23 Feb 2023
Mjere odgovora za mikrobnu kontaminaciju u operaciji reverzne osmoze
Mjere odgovora za mikrobnu kontaminaciju u operaciji reverzne osmoze
01 Sterilizacija hlorom
Efikasnost hlora zavisi od koncentracije hlora, vremena kontakta i pH vode.
Često se koristi za sterilizaciju vode za piće, a opća koncentracija zaostalog hlora je 0,5 ppm.
U industrijskom tretmanu vode, mikrobna kontaminacija izmjenjivača toplote i pješčanih filtera može se spriječiti održavanjem koncentracije zaostalog hlora u vodi iznad 0,5-1,0 ppm. Količina doziranja hlora zavisi od sadržaja organske materije u flutu, jer će organska materija trošiti hlor.
Tretman površinskih voda obično zahtijeva dezinfekciju hlorom u dijelu za predtretman reverzne osmoze kako bi se spriječila mikrobna kontaminacija. Metoda je dodavanje hlora na unosu vode i održavanje vremena reakcije od 20-30 minuta da zadrži 0,5-1,0 ppm preostalog hlora u cijeloj koncentraciji cjevovoda za prethodnu obradu.
Međutim, mora se temeljito dehlorirati prije ulaska u membranski element kako bi se spriječila oksidacija i oštećenje membrane hlorom.
(1) Reakcija hloriranja
Uobičajena dezinfekcijska sredstva koja sadrže hlor su gasni hlor, natrij-hipohlorit ili kalcij-hipohlorit. U vodi, oni se brzo hidroliziraju u hipohlornu kiselinu.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2 + 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2 (3)
Hipohlorna kiselina u vodi razgrađuje vodikove ione i hipohloritne ione:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
The sum of Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO and ClO– is called free chlorine (FAC) or residual residual chlorine (FRC), and is expressed in mg/LCl2.
Hlor reagira sa amonijakom u vodi dajući hloramine, koji se nazivaju kombinirani hlor (CAC) ili kombinirani rezidualni hlor (CRC), a zbir zaostalog hlora i Kombinirani hlor se naziva ukupni rezidualni hlor (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Baktericidna efikasnost rezidualnog hlora je direktno proporcionalna koncentraciji neraspadnutog HClO. Baktericidni efekat hipohlorne kiseline je 100 puta veći od hipohlorita, a udio nedisocirane hipohlorne kiseline se povećava sa smanjenjem pH vrijednosti.
At pH=7.5 (25°C, TDS=40mg/L), only 50% of residual chlorine exists as HClO, but at pH=6.5, 90% is HClO.
Udio HClO se također povećava sa smanjenjem temperature. At 5°C, the molecular fraction of HClO is 62% (pH=7.5, TDS=40mg/L). In high salinity water, the proportion of HClO is very small (when pH=7.5, 25°C, 40000mg/L TDS, the ratio is about 30%).
(2) Količina doziranja hlora
Dio dodanog hlora reagira sa amonijačnim dušikom u vodi dajući kombinirani hlor Prema sljedećim koracima reakcije:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochloramine) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichloramine) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichloramine) + H2O (8)
Gore navedene reakcije uglavnom ovise o pH i masenom omjeru hlora i dušika. Hloramin također ima baktericidno djelovanje, ali je niži od hlora.
Drugi dio gasa hlora se pretvara u neaktivni hlor. Količina hlora potrebna za ovaj dio ovisi o redukcijskim agensima kao što su nitrit, hlorid, sulfid, željezno željezo i mangan. Reakcija oksidacije organske materije u vodi također troši hlor.
(3) Hlorisanje morske vode
Za razliku od situacije u bočatoj vodi, morska voda obično sadrži oko 65 mg/L broma. Kada se morska voda hemijski tretira hlorom, brom će brzo reagirati sa hipohloronom kiselinom da bi proizveo hipobromnu kiselinu
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Na ovaj način, kada se morska voda tretira hlorom, baktericidni efekat je uglavnom HBrO umjesto HClO, a hipobromna kiselina će se razgraditi u hipobromitne ione.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Stepen raspadanja HBrO je niži od stepena HClO. Pri pH=8, samo 28% HClO se neće raspasti, ali 83% HBrO se neće raspasti.
Za morsku vodu pod visokim pH uvjetima, baktericidni efekat je još uvijek bolji od onog u bočatoj vodi. Hipobromna kiselina i hipobromitni ioni će ometati određivanje rezidualnog hlora, koji je uključen u izmjerenu vrijednost rezidualnog hlora.
02 Tretman udarnom sterilizacijom
Šok tretman uključuje dodavanje biocida u reverznu osmozu ili nanofiltracijsku napojnu vodu u ograničenom vremenskom periodu i tokom normalnog rada sistema za prečišćavanje vode.
Natrij bisulfit se često koristi u svrhu ovog tretmana. Općenito, 500-1000ppm NaHSO3 se dodaje oko 30 minuta.
Šok tretman se može provoditi periodično u redovnim intervalima, na primjer, jednom u 24 sata, ili kada se sumnja na biološki rast. Proizvod vode proizveden tokom ovog šok tretmana će sadržavati 1-4% dodane koncentracije natrij bisulfita.
U zavisnosti od upotrebe vode proizvoda, može se odlučiti da li vodu proizvoda tokom šok sterilizacije treba reciklirati ili ispustiti. Natrij bisulfit je efikasniji protiv aerobnih bakterija od anaerobnih mikroorganizama. Stoga Korištenje šok sterilizacije treba pažljivo procijeniti unaprijed.
03 Periodična dezinfekcija
Pored kontinuiranog dodavanja fungicida u sirovu vodu, sistem se također može redovno dezinficirati za kontrolu biološke kontaminacije.
Ova metoda tretmana se koristi na sistemima sa umjerenom opasnošću od obraštanja, ali u sistemima sa visokom opasnošću od obraštanja, dezinfekcija je samo dodatak kontinuiranom tretmanu biocidima.
Preventivna dezinfekcija je efikasnija od korektivne dezinfekcije jer je izolirane bakterije lakše ubiti i ukloniti od debelih, ostarjelih biofilmova.
Opći interval dezinfekcije je jednom mjesečno, ali sistemi sa strogim higijenskim zahtjevima (kao što je farmaceutska procesna voda) i visoko zagađena sirova voda (kao što su otpadne vode) mogu biti jednom dnevno. Naravno, na životni vijek membrane utiče vrsta i koncentracija korištenih hemikalija. Nakon intenzivne dezinfekcije može skratiti život membrane.
04 Sterilizacija ozonom
On je više oksidirajući od hlora, ali se brzo razgrađuje, tako da ga je potrebno održavati na određenom nivou da bi se ubili mikroorganizmi. U isto vrijeme, treba uzeti u obzir i otpornost opreme na ozon korištene opreme, a obično se koristi i nehrđajući čelik.
Da bi se zaštitili membranski elementi, ozon se mora pažljivo ukloniti, a UV zračenje može uspješno postići ovaj cilj.
05 UV zračenje
254nm UV svjetlo je dokazano baktericidno. Koristi se u malim vodenim postrojenjima. Ne zahtijeva dodavanje hemikalija u vodu. Zahtjevi za održavanjem opreme su niski. Potrebno je samo periodično čišćenje ili zamjena živinih lampi.
Međutim, primjena tretmana UV zračenjem je vrlo ograničena i Pogodno samo za čistije izvore vode, jer će koloidi i organska materija uticati na prodor optičkog zračenja.
06 Natrijev bisulfit
Kada njegova koncentracija dostigne 50 mg/L u uticaju sistema desalinizacije morske vode, efikasna je u kontroli biološkog zagađenja. Na ovaj način, koloidna kontaminacija se također može smanjiti.
Dodatna prednost sumporne kiseline je da ne zahtijeva dodavanje kiseline za kontrolu kalcij-karbonata zbog kisele reakcije sumporne kiseline za stvaranje vodikovih iona.
HSO3- → H+ + SO42-
01 Sterilizacija hlorom
Efikasnost hlora zavisi od koncentracije hlora, vremena kontakta i pH vode.
Često se koristi za sterilizaciju vode za piće, a opća koncentracija zaostalog hlora je 0,5 ppm.
U industrijskom tretmanu vode, mikrobna kontaminacija izmjenjivača toplote i pješčanih filtera može se spriječiti održavanjem koncentracije zaostalog hlora u vodi iznad 0,5-1,0 ppm. Količina doziranja hlora zavisi od sadržaja organske materije u flutu, jer će organska materija trošiti hlor.
Tretman površinskih voda obično zahtijeva dezinfekciju hlorom u dijelu za predtretman reverzne osmoze kako bi se spriječila mikrobna kontaminacija. Metoda je dodavanje hlora na unosu vode i održavanje vremena reakcije od 20-30 minuta da zadrži 0,5-1,0 ppm preostalog hlora u cijeloj koncentraciji cjevovoda za prethodnu obradu.
Međutim, mora se temeljito dehlorirati prije ulaska u membranski element kako bi se spriječila oksidacija i oštećenje membrane hlorom.
(1) Reakcija hloriranja
Uobičajena dezinfekcijska sredstva koja sadrže hlor su gasni hlor, natrij-hipohlorit ili kalcij-hipohlorit. U vodi, oni se brzo hidroliziraju u hipohlornu kiselinu.
Hipohlorna kiselina u vodi razgrađuje vodikove ione i hipohloritne ione:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
The sum of Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO and ClO– is called free chlorine (FAC) or residual residual chlorine (FRC), and is expressed in mg/LCl2.
Hlor reagira sa amonijakom u vodi dajući hloramine, koji se nazivaju kombinirani hlor (CAC) ili kombinirani rezidualni hlor (CRC), a zbir zaostalog hlora i Kombinirani hlor se naziva ukupni rezidualni hlor (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Baktericidna efikasnost rezidualnog hlora je direktno proporcionalna koncentraciji neraspadnutog HClO. Baktericidni efekat hipohlorne kiseline je 100 puta veći od hipohlorita, a udio nedisocirane hipohlorne kiseline se povećava sa smanjenjem pH vrijednosti.
At pH=7.5 (25°C, TDS=40mg/L), only 50% of residual chlorine exists as HClO, but at pH=6.5, 90% is HClO.
Udio HClO se također povećava sa smanjenjem temperature. At 5°C, the molecular fraction of HClO is 62% (pH=7.5, TDS=40mg/L). In high salinity water, the proportion of HClO is very small (when pH=7.5, 25°C, 40000mg/L TDS, the ratio is about 30%).
(2) Količina doziranja hlora
Dio dodanog hlora reagira sa amonijačnim dušikom u vodi dajući kombinirani hlor Prema sljedećim koracima reakcije:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochloramine) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichloramine) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichloramine) + H2O (8)
Gore navedene reakcije uglavnom ovise o pH i masenom omjeru hlora i dušika. Hloramin također ima baktericidno djelovanje, ali je niži od hlora.
Drugi dio gasa hlora se pretvara u neaktivni hlor. Količina hlora potrebna za ovaj dio ovisi o redukcijskim agensima kao što su nitrit, hlorid, sulfid, željezno željezo i mangan. Reakcija oksidacije organske materije u vodi također troši hlor.
(3) Hlorisanje morske vode
Za razliku od situacije u bočatoj vodi, morska voda obično sadrži oko 65 mg/L broma. Kada se morska voda hemijski tretira hlorom, brom će brzo reagirati sa hipohloronom kiselinom da bi proizveo hipobromnu kiselinu
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Na ovaj način, kada se morska voda tretira hlorom, baktericidni efekat je uglavnom HBrO umjesto HClO, a hipobromna kiselina će se razgraditi u hipobromitne ione.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Stepen raspadanja HBrO je niži od stepena HClO. Pri pH=8, samo 28% HClO se neće raspasti, ali 83% HBrO se neće raspasti.
Za morsku vodu pod visokim pH uvjetima, baktericidni efekat je još uvijek bolji od onog u bočatoj vodi. Hipobromna kiselina i hipobromitni ioni će ometati određivanje rezidualnog hlora, koji je uključen u izmjerenu vrijednost rezidualnog hlora.
02 Tretman udarnom sterilizacijom
Šok tretman uključuje dodavanje biocida u reverznu osmozu ili nanofiltracijsku napojnu vodu u ograničenom vremenskom periodu i tokom normalnog rada sistema za prečišćavanje vode.
Natrij bisulfit se često koristi u svrhu ovog tretmana. Općenito, 500-1000ppm NaHSO3 se dodaje oko 30 minuta.
Šok tretman se može provoditi periodično u redovnim intervalima, na primjer, jednom u 24 sata, ili kada se sumnja na biološki rast. Proizvod vode proizveden tokom ovog šok tretmana će sadržavati 1-4% dodane koncentracije natrij bisulfita.
U zavisnosti od upotrebe vode proizvoda, može se odlučiti da li vodu proizvoda tokom šok sterilizacije treba reciklirati ili ispustiti. Natrij bisulfit je efikasniji protiv aerobnih bakterija od anaerobnih mikroorganizama. Stoga Korištenje šok sterilizacije treba pažljivo procijeniti unaprijed.
03 Periodična dezinfekcija
Pored kontinuiranog dodavanja fungicida u sirovu vodu, sistem se također može redovno dezinficirati za kontrolu biološke kontaminacije.
Ova metoda tretmana se koristi na sistemima sa umjerenom opasnošću od obraštanja, ali u sistemima sa visokom opasnošću od obraštanja, dezinfekcija je samo dodatak kontinuiranom tretmanu biocidima.
Preventivna dezinfekcija je efikasnija od korektivne dezinfekcije jer je izolirane bakterije lakše ubiti i ukloniti od debelih, ostarjelih biofilmova.
Opći interval dezinfekcije je jednom mjesečno, ali sistemi sa strogim higijenskim zahtjevima (kao što je farmaceutska procesna voda) i visoko zagađena sirova voda (kao što su otpadne vode) mogu biti jednom dnevno. Naravno, na životni vijek membrane utiče vrsta i koncentracija korištenih hemikalija. Nakon intenzivne dezinfekcije može skratiti život membrane.
04 Sterilizacija ozonom
On je više oksidirajući od hlora, ali se brzo razgrađuje, tako da ga je potrebno održavati na određenom nivou da bi se ubili mikroorganizmi. U isto vrijeme, treba uzeti u obzir i otpornost opreme na ozon korištene opreme, a obično se koristi i nehrđajući čelik.
Da bi se zaštitili membranski elementi, ozon se mora pažljivo ukloniti, a UV zračenje može uspješno postići ovaj cilj.
05 UV zračenje
254nm UV svjetlo je dokazano baktericidno. Koristi se u malim vodenim postrojenjima. Ne zahtijeva dodavanje hemikalija u vodu. Zahtjevi za održavanjem opreme su niski. Potrebno je samo periodično čišćenje ili zamjena živinih lampi.
Međutim, primjena tretmana UV zračenjem je vrlo ograničena i Pogodno samo za čistije izvore vode, jer će koloidi i organska materija uticati na prodor optičkog zračenja.
06 Natrijev bisulfit
Kada njegova koncentracija dostigne 50 mg/L u uticaju sistema desalinizacije morske vode, efikasna je u kontroli biološkog zagađenja. Na ovaj način, koloidna kontaminacija se također može smanjiti.
Dodatna prednost sumporne kiseline je da ne zahtijeva dodavanje kiseline za kontrolu kalcij-karbonata zbog kisele reakcije sumporne kiseline za stvaranje vodikovih iona.
HSO3- → H+ + SO42-