Reagavimo į mikrobinę taršą priemonės atvirkštinio osmoso veikimo metu
Reagavimo į mikrobinę taršą priemonės atvirkštinio osmoso veikimo metu
01 Chloro sterilizavimas
Chloro efektyvumas priklauso nuo chloro koncentracijos, sąlyčio laiko ir vandens pH.
Jis dažnai naudojamas geriamajam vandeniui sterilizuoti, o bendra likutinė chloro koncentracija yra 0,5ppm.
Pramoninio vandens valymo metu šilumokaičių ir smėlio filtrų mikrobinės taršos galima išvengti palaikant likutinę chloro koncentraciją vandenyje virš 0,5–1,0ppm. Chloro dozavimo kiekis priklauso nuo organinių medžiagų kiekio intakelyje, nes organinės medžiagos sunaudos chlorą.
Paviršinio vandens valymui paprastai reikia chloro dezinfekcijos atvirkštinio osmoso išankstinio apdorojimo dalyje, kad būtų išvengta mikrobinės taršos. Metodas yra chloro pridėjimas prie vandens įleidimo ir 20-30 minučių reakcijos laiko palaikymas, kad būtų išlaikytas 0,5–1,0ppm chloro likutis visoje išankstinio apdorojimo vamzdyno koncentracijoje. Tačiau prieš patekdamas į membranos elementą, jis turi būti kruopščiai dechloruotas, kad membrana nebūtų oksiduojama ir pažeista chloro. (1) Chloravimo reakcija
Dažniausiai naudojamos chloro turinčios dezinfekavimo priemonės yra chloro dujos, natrio hipochloritas arba kalcio hipochloritas. Vandenyje jie greitai hidrolizuojasi į hipochloro rūgštį.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)Ca(ClO)2 + 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2 (3)
Hipochloro rūgštis vandenyje skaido vandenilio jonus ir hipochlorito jonus:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO ir ClO- suma vadinama laisvuoju chloru (FAC) arba liekamuoju liekamuoju chloru (FRC) ir išreiškiama mg/LCl2.
Chloras reaguoja su amoniaku vandenyje, kad susidarytų chloraminai, kurie vadinami kombinuotu chloru (CAC) arba kombinuotu likutiniu chloru (CRC), o liekamojo chloro ir kombinuoto chloro suma vadinama bendru likutiniu chloru (TRC)
TRC = FAC + CAC = FRC + CRC (5)Baktericidinis chloro likučio efektyvumas yra tiesiogiai proporcingas nesuskaidyto HClO koncentracijai. Baktericidinis hipochlorido rūgšties poveikis yra 100 kartų didesnis nei hipochlorito, o nediferencijuotos hipochlorinės rūgšties dalis didėja sumažėjus pH vertei.
Kai pH=7,5 (25°C, TDS=40mg/L), tik 50% likutinio chloro egzistuoja kaip HClO, bet esant pH=6,5, 90% yra HClO.HClO dalis taip pat didėja mažėjant temperatūrai. Esant 5 °C temperatūrai, HClO molekulinė frakcija yra 62% (pH = 7,5, TDS = 40 mg / l). Didelio druskingumo vandenyje HClO dalis yra labai maža (kai pH=7,5, 25°C, 40000mg/L TDS, santykis yra apie 30%).
(2) Chloro dozavimo kiekis
Dalis pridėto chloro reaguoja su amoniako azotu vandenyje, kad susidarytų kombinuotas chloras pagal šiuos reakcijos etapus:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochloraminas) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichloraminas) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (trichloraminas) + H2O (8)
Pirmiau minėtos reakcijos daugiausia priklauso nuo pH ir chloro ir azoto masės santykio. Chloraminas taip pat turi baktericidinį poveikį, tačiau jis yra mažesnis nei chloro.
Kita chloro dujų dalis paverčiama neaktyviu chloru. Šiai daliai reikalingas chloro kiekis priklauso nuo redukuojančių agentų, tokių kaip nitritas, chloridas, sulfidas, geležies geležis ir manganas. Organinių medžiagų oksidacijos reakcija vandenyje taip pat sunaudoja chlorą. 3) Jūros vandens chloravimas
Skirtingai nuo situacijos sūriame vandenyje, jūros vandenyje paprastai yra apie 65 mg/l bromo. Kai jūros vanduo chemiškai apdorojamas chloru, bromas greitai reaguos su hipochloro rūgštimi, kad susidarytų hipobrominė rūgštis
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Tokiu būdu, kai jūros vanduo apdorojamas chloru, baktericidinis poveikis daugiausia yra HBrO, o ne HClO, o hipobrominė rūgštis bus suskaidyta į hipobromito jonus.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
HBrO skilimo laipsnis yra mažesnis nei HClO. Kai pH=8, tik 28% HClO nesuirs, bet 83% HBrO nesuirs.
Jūros vandeniui, esant aukštam pH, baktericidinis poveikis vis dar yra geresnis nei sūriame vandenyje. Hipobrominė rūgštis ir hipobromito jonai trukdys nustatyti likutinį chlorą, kuris yra įtrauktas į išmatuotą likutinio chloro vertę.
02 Poveikio sterilizavimo gydymas
Smūgio gydymas apima biocido pridėjimą į atvirkštinį osmosą arba nanofiltracijos tiekiamą vandenį ribotą laiką ir normaliai veikiant vandens valymo sistemai. Šiam gydymo tikslui dažnai naudojamas natrio bisulfitas. Paprastai 500–1000ppm NaHSO3 pridedama maždaug 30 minučių.
Šoko gydymas gali būti atliekamas periodiškai reguliariais intervalais, pavyzdžiui, kartą per 24 valandas arba įtarus biologinį augimą. Šio šoko apdorojimo metu pagamintame produkto vandenyje bus 1-4% pridėtos natrio bisulfito koncentracijos.
Priklausomai nuo produkto vandens naudojimo, galima nuspręsti, ar produkto vanduo smūgio sterilizavimo metu turi būti perdirbamas ar išleidžiamas. Natrio bisulfitas yra veiksmingesnis prieš aerobines bakterijas nei anaerobiniai mikroorganizmai. Todėl šoko sterilizavimo naudojimas turėtų būti atidžiai įvertintas iš anksto. 03 Periodinė dezinfekcija
Be nuolatinio fungicidų pridėjimo prie žaliavinio vandens, sistema taip pat gali būti reguliariai dezinfekuojama, kad būtų galima kontroliuoti biologinį užterštumą. Šis apdorojimo metodas taikomas sistemose, kuriose biologinio apaugimo pavojus yra vidutinis, tačiau sistemose, kuriose kyla didelis biologinio apaugimo pavojus, dezinfekcija yra tik nuolatinio biocidų apdorojimo priedas.
Prevencinė dezinfekcija yra efektyvesnė už korekcinę dezinfekciją, nes izoliuotas bakterijas lengviau nužudyti ir pašalinti nei storas, senas bioplėveles.
Bendras dezinfekavimo intervalas yra kartą per mėnesį, tačiau sistemos, kuriose taikomi griežti higienos reikalavimai (pvz., farmacinis technologinis vanduo) ir labai užterštas žaliavinis vanduo (pvz., Nuotekos), gali būti kartą per dieną. Žinoma, membranos tarnavimo laikui įtakos turi naudojamų cheminių medžiagų tipas ir koncentracija. Po intensyvios dezinfekcijos gali sutrumpėti membranos tarnavimo laikas.04 Ozono sterilizavimas
Jis yra labiau oksiduojantis nei chloras, tačiau jis greitai skaidosi, todėl jį reikia išlaikyti tam tikru lygiu, kad būtų nužudyti mikroorganizmai. Tuo pačiu metu taip pat reikėtų atsižvelgti į naudojamos įrangos atsparumą ozonui ir paprastai naudoti nerūdijantį plieną.
Siekiant apsaugoti membranos elementus, ozonas turi būti kruopščiai pašalintas, o UV spinduliavimas gali sėkmingai pasiekti šį tikslą.05 Įrodyta, kad UV spinduliavimas254nm UV šviesa yra baktericidinė. Jis buvo naudojamas mažuose vandens įrenginiuose. Tam nereikia į vandenį pridėti cheminių medžiagų. Įrangos priežiūros reikalavimai yra maži. Reikalingas tik periodinis gyvsidabrio garų lempų valymas arba keitimas.
Tačiau uv spinduliuotės apdorojimas yra labai ribotas ir tinka tik švaresniems vandens šaltiniams, nes koloidai ir organinės medžiagos turės įtakos optinės spinduliuotės įsiskverbimui.06 Natrio bisulfitasKai jo koncentracija pasiekia 50 mg / l jūros vandens gėlinimo sistemos įtakoje, jis veiksmingai kontroliuoja biologinę taršą. Tokiu būdu taip pat galima sumažinti koloidinį užterštumą.
Papildomas sieros rūgšties privalumas yra tas, kad nereikia pridėti rūgšties kalcio karbonatui kontroliuoti dėl rūgštinės sieros rūgšties reakcijos vandenilio jonams gaminti.
HSO3- → H+ + SO42-
