Perdozavimą mažinančios medžiagos RO sistemose: biologinio apaugimo rizika ir sprendimai | STARK

Atvirkštinio osmoso (RO) sistemos remiasi cheminiu dozavimu, kad apsaugotų membranas nuo pažeidimų, ypač nuo chloro likučių. Vienas iš dažniausiai naudojamų priedų yra reduktorius, pavyzdžiui, natrio bisulfitas (SBS), kuris neutralizuoja chlorą prieš jam suardant poliamido membranas.

Tačiau daugelyje RO operacijų reduktoriai yra perdozavimas dėl rankinio įvertinimo, prasto kalibravimo arba operatoriaus atsargumo;. Nors siekiama apsaugoti membraną, ši praktika gali netyčia sukurti idealias sąlygas biologinis apaugimas ir mikrobų augimas membranos elementų viduje.

Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip per didelis redukuojančių medžiagų naudojimas prisideda prie anaerobinių sąlygų, skatina mikrobinę taršą, ypač sulfatą mažinančios bakterijos (SRB)ir galiausiai turi įtakos RO našumui. Taip pat aptarsime strategijas, kaip optimizuoti dozavimą ir užkirsti kelią ilgalaikiam sistemos pablogėjimui.

Kodėl reduktoriai naudojami RO sistemose

Chloras dažniausiai naudojamas dezinfekuoti komunaliniuose ir pramoniniuose vandens šaltiniuose. Tačiau poliamido pagrindu pagamintos RO membranos yra labai jautrios chloro pažeidimams. Net mažos koncentracijos (vos 0,1 ppm) gali sukelti negrįžtamą membranos skilimą, sumažindamos druskos atmetimo efektyvumą ir sistemos tarnavimo laiką.

Siekiant pašalinti šią riziką, redukuojančiosios medžiagos, pvz., natrio bisulfitas (NaHSO₃), natrio metabisulfitas arba natrio tiosulfatas dozuojami į tiekiamą vandenį prieš membraną. Šios cheminės medžiagos neutralizuoti likutinį laisvą chlorą per redokso reakcijas, užtikrinant membraninių paviršių apsaugą.

Dozė paprastai apskaičiuojama pagal išmatuotą laisvojo chloro koncentraciją, kai rekomenduojamas stechiometrinis santykis yra 1,5–2,0 mg/l natrio bisulfito 1,0 mg/l chloro. Tačiau daugelis sistemų pasikliauti fiksuotu arba per dideliu dozavimu kaip saugumo atsarga—praktika, kuri gali sukelti nenumatytų pasekmių, jei nebus tinkamai stebima.

Paslėpta rizika: perdozavimas ir jo realus poveikis

Nors redukciniai agentai atlieka apsauginį vaidmenį, per didelis dozavimas, ypač nesant chloro, gali sukelti nenumatytą šalutinį poveikį. Viena iš labiausiai nepastebimų rizikų yra anaerobinių sąlygų atsiradimas RO sistemos vamzdynų ir membraninių elementų viduje.

Kai natrio bisulfito perteklius patenka į vandenį, kuriame nebėra chloro, jis sunaudoja ištirpusį deguonį per likutinį redokso aktyvumą. Ši dezoksigenuota aplinka tampa idealia anaerobinių mikroorganizmų auginimo vieta, ypač sulfatą mažinančios bakterijos (SRB) ir kitos bioplėvelę formuojančios rūšys.

Laikui bėgant šie mikrobai kolonizuoja vidinį membraninių elementų paviršių, sudarydami gleivių sluoksnius ir didėjantis slėgio skirtumas (ΔP) per membraninius indus. Sunkiais atvejais šis biologinis apaugimas sukelia skonio ir kvapo problemų prasiskverbiančiame vandenyje, sumažina srauto greitį ir net negrįžtamą membranos pažeidimą.

Ironiška, bet pati cheminė medžiaga, skirta apsaugoti membraną, gali pagreitinti jos nykimą-jei netinkamai dozuojama ir paliekama nepažymėta.

Anaerobinės sąlygos ir BPV augimas

Kai pertekliniai reduktoriai išeikvoja ištirpusį deguonį tiekiamame vandenyje, sistemos aplinka tampa vis anaerobiškesnė. Šis poslinkis yra ypač problemiškas RO sistemos atkarpose, kur vanduo stagnuoja arba teka su pertrūkiais, pvz., Pirminio apdorojimo rezervuarai, membraniniai korpusai arba negyvos zonos vamzdynuose.

Šiose mažai deguonies turinčiose srityse, sulfatą mažinančios bakterijos (SRB) rasti idealias sąlygas daugintis. Šie mikrobai naudoja sulfatą (SO₄²⁻) kaip elektronų akceptorių, gamindami vandenilio sulfidą (H₂S) kaip metabolinį šalutinį produktą. Rezultatai yra cheminiai ir eksploataciniai:

• Tamsių gleivių sluoksnių susidarymas ant membraninių paviršių ir padavimo tarpiklių
• Vandenilio sulfido dujų gamyba, dėl kurio atsiranda supuvusių kiaušinių kvapai ir korozijos pavojus
• Pagreitintas membranos užteršimas ir prastėjančios kokybės

Su BPV susijęs užteršimas yra ypač klastingas, nes jis gali išlikti nepastebėtas kelias savaites ar mėnesius prieš sukeldamas staigus sistemos veikimo žlugimas. Iki to laiko, kai nustatomas slėgio skirtumas arba srauto nuostoliai, jau gali būti padaryta didelė membranos žala.

Simptomai ir biologinio apaugimo nustatymas

Vienas iš ankstyviausių biologinio apaugimo požymių, kurį sukelia redukuojančių medžiagų perdozavimas yra nenormalus slėgio skirtumo padidėjimas (ΔP) per membranos elementus. Kadangi bioplėvelė kaupiasi ant membraninių paviršių ir tiekia tarpiklius, padidėja atsparumas vandens srautui, todėl aukšto slėgio siurblys priverstas dirbti sunkiau.

Bendri biologinio apaugimo rodikliai

• Laipsniškas ΔP didėjimas skirtingose stadijose arba slėginiuose induose
• Sumažėjęs pralaidus srautas nepaisant stabilaus pašarų slėgio ir laidumo
• Neįprasti kvapai (pvz., sieros ar supuvusių kiaušinių kvapas iš H₂S)
• Spalvų pokyčiai arba gleivės, pastebėtos išardytuose elementuose

Neaptiktas biologinis apaugimas gali išplisti ir sukelti negrįžtamą žalą į membraninius paviršius. ORP (oksidacijos-redukcijos potencialo) stebėjimas, ΔP tendencijų stebėjimas ir atlikimas įprastinės membraninės autopsijos gali padėti sugauti problemas, kol jos dar neaštrėjo.

Kaip optimizuoti redukuojančio agento dozę

Siekiant užkirsti kelią perdozavimo rizikai, reikia pereiti nuo rankinio vertinimo prie tiksliai kontroliuojamos dozavimo strategijos. Tikslas yra įvesti tik tiek redukuojančio agento, kad neutralizuotų chlorą - ne daugiau, ne mažiau.

Geriausia optimizuoto dozavimo praktika

• Naudokite ORP jutiklius: Inline oksidacijos-redukcijos potencialo (ORP) stebėjimas suteikia realaus laiko grįžtamąjį ryšį apie redokso lygį, padedantį išvengti per didelio dozavimo, kai nėra chloro.
• Reguliariai kalibruokite dozavimo pompas: Užtikrinkite, kad peristaltiniai arba diafragminiai siurbliai užtikrintų tikslų, stabilų srautą, pagrįstą tiekiamo vandens srautu ir chloro koncentracija.
• Įdiekite automatinius dozavimo valdiklius: PLC pagrindu veikiančios cheminių medžiagų įpurškimo sistemos koreguoja SBS dozę pagal faktinius tiekiamo vandens parametrus, sumažindamos atliekų kiekį ir riziką.
• Chloro likučio po injekcijos tyrimas: Mažas, bet išmatuojamas pėdsakas rodo visišką neutralizavimą be pertekliaus.

Tinkamas dozavimas ne tik apsaugo membranas nuo cheminio poveikio, bet ir išsaugomas viso RO traukinio mikrobiologinis stabilumas. Tai lemia ilgesnį membranos tarnavimo laiką, mažiau valymų ir labiau nuspėjamą sistemos veikimą.

Išvada: tikslus dozavimas apsaugo jūsų RO sistemą

Nors reduktoriai yra būtini chloro šalinimui RO sistemose, perdozavimas gali netyčia sukelti mikrobinę taršą ir veiklos nuosmukis. Anaerobinės sąlygos, kurias sukelia natrio bisulfito perteklius, skatina biologinį apaugimą, slėgio praradimą ir negrįžtamą membranos pažeidimą.

Siekiant užtikrinti optimalų sistemos veikimą, Cheminių medžiagų dozavimas turi būti vertinamas moksliškai, o ne intuityviai. Įdiegę ORP stebėjimą, kalibruotus siurblius ir pažangias valdymo sistemas, įrenginių operatoriai gali išvengti paslėptos užsiteršimo rizikos ir prailginti membranos tarnavimo laiką.

Prie STARK vanduo, mes specializuojamės Individualūs vandens valymo sprendimai RO sistemos stabilumui, dozavimo optimizavimui ir ilgalaikei veikimo apsaugai.

Reikia pagalbos diagnozuojant užteršimo problemą arba atnaujinant išankstinio gydymo strategiją? Susisiekite su mūsų technine komanda šiandien ekspertų pagalbai.