlóramín má tiež baktericídny účinok, ale je nižší ako účinok chlóru.
Druhá časť plynného chlóru sa transformuje na neaktívny chlór. Množstvo chlóru potrebné pre túto časť závisí od redukčných činidiel, ako sú dusitany, chloridy, sulfidy, železné železo a mangán. Oxidačná reakcia organických látok vo vode tiež spotrebúva chlór. 3. Chlórovanie morskej vody
Na rozdiel od situácie v brakickej vode, morská voda zvyčajne obsahuje asi 65 mg / l brómu. Keď je morská voda chemicky upravená chlórom, bróm rýchlo reaguje s kyselinou chlórnou za vzniku kyseliny hypobrómovej
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Týmto spôsobom, keď je morská voda ošetrená chlórom, baktericídny účinok je hlavne HBrO namiesto HClO a kyselina hypobrómová sa rozloží na ióny hypobromitov.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Stupeň rozkladu HBrO je nižší ako stupeň rozkladu HClO. Pri pH = 8 sa iba 28 % HClO nerozloží, ale 83 % HBrO sa nerozloží.
V prípade morskej vody s vysokým pH je baktericídny účinok stále lepší ako v brakickej vode. Ióny kyseliny hypobrómovej a hypobrómu interferujú so stanovením zvyškového chlóru, ktorý je zahrnutý do nameranej hodnoty zvyškového chlóru.
02 Nárazová sterilizačná kúra
Šoková liečba zahŕňa pridanie biocídu do reverznej osmózy alebo nanofiltračnej napájacej vody na obmedzený čas a počas normálnej prevádzky systému úpravy vody. Na tento účel liečby sa často používa hydrogensiričitan sodný. Vo všeobecnosti sa pridáva 500-1000ppm NaHSO3 asi 30 minút.
Liečba šokom sa môže vykonávať pravidelne v pravidelných intervaloch, napríklad raz za 24 hodín alebo pri podozrení na biologický rast. Produktová voda vyrobená počas tohto šokového spracovania bude obsahovať 1-4% pridanej koncentrácie hydrogensiričitanu sodného.
V závislosti od použitia produktovej vody je možné rozhodnúť, či sa má voda v produkte počas šokovej sterilizácie recyklovať alebo vypustiť. Hydrogensiričitan sodný je účinnejší proti aeróbnym baktériám ako anaeróbne mikroorganizmy. Preto by sa použitie šokovej sterilizácie malo vopred starostlivo vyhodnotiť. 03 Pravidelná dezinfekcia
Okrem nepretržitého pridávania fungicídov do surovej vody môže byť systém tiež pravidelne dezinfikovaný na kontrolu biologickej kontaminácie. Táto metóda spracovania sa používa v systémoch so stredným rizikom biologického znečistenia, ale v systémoch s vysokým rizikom biologického znečistenia je dezinfekcia iba doplnkom kontinuálneho biocídneho ošetrenia.
Preventívna dezinfekcia je účinnejšia ako korekčná dezinfekcia, pretože izolované baktérie sa ľahšie zabíjajú a odstraňujú ako husté, staré biofilmy.
Všeobecný interval dezinfekcie je raz mesačne, ale systémy s prísnymi hygienickými požiadavkami (napríklad farmaceutická procesná voda) a vysoko znečistená surová voda (napríklad odpadová voda) môžu byť raz denne. Životnosť membrány je samozrejme ovplyvnená typom a koncentráciou použitých chemikálií. Po Intenzívna dezinfekcia môže skrátiť životnosť membrány.04 Sterilizácia ozónom
Je viac oxidačný ako chlór, ale rýchlo sa rozkladá, takže je potrebné ho udržiavať na určitej úrovni, aby sa zabili mikroorganizmy. Zároveň by sa mala zvážiť ozónová odolnosť použitých zariadení a zvyčajne by sa mala používať nehrdzavejúca oceľ.
Na ochranu membránových prvkov musí byť ozón starostlivo odstránený a UV žiarenie môže úspešne dosiahnuť tento cieľ.05 UV žiarenie254nm UV svetlo je dokázané, že je baktericídne. Používa sa v malých vodných elektrárňach. Nevyžaduje pridávanie chemikálií do vody. Požiadavky na údržbu zariadenia sú nízke. Vyžaduje sa iba pravidelné čistenie alebo výmena ortuťových výbojok.
Použitie úpravy UV žiarením je však veľmi obmedzené a vhodné len pre čistejšie vodné zdroje, pretože koloidy a organické látky ovplyvňujú prenikanie optického žiarenia.06 Hydrogensiričitan sodnýKeď jeho koncentrácia dosiahne 50 mg/l v prítoku do systému odsoľovania morskej vody, je účinný pri kontrole biologického znečistenia. Týmto spôsobom môže byť tiež znížená kontaminácia koloidmi.
Ďalšou výhodou kyseliny sírovej je, že nevyžaduje pridanie kyseliny na kontrolu uhličitanu vápenatého v dôsledku kyslej reakcie kyseliny sírovej na tvorbu vodíkových iónov.
HSO3- → H+ + SO42-
