Măsuri de răspuns pentru contaminarea microbiană în operațiunea de osmoză inversă
Măsuri de răspuns pentru contaminarea microbiană în operațiunea de osmoză inversă
01 Sterilizarea cu clor
Eficacitatea clorului depinde de concentrația de clor, timpul de contact și pH-ul apei.
Este adesea folosit pentru sterilizarea apei potabile, iar concentrația generală reziduală de clor este de 0,5 ppm.
În tratarea apei industriale, contaminarea microbiană a schimbătoarelor de căldură și a filtrelor de nisip poate fi prevenită prin menținerea concentrației de clor rezidual în apă peste 0,5-1,0 ppm. Cantitatea de dozare a clorului depinde de conținutul de materie organică din influent, deoarece materia organică va consuma clor.
Tratarea apei de suprafață necesită, de obicei, dezinfectarea clorului în partea de pretratare a osmozei inverse pentru a preveni contaminarea microbiană. Metoda este de a adăuga clor la admisia apei și de a menține un timp de reacție de 20-30 minute pentru a menține 0,5-1,0ppm clor rezidual în întreaga concentrație a conductei de pretratare. Cu toate acestea, trebuie să fie bine declorinat înainte de a intra în elementul membranar pentru a preveni oxidarea membranei și deteriorarea de către clor. (1) Reacția de clorinare
Dezinfectanții care conțin clor utilizați în mod obișnuit sunt clorul gazos, hipocloritul de sodiu sau hipocloritul de calciu. În apă, se hidrolizează rapid la acid hipocloros.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)Ca(ClO)2 + 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2 (3)
Acidul hipocloros din apă descompune ionii de hidrogen și ionii de hipoclorit:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
Suma dintre Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO și ClO– se numește clor liber (FAC) sau clor rezidual rezidual (FRC) și este exprimată în mg/LCl2.
Clorul reacționează cu amoniacul din apă pentru a forma cloramine, numite clor combinat () sau clor rezidual combinat (CRC), iar suma clorului rezidual și a clorului combinat se numește clor rezidual total (TRC)
TRC = FAC+= FRC+CRC (5)Eficiența bactericidă a clorului rezidual este direct proporțională cu concentrația de HClO necompus. Efectul bactericid al acidului hipocloros este de 100 de ori mai mare decât cel al hipocloritului, iar proporția acidului hipocloros nedisociat crește odată cu scăderea valorii pH-ului.
La pH=7,5 (25°C, TDS=40mg/L), doar 50% din clorul rezidual există sub formă de HClO, dar la pH=6,5, 90% este HClO. La 5°C, fracția moleculară a HClO este de 62% (pH=7,5, TDS=40mg/L). În apa cu salinitate ridicată, proporția de HClO este foarte mică (când pH=7,5, 25°C, 40000mg/L TDS, raportul este de aproximativ 30%).
(2) Cantitatea de clor dozată
O parte din clorul adăugat reacționează cu azotul amoniacal din apă pentru a forma clor combinat în conformitate cu următoarele etape de reacție:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monocloramină) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dicloramină) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (tricloramină) + H2O (8)
Reacțiile de mai sus depind în principal de pH-ul și raportul de masă al clorului / azotului. Cloramina are, de asemenea, un efect bactericid, dar este mai mic decât cel al clorului.
Cealaltă parte a gazului de clor este transformată în clor inactiv. Cantitatea de clor necesară pentru această parte depinde de agenți reducători, cum ar fi nitritul, clorura, sulfura, fierul feros și manganul. Reacția de oxidare a materiei organice din apă consumă, de asemenea, clor. (3) Clorinarea apei de mare
Spre deosebire de situația din apa salmastră, apa de mare conține de obicei aproximativ 65 mg / L de brom. Când apa de mare este tratată chimic cu clor, bromul va reacționa rapid cu acidul hipocloros pentru a produce acid hipobrom
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
În acest fel, atunci când apa de mare este tratată cu clor, efectul bactericid este în principal HBrO în loc de HClO, iar acidul hipobromos va fi descompus în ioni de hipobromit.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Gradul de descompunere a HBrO este mai mic decât cel al HClO. La pH=8, doar 28% din HClO nu se va descompune, dar 83% din HBrO nu se va descompune.
Pentru apa de mare în condiții de pH ridicat, efectul bactericid este încă mai bun decât cel din apa salmastră. Acidul hipobrom și ionii de hipobromit vor interfera cu determinarea clorului rezidual, care este inclus în valoarea măsurată a clorului rezidual.
02 Tratament de sterilizare cu impact
Tratamentul de șoc implică adăugarea de biocid la osmoza inversă sau la apa de alimentare prin nanofiltrare pentru o perioadă limitată de timp și în timpul funcționării normale a sistemului de tratare a apei. Bisulfitul de sodiu este adesea folosit în acest scop de tratament. În general, se adaugă 500-1000ppm de NaHSO3 timp de aproximativ 30 de minute.
Tratamentul cu șoc poate fi efectuat periodic la intervale regulate, de exemplu, o dată la 24 de ore sau când se suspectează creșterea biologică. Produsul apă produs în timpul acestui tratament de șoc va conține 1-4% din concentrația de bisulfit de sodiu adăugată.
În funcție de utilizarea apei produsului, se poate decide dacă apa produsului în timpul sterilizării prin șoc trebuie reciclată sau descărcată. Bisulfitul de sodiu este mai eficient împotriva bacteriilor aerobe decât microorganismele anaerobe. Prin urmare, utilizarea sterilizării cu șoc trebuie evaluată cu atenție în prealabil. 03 Dezinfecție periodică
În plus față de adăugarea continuă de fungicide la apa brută, sistemul poate fi, de asemenea, dezinfectat în mod regulat pentru a controla contaminarea biologică. Această metodă de tratare este utilizată pe sisteme cu un risc moderat de depuneri biologice, dar în sistemele cu un risc ridicat de depuneri biologice, dezinfecția este doar un adjuvant al tratamentului continuu cu biocide.
Dezinfecția preventivă este mai eficientă decât dezinfecția corectivă, deoarece bacteriile izolate sunt mai ușor de ucis și îndepărtat decât biofilmele groase și îmbătrânite.
Intervalul general de dezinfecție este o dată pe lună, dar sistemele cu cerințe stricte de igienă (cum ar fi apa de proces farmaceutică) și apa brută foarte poluată (cum ar fi apele uzate) pot fi o dată pe zi. Desigur, durata de viață a membranei este afectată de tipul și concentrația substanțelor chimice utilizate. După Dezinfectarea intensă poate scurta durata de viață a membranei.04 Sterilizarea cu ozon
Este mai oxidant decât clorul, dar se descompune rapid, deci trebuie menținut la un anumit nivel pentru a ucide microorganismele. În același timp, ar trebui luată în considerare și rezistența la ozon a echipamentului utilizat, iar oțelul inoxidabil ar trebui utilizat de obicei.
Pentru a proteja elementele membranare, ozonul trebuie îndepărtat cu grijă, iar iradierea UV poate atinge cu succes acest obiectiv.05 Iradiere UV254nm Lumina UV este dovedită a fi bactericidă. Acesta a fost utilizat în plante mici de apă. Nu necesită adăugarea de substanțe chimice în apă. Cerințele de întreținere ale echipamentului sunt scăzute. Este necesară numai curățarea sau înlocuirea periodică a lămpilor cu vapori de mercur.
Cu toate acestea, aplicarea tratamentului cu iradiere UV este foarte limitată și potrivită numai pentru surse de apă mai curate, deoarece coloizii și materia organică vor afecta penetrarea radiațiilor optice.06 Bisulfit de sodiuCând concentrația sa atinge 50 mg / L în influentul sistemului de desalinizare a apei de mare, este eficient în controlul poluării biologice. În acest fel, contaminarea coloidală poate fi, de asemenea, redusă.
Un avantaj suplimentar al acidului sulfuros este că nu necesită adăugarea de acid pentru a controla carbonatul de calciu datorită reacției acide a acidului sulfuros pentru a genera ioni de hidrogen.
HSO3- → H+ + SO42-
