23 veljače 2023
Mjere odgovora na mikrobnu kontaminaciju u operaciji reverzne osmoze
Mjere odgovora na mikrobnu kontaminaciju u operaciji reverzne osmoze
01 Sterilizacija klorom
Učinkovitost klora ovisi o koncentraciji klora, vremenu kontakta i pH vode.
Često se koristi za sterilizaciju pitke vode, a opća koncentracija zaostalog klora je 0,5 ppm.
U industrijskoj obradi vode mikrobna kontaminacija izmjenjivača topline i pješčanih filtera može se spriječiti održavanjem koncentracije zaostalog klora u vodi iznad 0,5-1,0 ppm. Količina doziranja klora ovisi o sadržaju organske tvari u doku, jer će organska tvar trošiti klor.
Obrada površinskih voda obično zahtijeva dezinfekciju klorom u dijelu za predobradu reverzne osmoze kako bi se spriječila mikrobna kontaminacija. Metoda je dodavanje klora na unosu vode i održavanje vremena reakcije od 20-30 minuta za zadržavanje 0,5-1,0 ppm zaostalog klora u cijeloj koncentraciji cjevovoda za prethodnu obradu.
Međutim, mora se temeljito deklorirati prije ulaska u membranski element kako bi se spriječilo oksidiranje i oštećenje membrane klorom.
(1) Reakcija kloriranja
Uobičajena dezinficijensa koja sadrže klor su plinski klor, natrijev hipoklorit ili kalcijev hipoklorit. U vodi se brzo hidroliziraju u hipoklornu kiselinu.Cl2+ H2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2+ 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2(3)
Hipoklorna kiselina u vodi razgrađuje vodikove ione i hipokloritne ione:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Zbroj Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO i ClO– naziva se slobodni klor (FAC) ili preostali zaostali klor (FRC) i izražava se u mg/LCl2.
Klor reagira s amonijakom u vodi stvarajući kloramine, koji se nazivaju kombinirani klor (CAC) ili kombinirani zaostali klor (CRC), te zbroj zaostalog klora i Kombinirani klor naziva se ukupni zaostali klor (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Baktericidna učinkovitost zaostalog klora izravno je proporcionalna koncentraciji nerazgrađenog HClO. Baktericidni učinak hipoklorne kiseline je 100 puta veći od hipoklorita, a udio nedisocirane hipoklorne kiseline raste s padom pH vrijednosti.
Pri pH=7,5 (25°C, TDS=40mg/L), samo 50% zaostalog klora postoji kao HClO, ali pri pH=6.5, 90% je HClO.
Udio HClO također se povećava s padom temperature. Na 5°C, molekularni udio HClO iznosi 62% (pH=7,5, TDS=40mg/L). U vodi visokog saliniteta udio HClO je vrlo mali (kada je pH=7,5, 25°C, 40000mg/L TDS, omjer je oko 30%).
(2) Količina doziranja klora
Dio dodanog klora reagira s amonijačnim dušikom u vodi stvarajući kombinirani klor Prema sljedećim koracima reakcije:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monokloramin) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dikloramin) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (trikloramin) + H2O (8)
Gore navedene reakcije uglavnom ovise o pH i masenom omjeru klora i dušika. Kloramin također ima baktericidni učinak, ali je niži od klora.
Drugi dio plina klora pretvara se u neaktivni klor. Količina klora potrebna za ovaj dio ovisi o redukcijskim sredstvima kao što su nitrit, klorid, sulfid, željezno željezo i mangan. Reakcija oksidacije organske tvari u vodi također troši klor.
(3) Kloriranje morske vode
Za razliku od situacije u bočatoj vodi, morska voda obično sadrži oko 65 mg/L broma. Kada se morska voda kemijski tretira klorom, brom će brzo reagirati s hipoklornom kiselinom i proizvesti hipobromnu kiselinu
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Na taj način, kada se morska voda tretira klorom, baktericidni učinak je uglavnom HBrO umjesto HClO, a hipobromna kiselina će se razgraditi u hipobromitne ione.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Stupanj razgradnje HBrO niži je od stupnja HClO. Pri pH=8, samo 28% HClO se neće razgraditi, ali 83% HBrO se neće razgraditi.
Za morsku vodu pod uvjetima visokog pH, baktericidni učinak je još uvijek bolji od onog u bočatoj vodi. Hipobromna kiselina i hipobromitni ioni ometat će određivanje zaostalog klora, koji je uključen u izmjerenu vrijednost zaostalog klora.
02 Tretman udarnom sterilizacijom
Šok tretman uključuje dodavanje biocida u napojnu vodu reverzne osmoze ili nanofiltracije tijekom ograničenog vremenskog razdoblja i tijekom normalnog rada sustava za pročišćavanje vode.
Natrijev bisulfit se često koristi u tu svrhu liječenja. Općenito, dodaje se 500-1000 ppm NaHSO3 oko 30 minuta.
Šok tretman može se provoditi povremeno u redovitim intervalima, na primjer, jednom u 24 sata ili kada se sumnja na biološki rast. Voda proizvoda proizvedena tijekom ovog šok tretmana sadržavat će 1-4% dodane koncentracije natrijevog bisulfita.
Ovisno o upotrebi vode proizvoda, može se odlučiti treba li vodu proizvoda tijekom šok sterilizacije reciklirati ili isprazniti. Natrijev bisulfit učinkovitiji je protiv aerobnih bakterija od anaerobnih mikroorganizama. Stoga Korištenje šok sterilizacije treba unaprijed pažljivo procijeniti.
03 Periodična dezinfekcija
Osim kontinuiranog dodavanja fungicida u sirovu vodu, sustav se također može redovito dezinficirati kako bi se kontrolirala biološka kontaminacija.
Ova metoda obrade koristi se na sustavima s umjerenom opasnošću od obraštanja, ali u sustavima s visokom opasnošću od obraštanja dezinfekcija je samo dodatak kontinuiranom tretiranju biocidima.
Preventivna dezinfekcija učinkovitija je od korektivne dezinfekcije jer je izolirane bakterije lakše ubiti i ukloniti nego debele, ostarjele biofilmove.
Opći interval dezinfekcije je jednom mjesečno, ali sustavi 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 vijek trajanja membrane utječe vrsta i koncentracija korištenih kemikalija. Nakon intenzivne dezinfekcije može skratiti vijek trajanja membrane.
04 Sterilizacija ozonom
Oksidativniji je od klora, ali se brzo razgrađuje, pa ga je potrebno održavati na određenoj razini kako bi se ubili mikroorganizmi. Istodobno treba uzeti u obzir i otpornost korištene opreme na ozon i obično koristiti nehrđajući čelik.
Kako bi se zaštitili membranski elementi, ozon se mora pažljivo ukloniti, a UV zračenje može uspješno postići taj cilj.
05 UV zračenje
254nm UV svjetlo dokazano je baktericidno. Koristi se u malim vodenim biljkama. Ne zahtijeva dodavanje kemikalija u vodu. Zahtjevi za održavanjem opreme su niski. Potrebno je samo povremeno čišćenje ili zamjena živinih svjetiljki.
Međutim, primjena tretmana UV zračenjem vrlo je ograničena i Pogodno samo za čišće izvore vode, jer će koloidi i organske tvari utjecati na prodor optičkog zračenja.
06 Natrijev bisulfit
Kada njegova koncentracija dosegne 50 mg/L u utjecaju sustava desalinizacije morske vode, učinkovita je u kontroli biološkog onečišćenja. Na taj se način može smanjiti i koloidna kontaminacija.
Dodatna prednost sumporne kiseline je ta što ne zahtijeva dodavanje kiseline za kontrolu kalcijevog karbonata zbog kisele reakcije sumporne kiseline za stvaranje vodikovih iona.
HSO3- → H+ + SO42-
01 Sterilizacija klorom
Učinkovitost klora ovisi o koncentraciji klora, vremenu kontakta i pH vode.
Često se koristi za sterilizaciju pitke vode, a opća koncentracija zaostalog klora je 0,5 ppm.
U industrijskoj obradi vode mikrobna kontaminacija izmjenjivača topline i pješčanih filtera može se spriječiti održavanjem koncentracije zaostalog klora u vodi iznad 0,5-1,0 ppm. Količina doziranja klora ovisi o sadržaju organske tvari u doku, jer će organska tvar trošiti klor.
Obrada površinskih voda obično zahtijeva dezinfekciju klorom u dijelu za predobradu reverzne osmoze kako bi se spriječila mikrobna kontaminacija. Metoda je dodavanje klora na unosu vode i održavanje vremena reakcije od 20-30 minuta za zadržavanje 0,5-1,0 ppm zaostalog klora u cijeloj koncentraciji cjevovoda za prethodnu obradu.
Međutim, mora se temeljito deklorirati prije ulaska u membranski element kako bi se spriječilo oksidiranje i oštećenje membrane klorom.
(1) Reakcija kloriranja
Uobičajena dezinficijensa koja sadrže klor su plinski klor, natrijev hipoklorit ili kalcijev hipoklorit. U vodi se brzo hidroliziraju u hipoklornu kiselinu.
Hipoklorna kiselina u vodi razgrađuje vodikove ione i hipokloritne ione:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Zbroj Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO i ClO– naziva se slobodni klor (FAC) ili preostali zaostali klor (FRC) i izražava se u mg/LCl2.
Klor reagira s amonijakom u vodi stvarajući kloramine, koji se nazivaju kombinirani klor (CAC) ili kombinirani zaostali klor (CRC), te zbroj zaostalog klora i Kombinirani klor naziva se ukupni zaostali klor (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Baktericidna učinkovitost zaostalog klora izravno je proporcionalna koncentraciji nerazgrađenog HClO. Baktericidni učinak hipoklorne kiseline je 100 puta veći od hipoklorita, a udio nedisocirane hipoklorne kiseline raste s padom pH vrijednosti.
Pri pH=7,5 (25°C, TDS=40mg/L), samo 50% zaostalog klora postoji kao HClO, ali pri pH=6.5, 90% je HClO.
Udio HClO također se povećava s padom temperature. Na 5°C, molekularni udio HClO iznosi 62% (pH=7,5, TDS=40mg/L). U vodi visokog saliniteta udio HClO je vrlo mali (kada je pH=7,5, 25°C, 40000mg/L TDS, omjer je oko 30%).
(2) Količina doziranja klora
Dio dodanog klora reagira s amonijačnim dušikom u vodi stvarajući kombinirani klor Prema sljedećim koracima reakcije:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monokloramin) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dikloramin) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (trikloramin) + H2O (8)
Gore navedene reakcije uglavnom ovise o pH i masenom omjeru klora i dušika. Kloramin također ima baktericidni učinak, ali je niži od klora.
Drugi dio plina klora pretvara se u neaktivni klor. Količina klora potrebna za ovaj dio ovisi o redukcijskim sredstvima kao što su nitrit, klorid, sulfid, željezno željezo i mangan. Reakcija oksidacije organske tvari u vodi također troši klor.
(3) Kloriranje morske vode
Za razliku od situacije u bočatoj vodi, morska voda obično sadrži oko 65 mg/L broma. Kada se morska voda kemijski tretira klorom, brom će brzo reagirati s hipoklornom kiselinom i proizvesti hipobromnu kiselinu
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Na taj način, kada se morska voda tretira klorom, baktericidni učinak je uglavnom HBrO umjesto HClO, a hipobromna kiselina će se razgraditi u hipobromitne ione.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Stupanj razgradnje HBrO niži je od stupnja HClO. Pri pH=8, samo 28% HClO se neće razgraditi, ali 83% HBrO se neće razgraditi.
Za morsku vodu pod uvjetima visokog pH, baktericidni učinak je još uvijek bolji od onog u bočatoj vodi. Hipobromna kiselina i hipobromitni ioni ometat će određivanje zaostalog klora, koji je uključen u izmjerenu vrijednost zaostalog klora.
02 Tretman udarnom sterilizacijom
Šok tretman uključuje dodavanje biocida u napojnu vodu reverzne osmoze ili nanofiltracije tijekom ograničenog vremenskog razdoblja i tijekom normalnog rada sustava za pročišćavanje vode.
Natrijev bisulfit se često koristi u tu svrhu liječenja. Općenito, dodaje se 500-1000 ppm NaHSO3 oko 30 minuta.
Šok tretman može se provoditi povremeno u redovitim intervalima, na primjer, jednom u 24 sata ili kada se sumnja na biološki rast. Voda proizvoda proizvedena tijekom ovog šok tretmana sadržavat će 1-4% dodane koncentracije natrijevog bisulfita.
Ovisno o upotrebi vode proizvoda, može se odlučiti treba li vodu proizvoda tijekom šok sterilizacije reciklirati ili isprazniti. Natrijev bisulfit učinkovitiji je protiv aerobnih bakterija od anaerobnih mikroorganizama. Stoga Korištenje šok sterilizacije treba unaprijed pažljivo procijeniti.
03 Periodična dezinfekcija
Osim kontinuiranog dodavanja fungicida u sirovu vodu, sustav se također može redovito dezinficirati kako bi se kontrolirala biološka kontaminacija.
Ova metoda obrade koristi se na sustavima s umjerenom opasnošću od obraštanja, ali u sustavima s visokom opasnošću od obraštanja dezinfekcija je samo dodatak kontinuiranom tretiranju biocidima.
Preventivna dezinfekcija učinkovitija je od korektivne dezinfekcije jer je izolirane bakterije lakše ubiti i ukloniti nego debele, ostarjele biofilmove.
Opći interval dezinfekcije je jednom mjesečno, ali sustavi 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 vijek trajanja membrane utječe vrsta i koncentracija korištenih kemikalija. Nakon intenzivne dezinfekcije može skratiti vijek trajanja membrane.
04 Sterilizacija ozonom
Oksidativniji je od klora, ali se brzo razgrađuje, pa ga je potrebno održavati na određenoj razini kako bi se ubili mikroorganizmi. Istodobno treba uzeti u obzir i otpornost korištene opreme na ozon i obično koristiti nehrđajući čelik.
Kako bi se zaštitili membranski elementi, ozon se mora pažljivo ukloniti, a UV zračenje može uspješno postići taj cilj.
05 UV zračenje
254nm UV svjetlo dokazano je baktericidno. Koristi se u malim vodenim biljkama. Ne zahtijeva dodavanje kemikalija u vodu. Zahtjevi za održavanjem opreme su niski. Potrebno je samo povremeno čišćenje ili zamjena živinih svjetiljki.
Međutim, primjena tretmana UV zračenjem vrlo je ograničena i Pogodno samo za čišće izvore vode, jer će koloidi i organske tvari utjecati na prodor optičkog zračenja.
06 Natrijev bisulfit
Kada njegova koncentracija dosegne 50 mg/L u utjecaju sustava desalinizacije morske vode, učinkovita je u kontroli biološkog onečišćenja. Na taj se način može smanjiti i koloidna kontaminacija.
Dodatna prednost sumporne kiseline je ta što ne zahtijeva dodavanje kiseline za kontrolu kalcijevog karbonata zbog kisele reakcije sumporne kiseline za stvaranje vodikovih iona.
HSO3- → H+ + SO42-