اقدامات واکنش برای الودگی میکروبی در عملیات اسمز معکوس
اقدامات واکنش برای الودگی میکروبی در عملیات اسمز معکوس
01 استریلیزاسیون کلر
اثربخشی کلر بستگی به غلظت کلر، زمان تماس و pH اب دارد.
اغلب برای استریل کردن اب اشامیدنی استفاده می شود و غلظت کلر باقی مانده 0.5ppm است.
در تصفیه اب صنعتی، الودگی میکروبی در مبدل های حرارتی و فیلترهای شن و ماسه را می توان با حفظ غلظت کلر باقی مانده در اب بالاتر از 0.5-1.0ppm جلوگیری کرد. مقدار مقدار کلر بستگی به محتوای مواد الی در نفوذ دارد، زیرا مواد الی کلر مصرف می کنند.
تصفیه اب های سطحی معمولا نیاز به ضد عفونی کلر در بخش پیش تصفیه اسمز معکوس برای جلوگیری از الودگی میکروبی دارد. این روش این است که کلر را در مصرف اب اضافه کنید و زمان واکنش 20-30 دقیقه را حفظ کنید تا کلر باقی مانده 0.5-1.0ppm را در کل غلظت خط لوله قبل از درمان نگه دارید. با این حال، قبل از ورود به عنصر غشایی باید به طور کامل کلر زدایی شود تا از اکسید شدن و اسیب دیدن غشا توسط کلر جلوگیری شود. (1) واکنش کلر
ضد عفونی کننده های حاوی کلر معمولا مورد استفاده قرار می گیرند گاز کلر، هیپوکلریت سدیم یا هیپوکلریت کلسیم. در اب، انها به سرعت هیدرولیز به اسید هیپوکلرو.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)کلسیم (ClO) 2 + 2H2O → 2HClO + Ca (OH) 2 (3)
اسید هیپوکلرو در اب، یون های هیدروژن و یون های هیپوکلریت را تجزیه می کند:
HClO←→ H + + ClO- (4)
مجموع Cl2، NaClO، Ca(ClO)2، HClO و ClO کلر ازاد (FAC) یا کلر باقی مانده باقی مانده (FRC) نامیده می شود و در mg / LCl2 بیان می شود.
کلر با امونیاک در اب واکنش نشان می دهد تا کلرامین ها را تشکیل دهد که کلر ترکیبی (CAC) یا کلر باقی مانده ترکیبی (CRC) نامیده می شود و مجموع کلر باقی مانده و کلر ترکیبی کلر باقی مانده کل (TRC) نامیده می شود.
TRC = FAC + CAC = FRC + CRC (5) کارایی باکتری کشی کلر باقی مانده به طور مستقیم با غلظت HClO بدون ترکیب متناسب است. اثر ضد باکتریایی اسید هیپوکلرو 100 برابر بیشتر از هیپوکلریت است و نسبت اسید هیپوکلرو ناشناخته با کاهش مقدار pH افزایش می یابد.
در pH = 7.5 (25 °C، TDS = 40mg / L)، تنها 50٪ از کلر باقی مانده به عنوان HClO وجود دارد، اما در pH = 6.5، 90٪ HClO است. در 5 °C، کسر مولکولی HClO 62٪ است (pH = 7.5، TDS = 40mg / L). در اب شوری بالا، نسبت HClO بسیار کم است (هنگامی که pH = 7.5، 25 °C، 40000mg / L TDS، نسبت حدود 30٪) است.
(2) مقدار کلر
بخشی از کلر اضافه شده با نیتروژن امونیاک در اب واکنش نشان می دهد تا کلر ترکیبی را با توجه به مراحل واکنش زیر تشکیل دهد:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (مونوکلرامین) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (دی کلرامین) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichloramine) + H2O (8)
واکنش های فوق عمدتا به pH و نسبت جرم کلر / نیتروژن بستگی دارد. کلرامین همچنین دارای اثر باکتری کشی است، اما کمتر از کلر است.
بخش دیگر گاز کلر به کلر غیر فعال تبدیل می شود. مقدار کلر مورد نیاز برای این بخش بستگی به عوامل کاهش دهنده مانند نیتریت، کلرید، سولفید، اهن اهنی و منگنز دارد. واکنش اکسیداسیون مواد الی در اب نیز کلر مصرف می کند. (3) کلر اب دریا
متفاوت از وضعیت در اب شور، اب دریا معمولا حاوی حدود 65 میلی گرم در لیتر بروم است. هنگامی که اب دریا به صورت شیمیایی با کلر درمان می شود، بروم به سرعت با اسید هیپوکلرو واکنش نشان می دهد تا اسید هیپوبروموز تولید کند.
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
به این ترتیب، هنگامی که اب دریا با کلر درمان می شود، اثر باکتری کشی عمدتا HBrO به جای HClO است و اسید هیپوبروموز به یون های هیپوبرومیت تجزیه می شود.
HBrO ←→ BrO- + H + (10)
درجه تجزیه HBrO پایین تر از HClO است. در pH = 8، تنها 28٪ از HClO تجزیه نمی شود، اما 83٪ از HBrO تجزیه نمی شود.
برای اب دریا در شرایط pH بالا، اثر ضد باکتری هنوز هم بهتر از اب شور است. اسید هیپوبروموز و یون های هیپوبرومیت با تعیین کلر باقی مانده، که در مقدار اندازه گیری کلر باقی مانده گنجانده شده است، تداخل دارد.
02 درمان عقیم سازی ضربه
درمان شوک شامل اضافه کردن بیوسید به اسمز معکوس یا اب خوراک نانوفیلتراسیون برای مدت زمان محدود و در طول عملیات عادی سیستم تصفیه اب است. سدیم بیسولفیت اغلب برای این هدف درمان استفاده می شود. به طور کلی، 500-1000ppm NaHSO3 برای حدود 30 دقیقه اضافه می شود.
درمان شوک می تواند به صورت دوره ای در فواصل منظم انجام شود، به عنوان مثال، هر 24 ساعت یک بار یا زمانی که مشکوک به رشد بیولوژیکی است. اب محصول تولید شده در طول این درمان شوک شامل 1-4٪ از غلظت سدیم بیسولفیت اضافه شده است.
بسته به استفاده از اب محصول، می توان تصمیم گرفت که ایا اب محصول در طول استریلیزاسیون شوک باید بازیافت یا تخلیه شود. سدیم بیسولفیت در برابر باکتری های هوازی موثرتر از میکروارگانیسم های بی هوازی است. بنابراین، استفاده از استریلیزاسیون شوک باید از قبل به دقت ارزیابی شود. 03 ضد عفونی دوره ای
علاوه بر اضافه کردن مداوم قارچ کش ها به اب خام، سیستم همچنین می تواند به طور منظم برای کنترل الودگی بیولوژیکی ضد عفونی شود. این روش درمانی در سیستم هایی با خطر بیوفولینگ متوسط استفاده می شود، اما در سیستم هایی با خطر بیوفولینگ بالا، ضد عفونی تنها کمکی به درمان مداوم بیوسید است.
ضد عفونی پیشگیرانه موثرتر از ضد عفونی اصلاحی است زیرا باکتری های جدا شده اسان تر از بیوفیلم های ضخیم و قدیمی هستند.
فاصله ضد عفونی عمومی یک بار در ماه است، اما سیستم هایی با الزامات بهداشتی سختگیرانه (مانند اب فرایند دارویی) و اب خام بسیار الوده (مانند فاضلاب) ممکن است یک بار در روز باشد. البته عمر غشا تحت تاثیر نوع و غلظت مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. پس از ضد عفونی شدید ممکن است عمر غشا را کوتاه کند. 04 استریلیزاسیون ازن
اکسید کننده تر از کلر است، اما به سرعت تجزیه می شود، بنابراین برای کشتن میکروارگانیسم ها باید در سطح خاصی نگهداری شود. در عین حال، مقاومت ازن تجهیزات مورد استفاده نیز باید در نظر گرفته شود و معمولا باید از فولاد ضد زنگ استفاده شود.
به منظور محافظت از عناصر غشایی، ازن باید با دقت برداشته شود و تابش UV می تواند با موفقیت به این هدف برسد.05 تابش UV 254nm نور UV ثابت شده است که ضد باکتری است. این در گیاهان اب کوچک استفاده شده است. نیازی به اضافه کردن مواد شیمیایی به اب نیست. الزامات نگهداری تجهیزات کم است. فقط تمیز کردن دوره ای یا جایگزینی لامپ های بخار جیوه مورد نیاز است.
با این حال، استفاده از درمان اشعه ماوراء بنفش بسیار محدود است و فقط برای منابع اب پاک مناسب است، زیرا کلوئیدها و مواد الی بر نفوذ تابش نوری تاثیر می گذارد.06 سدیم بیسولفیت هنگامی که غلظت ان به 50mg / L در نفوذ سیستم نمک زدایی اب دریا می رسد، در کنترل الودگی بیولوژیکی موثر است. به این ترتیب الودگی کلوئیدی نیز می تواند کاهش یابد.
یک مزیت اضافه شده از اسید سولفوروس این است که نیازی به اضافه کردن اسید برای کنترل کربنات کلسیم به دلیل واکنش اسیدی اسید سولفوروس برای تولید یون های هیدروژن نیست.
HSO3- → H + + SO42-
