23 лютого 2023
Заходи реагування на мікробне забруднення при роботі зворотного осмосу
Заходи реагування на мікробне забруднення при роботі зворотного осмосу
01 Стерилізація хлором
Ефективність хлору залежить від концентрації хлору, часу контакту і рН води.
Його часто використовують для стерилізації питної води, а загальна концентрація залишкового хлору становить 0,5 ppm.
При промисловому очищенні води мікробне забруднення теплообмінників і пісочних фільтрів можна запобігти, підтримуючи залишкову концентрацію хлору у воді вище 0,5-1,0 ppm. Кількість дозування хлору залежить від вмісту органічної речовини в стічці, адже органічна речовина буде споживати хлор.
Очищення поверхневих вод зазвичай вимагає дезінфекції хлором у частині попереднього очищення зворотного осмосу для запобігання мікробному забрудненню. Суть методу полягає в додаванні хлору при заборі води і підтримці часу реакції на рівні 20-30 хвилин для збереження 0,5-1,0 ppm залишкового хлору у всій концентрації трубопроводу попереднього очищення.
Однак перед потраплянням у мембранний елемент його необхідно ретельно дехлорувати, щоб запобігти окисленню та пошкодженню мембрани хлором.
(1) Реакція хлорування
Зазвичай використовуваними дезінфікуючими засобами, що містять хлор, є газоподібний хлор, гіпохлорит натрію або гіпохлорит кальцію. У воді вони швидко гідролізуються до хлорнуватистої кислоти.Кл2+ Ч2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2+ 2 год2O → 2HClO + Ca(OH)2(3)
Хлорнуватиста кислота у воді розкладає іони водню і іони гіпохлориту:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Сума Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO і ClO– називається вільним хлором (FAC) або залишковим залишковим хлором (FRC) і виражається в мг/LCl2.
Хлор реагує з аміаком у воді з утворенням хлорамінів, які називаються комбінованим хлором (CAC) або комбінованим залишковим хлором (CRC), а сума залишкового хлору та Комбінований хлор називають загальним залишковим хлором (ТРК)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Бактерицидна ефективність залишкового хлору прямо пропорційна концентрації нерозкладеного HClO. Бактерицидний ефект хлорнуватистої кислоти в 100 разів вище, ніж гіпохлорита, а частка недиссоциированной гіпохлорнуватистої кислоти зростає зі зменшенням значення рН.
При рН=7,5 (25°С, TDS=40мг/л) лише 50% залишкового хлору існує у вигляді HClO, але при рН=6,5 90% становить HClO.
Частка HClO також збільшується зі зниженням температури. При 5 ° C молекулярна фракція HClO становить 62% (рН = 7,5, TDS = 40 мг / л). У воді з високою мінералізацією частка HClO дуже мала (при рН=7,5, 25°C, 40000мг/л TDS співвідношення становить близько 30%).
(2) Дозування хлору
Частина доданого хлору реагує з аміачним азотом у воді, утворюючи комбінований хлор за наступними етапами реакції:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (монохлорамін) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (дихлорамін) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (трихлорамін) + H2O (8)
Перераховані вище реакції в основному залежать від рН і масового співвідношення хлор/азот. Хлорамін також має бактерицидну дію, але вона нижче, ніж у хлору.
Інша частина газоподібного хлору перетворюється в неактивний хлор. Кількість хлору, необхідне для цієї деталі, залежить від таких відновників, як нітрити, хлориди, сульфіди, двовалентне залізо і марганець. На реакцію окислення органічної речовини у воді витрачається також хлор.
(3) Хлорування морської води
На відміну від ситуації в солонуватій воді, морська вода зазвичай містить близько 65 мг/л брому. Коли морська вода хімічно обробляється хлором, бром швидко реагує з гіпохлорнуватистою кислотою з утворенням гіпобромної кислоти
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Таким чином, коли морська вода обробляється хлором, бактерицидний ефект в основному має HBrO замість HClO, а гіпобромна кислота розпадеться на іони гіпоброміту.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Ступінь розкладання HBrO нижче, ніж у HClO. При рН = 8 тільки 28% HClO не буде розкладатися, але 83% HBrO не буде розкладатися.
Для морської води в умовах високого рН бактерицидний ефект все ж кращий, ніж у солонуватою воді. Гіпобромна кислота і іони гіпоброміту будуть перешкоджати визначенню залишкового хлору, який входить в виміряне значення залишкового хлору.
02 Обробка ударної стерилізації
Шокова обробка передбачає додавання біоциду до живильної води зворотного осмосу або нанофільтрації протягом обмеженого періоду часу та під час нормальної роботи системи водопідготовки.
З цією лікувальною метою часто використовується бісульфіт натрію. Як правило, 500-1000 ppm NaHSO3 додається приблизно протягом 30 хвилин.
Лікування шоку може проводитися періодично через рівні проміжки часу, наприклад, раз на 24 години, або при підозрі на біологічний ріст. Вода, що виробляється під час цієї шокової обробки, міститиме 1-4% від доданої концентрації бісульфіту натрію.
Залежно від використання води в продукті можна вирішити, чи слід переробляти або зливати воду продукту під час шокової стерилізації. Бісульфіт натрію більш ефективний проти аеробних бактерій, ніж анаеробних мікроорганізмів. Тому Застосування шокової стерилізації слід заздалегідь ретельно оцінити.
03 Періодична дезінфекція
На додаток до постійного додавання фунгіцидів у неочищену воду, систему також можна регулярно дезінфікувати для контролю біологічного забруднення.
Цей метод обробки використовується на системах з помірною небезпекою біообростання, але в системах з високою небезпекою біообростання дезінфекція є лише доповненням до безперервної обробки біоцидами.
Профілактична дезінфекція більш ефективна, ніж коригувальна, тому що ізольовані бактерії легше вбити і видалити, ніж товсті, зістарені біоплівки.
Загальний інтервал дезінфекції становить один раз на місяць, але системи з жорсткими гігієнічними вимогами (наприклад, фармацевтична технологічна вода) та сильно забруднена сира вода (наприклад, стічні води) можуть бути один раз на день. Звичайно, на термін служби мембрани впливає тип і концентрація використовуваних хімічних речовин. Після інтенсивної дезінфекції термін служби мембрани може скоротитися.
04 Стерилізація озоном
Він більш окислювальний, ніж хлор, але швидко розкладається, тому для знищення мікроорганізмів його потрібно підтримувати на певному рівні. У той же час слід враховувати озоностійкість використовуваного обладнання, і зазвичай слід використовувати нержавіючу сталь.
Для того щоб захистити мембранні елементи, озон необхідно ретельно видаляти, і ультрафіолетове опромінення може успішно досягти цієї мети.
05 Ультрафіолетове опромінення
254 нм Доведено, що ультрафіолетове світло є бактерицидним. Він знайшов застосування на невеликих водних рослинах. Він не вимагає додавання хімікатів у воду. Вимоги до обслуговування обладнання невисокі. Потрібне лише періодичне чищення або заміна ртутних ламп.
Однак застосування лікування ультрафіолетовим опроміненням дуже обмежене і Підходить тільки для більш чистих джерел води, тому що колоїди і органічні речовини будуть впливати на проникнення оптичного випромінювання.
06 Бісульфіт натрію
Коли його концентрація досягає 50 мг/л у системі опріснення морської води, він є ефективним у контролі біологічного забруднення. Таким чином можна також зменшити забруднення колоїдами.
Додатковою перевагою сірчистої кислоти є те, що вона не вимагає додавання кислоти для контролю карбонату кальцію завдяки кислій реакції сірчистої кислоти з утворенням іонів водню.
HSO3- → H+ + SO42-
01 Стерилізація хлором
Ефективність хлору залежить від концентрації хлору, часу контакту і рН води.
Його часто використовують для стерилізації питної води, а загальна концентрація залишкового хлору становить 0,5 ppm.
При промисловому очищенні води мікробне забруднення теплообмінників і пісочних фільтрів можна запобігти, підтримуючи залишкову концентрацію хлору у воді вище 0,5-1,0 ppm. Кількість дозування хлору залежить від вмісту органічної речовини в стічці, адже органічна речовина буде споживати хлор.
Очищення поверхневих вод зазвичай вимагає дезінфекції хлором у частині попереднього очищення зворотного осмосу для запобігання мікробному забрудненню. Суть методу полягає в додаванні хлору при заборі води і підтримці часу реакції на рівні 20-30 хвилин для збереження 0,5-1,0 ppm залишкового хлору у всій концентрації трубопроводу попереднього очищення.
Однак перед потраплянням у мембранний елемент його необхідно ретельно дехлорувати, щоб запобігти окисленню та пошкодженню мембрани хлором.
(1) Реакція хлорування
Зазвичай використовуваними дезінфікуючими засобами, що містять хлор, є газоподібний хлор, гіпохлорит натрію або гіпохлорит кальцію. У воді вони швидко гідролізуються до хлорнуватистої кислоти.
Хлорнуватиста кислота у воді розкладає іони водню і іони гіпохлориту:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Сума Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO і ClO– називається вільним хлором (FAC) або залишковим залишковим хлором (FRC) і виражається в мг/LCl2.
Хлор реагує з аміаком у воді з утворенням хлорамінів, які називаються комбінованим хлором (CAC) або комбінованим залишковим хлором (CRC), а сума залишкового хлору та Комбінований хлор називають загальним залишковим хлором (ТРК)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Бактерицидна ефективність залишкового хлору прямо пропорційна концентрації нерозкладеного HClO. Бактерицидний ефект хлорнуватистої кислоти в 100 разів вище, ніж гіпохлорита, а частка недиссоциированной гіпохлорнуватистої кислоти зростає зі зменшенням значення рН.
При рН=7,5 (25°С, TDS=40мг/л) лише 50% залишкового хлору існує у вигляді HClO, але при рН=6,5 90% становить HClO.
Частка HClO також збільшується зі зниженням температури. При 5 ° C молекулярна фракція HClO становить 62% (рН = 7,5, TDS = 40 мг / л). У воді з високою мінералізацією частка HClO дуже мала (при рН=7,5, 25°C, 40000мг/л TDS співвідношення становить близько 30%).
(2) Дозування хлору
Частина доданого хлору реагує з аміачним азотом у воді, утворюючи комбінований хлор за наступними етапами реакції:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (монохлорамін) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (дихлорамін) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (трихлорамін) + H2O (8)
Перераховані вище реакції в основному залежать від рН і масового співвідношення хлор/азот. Хлорамін також має бактерицидну дію, але вона нижче, ніж у хлору.
Інша частина газоподібного хлору перетворюється в неактивний хлор. Кількість хлору, необхідне для цієї деталі, залежить від таких відновників, як нітрити, хлориди, сульфіди, двовалентне залізо і марганець. На реакцію окислення органічної речовини у воді витрачається також хлор.
(3) Хлорування морської води
На відміну від ситуації в солонуватій воді, морська вода зазвичай містить близько 65 мг/л брому. Коли морська вода хімічно обробляється хлором, бром швидко реагує з гіпохлорнуватистою кислотою з утворенням гіпобромної кислоти
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Таким чином, коли морська вода обробляється хлором, бактерицидний ефект в основному має HBrO замість HClO, а гіпобромна кислота розпадеться на іони гіпоброміту.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Ступінь розкладання HBrO нижче, ніж у HClO. При рН = 8 тільки 28% HClO не буде розкладатися, але 83% HBrO не буде розкладатися.
Для морської води в умовах високого рН бактерицидний ефект все ж кращий, ніж у солонуватою воді. Гіпобромна кислота і іони гіпоброміту будуть перешкоджати визначенню залишкового хлору, який входить в виміряне значення залишкового хлору.
02 Обробка ударної стерилізації
Шокова обробка передбачає додавання біоциду до живильної води зворотного осмосу або нанофільтрації протягом обмеженого періоду часу та під час нормальної роботи системи водопідготовки.
З цією лікувальною метою часто використовується бісульфіт натрію. Як правило, 500-1000 ppm NaHSO3 додається приблизно протягом 30 хвилин.
Лікування шоку може проводитися періодично через рівні проміжки часу, наприклад, раз на 24 години, або при підозрі на біологічний ріст. Вода, що виробляється під час цієї шокової обробки, міститиме 1-4% від доданої концентрації бісульфіту натрію.
Залежно від використання води в продукті можна вирішити, чи слід переробляти або зливати воду продукту під час шокової стерилізації. Бісульфіт натрію більш ефективний проти аеробних бактерій, ніж анаеробних мікроорганізмів. Тому Застосування шокової стерилізації слід заздалегідь ретельно оцінити.
03 Періодична дезінфекція
На додаток до постійного додавання фунгіцидів у неочищену воду, систему також можна регулярно дезінфікувати для контролю біологічного забруднення.
Цей метод обробки використовується на системах з помірною небезпекою біообростання, але в системах з високою небезпекою біообростання дезінфекція є лише доповненням до безперервної обробки біоцидами.
Профілактична дезінфекція більш ефективна, ніж коригувальна, тому що ізольовані бактерії легше вбити і видалити, ніж товсті, зістарені біоплівки.
Загальний інтервал дезінфекції становить один раз на місяць, але системи з жорсткими гігієнічними вимогами (наприклад, фармацевтична технологічна вода) та сильно забруднена сира вода (наприклад, стічні води) можуть бути один раз на день. Звичайно, на термін служби мембрани впливає тип і концентрація використовуваних хімічних речовин. Після інтенсивної дезінфекції термін служби мембрани може скоротитися.
04 Стерилізація озоном
Він більш окислювальний, ніж хлор, але швидко розкладається, тому для знищення мікроорганізмів його потрібно підтримувати на певному рівні. У той же час слід враховувати озоностійкість використовуваного обладнання, і зазвичай слід використовувати нержавіючу сталь.
Для того щоб захистити мембранні елементи, озон необхідно ретельно видаляти, і ультрафіолетове опромінення може успішно досягти цієї мети.
05 Ультрафіолетове опромінення
254 нм Доведено, що ультрафіолетове світло є бактерицидним. Він знайшов застосування на невеликих водних рослинах. Він не вимагає додавання хімікатів у воду. Вимоги до обслуговування обладнання невисокі. Потрібне лише періодичне чищення або заміна ртутних ламп.
Однак застосування лікування ультрафіолетовим опроміненням дуже обмежене і Підходить тільки для більш чистих джерел води, тому що колоїди і органічні речовини будуть впливати на проникнення оптичного випромінювання.
06 Бісульфіт натрію
Коли його концентрація досягає 50 мг/л у системі опріснення морської води, він є ефективним у контролі біологічного забруднення. Таким чином можна також зменшити забруднення колоїдами.
Додатковою перевагою сірчистої кислоти є те, що вона не вимагає додавання кислоти для контролю карбонату кальцію завдяки кислій реакції сірчистої кислоти з утворенням іонів водню.
HSO3- → H+ + SO42-