23 фев 2023
Меры реагирования на микробное загрязнение в условиях обратного осмоса
Меры реагирования на микробное загрязнение в условиях обратного осмоса
01 Стерилизация хлором
Эффективность хлора зависит от концентрации хлора, времени контакта и pH воды.
Его часто используют для стерилизации питьевой воды, а общая остаточная концентрация хлора составляет 0,5 ppm.
При промышленной очистке воды микробное загрязнение теплообменников и песчаных фильтров может быть предотвращено путем поддержания остаточной концентрации хлора в воде выше 0,5-1,0 ppm. Количество дозируемого хлора зависит от содержания органических веществ во входящем веществе, потому что органическое вещество будет потреблять хлор.
Для очистки поверхностных вод обычно требуется обеззараживание хлором в части предварительной обработки методом обратного осмоса для предотвращения микробного загрязнения. Метод заключается в добавлении хлора при поступлении воды и поддержании времени реакции на уровне 20-30 минут для удержания 0,5-1,0 ppm остаточного хлора во всей концентрации трубопровода предварительной очистки.
Тем не менее, он должен быть тщательно дехлорирован перед попаданием в мембранный элемент, чтобы предотвратить окисление и повреждение мембраны хлором.
(1) Реакция хлорирования
К наиболее часто используемым хлорсодержащим дезинфицирующим средствам относятся газообразный хлор, гипохлорит натрия или гипохлорит кальция. В воде они быстро гидролизуются до хлорноватистой кислоты.Кл2+ Ч2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2+ 2Ч2O → 2HClO + Ca(OH)2(3)
Хлорноватистая кислота в воде разлагает ионы водорода и ионы гипохлорита:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Сумма Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO и ClO– называется свободным хлором (FAC) или остаточным хлором (FRC) и выражается в мг/LCl2.
Хлор вступает в реакцию с аммиаком в воде с образованием хлораминов, которые называются комбинированным хлором (CAC) или комбинированным остаточным хлором (CRC), а сумма остаточного хлора и Комбинированный хлор называется общим остаточным хлором (ТРК)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Бактерицидная эффективность остаточного хлора прямо пропорциональна концентрации неразложившегося HClO. Бактерицидное действие хлорноватистой кислоты в 100 раз выше, чем у гипохлорита, а доля недиссоциированной хлорноватистой кислоты увеличивается с уменьшением значения рН.
При pH=7,5 (25°C, TDS=40 мг/л) только 50% остаточного хлора присутствует в виде HClO, но при pH=6,5 90% составляет HClO.
Доля HClO также увеличивается с понижением температуры. При 5°C молекулярная фракция HClO составляет 62% (pH=7,5, TDS=40 мг/л). В воде с высокой минерализацией доля HClO очень мала (при pH=7,5, 25°C, 40000мг/л TDS это соотношение составляет около 30%).
(2) Дозируемое количество хлора
Часть добавленного хлора вступает в реакцию с аммонийным азотом в воде с образованием комбинированного хлора в соответствии со следующими этапами реагирования:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (монохлорамин) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (дихлорамин) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (трихлорамин) + H2O (8)
Вышеуказанные реакции в основном зависят от pH и массового соотношения хлор/азота. Хлорамин также обладает бактерицидным действием, но оно ниже, чем у хлора.
Другая часть газообразного хлора превращается в неактивный хлор. Количество хлора, необходимое для этой части, зависит от восстановителей, таких как нитриты, хлориды, сульфиды, двухвалентное железо и марганец. В реакции окисления органических веществ в воде также расходуется хлор.
(3) Хлорирование морской воды
В отличие от ситуации в солоноватой воде, морская вода обычно содержит около 65 мг/л брома. Когда морская вода подвергается химической обработке хлором, бром быстро вступает в реакцию с хлорноватистой кислотой с образованием гипобромистой кислоты
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Таким образом, когда морская вода обрабатывается хлором, бактерицидное действие в основном заключается в HBrO вместо HClO, и гипобромированная кислота будет разложена на ионы гипобромита.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Степень разложения HBrO ниже, чем у HClO. При рН=8 только 28% HClO не разлагается, но 83% HBrO не разлагается.
Для морской воды в условиях высокого pH бактерицидный эффект все же лучше, чем в солоноватой воде. Ионы гипобромированных кислот и гипобромитов будут мешать определению остаточного хлора, который входит в измеряемое значение остаточного хлора.
02 Ударная стерилизация
Шоковая обработка предполагает добавление биоцида в питательную воду с методом обратного осмоса или нанофильтрации в течение ограниченного периода времени и при нормальной работе системы водоподготовки.
Для этой цели часто используется бисульфит натрия. Как правило, 500-1000 ppm NaHSO3 добавляется в течение примерно 30 минут.
Шоковая терапия может проводиться периодически через равные промежутки времени, например, раз в 24 часа, или при подозрении на биологический рост. Продуктовая вода, полученная во время этой шоковой обработки, будет содержать 1-4% добавленной концентрации бисульфита натрия.
В зависимости от использования воды продукта можно решить, следует ли повторно использовать воду продукта во время шоковой стерилизации или сбросить ее. Бисульфит натрия более эффективен в отношении аэробных бактерий, чем анаэробных микроорганизмов. Следовательно Использование шоковой стерилизации следует заранее тщательно оценить.
03 Периодическая дезинфекция
В дополнение к постоянному добавлению фунгицидов в исходную воду, систему также можно регулярно дезинфицировать для контроля биологического загрязнения.
Этот метод обработки применяется в системах с умеренной опасностью биообрастания, но в системах с высокой опасностью биообрастания дезинфекция является лишь дополнением к непрерывной обработке биоцидами.
Профилактическая дезинфекция более эффективна, чем корректирующая, потому что изолированные бактерии легче убить и удалить, чем толстые, состаренные биопленки.
Общий интервал дезинфекции составляет один раз в месяц, но системы со строгими гигиеническими требованиями (например, фармацевтическая технологическая вода) и сильно загрязненная сырая вода (например, сточные воды) могут быть один раз в день. Конечно, на срок службы мембраны влияет тип и концентрация используемых химических веществ. После интенсивной дезинфекции срок службы мембраны может сократиться.
04 Стерилизация озоном
Он более окисляющий, чем хлор, но быстро разлагается, поэтому его нужно поддерживать на определенном уровне, чтобы убивать микроорганизмы. В то же время следует учитывать озоностойкость используемого оборудования, и обычно следует использовать нержавеющую сталь.
Для того чтобы защитить мембранные элементы, озон должен быть тщательно удален, и УФ-излучение может успешно достичь этой цели.
05 УФ-облучение
254 нм Доказано, что ультрафиолетовое излучение бактерицидно. Он используется на небольших водных растениях. Он не требует добавления химических веществ в воду. Требования к обслуживанию оборудования низкие. Требуется только периодическая чистка или замена ртутных ламп.
Тем не менее, применение УФ-облучения очень ограничено и Подходит только для более чистых источников воды, потому что коллоиды и органические вещества будут влиять на проникновение оптического излучения.
06 Бисульфит натрия
Когда его концентрация достигает 50 мг/л на входе в систему опреснения морской воды, он эффективен в борьбе с биологическим загрязнением. Таким образом, также можно снизить коллоидное загрязнение.
Дополнительным преимуществом сернистой кислоты является то, что она не требует добавления кислоты для контроля карбоната кальция из-за кислой реакции сернистой кислоты для получения ионов водорода.
HSO3- → H+ + SO42-
01 Стерилизация хлором
Эффективность хлора зависит от концентрации хлора, времени контакта и pH воды.
Его часто используют для стерилизации питьевой воды, а общая остаточная концентрация хлора составляет 0,5 ppm.
При промышленной очистке воды микробное загрязнение теплообменников и песчаных фильтров может быть предотвращено путем поддержания остаточной концентрации хлора в воде выше 0,5-1,0 ppm. Количество дозируемого хлора зависит от содержания органических веществ во входящем веществе, потому что органическое вещество будет потреблять хлор.
Для очистки поверхностных вод обычно требуется обеззараживание хлором в части предварительной обработки методом обратного осмоса для предотвращения микробного загрязнения. Метод заключается в добавлении хлора при поступлении воды и поддержании времени реакции на уровне 20-30 минут для удержания 0,5-1,0 ppm остаточного хлора во всей концентрации трубопровода предварительной очистки.
Тем не менее, он должен быть тщательно дехлорирован перед попаданием в мембранный элемент, чтобы предотвратить окисление и повреждение мембраны хлором.
(1) Реакция хлорирования
К наиболее часто используемым хлорсодержащим дезинфицирующим средствам относятся газообразный хлор, гипохлорит натрия или гипохлорит кальция. В воде они быстро гидролизуются до хлорноватистой кислоты.
Хлорноватистая кислота в воде разлагает ионы водорода и ионы гипохлорита:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Сумма Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO и ClO– называется свободным хлором (FAC) или остаточным хлором (FRC) и выражается в мг/LCl2.
Хлор вступает в реакцию с аммиаком в воде с образованием хлораминов, которые называются комбинированным хлором (CAC) или комбинированным остаточным хлором (CRC), а сумма остаточного хлора и Комбинированный хлор называется общим остаточным хлором (ТРК)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Бактерицидная эффективность остаточного хлора прямо пропорциональна концентрации неразложившегося HClO. Бактерицидное действие хлорноватистой кислоты в 100 раз выше, чем у гипохлорита, а доля недиссоциированной хлорноватистой кислоты увеличивается с уменьшением значения рН.
При pH=7,5 (25°C, TDS=40 мг/л) только 50% остаточного хлора присутствует в виде HClO, но при pH=6,5 90% составляет HClO.
Доля HClO также увеличивается с понижением температуры. При 5°C молекулярная фракция HClO составляет 62% (pH=7,5, TDS=40 мг/л). В воде с высокой минерализацией доля HClO очень мала (при pH=7,5, 25°C, 40000мг/л TDS это соотношение составляет около 30%).
(2) Дозируемое количество хлора
Часть добавленного хлора вступает в реакцию с аммонийным азотом в воде с образованием комбинированного хлора в соответствии со следующими этапами реагирования:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (монохлорамин) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (дихлорамин) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (трихлорамин) + H2O (8)
Вышеуказанные реакции в основном зависят от pH и массового соотношения хлор/азота. Хлорамин также обладает бактерицидным действием, но оно ниже, чем у хлора.
Другая часть газообразного хлора превращается в неактивный хлор. Количество хлора, необходимое для этой части, зависит от восстановителей, таких как нитриты, хлориды, сульфиды, двухвалентное железо и марганец. В реакции окисления органических веществ в воде также расходуется хлор.
(3) Хлорирование морской воды
В отличие от ситуации в солоноватой воде, морская вода обычно содержит около 65 мг/л брома. Когда морская вода подвергается химической обработке хлором, бром быстро вступает в реакцию с хлорноватистой кислотой с образованием гипобромистой кислоты
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Таким образом, когда морская вода обрабатывается хлором, бактерицидное действие в основном заключается в HBrO вместо HClO, и гипобромированная кислота будет разложена на ионы гипобромита.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Степень разложения HBrO ниже, чем у HClO. При рН=8 только 28% HClO не разлагается, но 83% HBrO не разлагается.
Для морской воды в условиях высокого pH бактерицидный эффект все же лучше, чем в солоноватой воде. Ионы гипобромированных кислот и гипобромитов будут мешать определению остаточного хлора, который входит в измеряемое значение остаточного хлора.
02 Ударная стерилизация
Шоковая обработка предполагает добавление биоцида в питательную воду с методом обратного осмоса или нанофильтрации в течение ограниченного периода времени и при нормальной работе системы водоподготовки.
Для этой цели часто используется бисульфит натрия. Как правило, 500-1000 ppm NaHSO3 добавляется в течение примерно 30 минут.
Шоковая терапия может проводиться периодически через равные промежутки времени, например, раз в 24 часа, или при подозрении на биологический рост. Продуктовая вода, полученная во время этой шоковой обработки, будет содержать 1-4% добавленной концентрации бисульфита натрия.
В зависимости от использования воды продукта можно решить, следует ли повторно использовать воду продукта во время шоковой стерилизации или сбросить ее. Бисульфит натрия более эффективен в отношении аэробных бактерий, чем анаэробных микроорганизмов. Следовательно Использование шоковой стерилизации следует заранее тщательно оценить.
03 Периодическая дезинфекция
В дополнение к постоянному добавлению фунгицидов в исходную воду, систему также можно регулярно дезинфицировать для контроля биологического загрязнения.
Этот метод обработки применяется в системах с умеренной опасностью биообрастания, но в системах с высокой опасностью биообрастания дезинфекция является лишь дополнением к непрерывной обработке биоцидами.
Профилактическая дезинфекция более эффективна, чем корректирующая, потому что изолированные бактерии легче убить и удалить, чем толстые, состаренные биопленки.
Общий интервал дезинфекции составляет один раз в месяц, но системы со строгими гигиеническими требованиями (например, фармацевтическая технологическая вода) и сильно загрязненная сырая вода (например, сточные воды) могут быть один раз в день. Конечно, на срок службы мембраны влияет тип и концентрация используемых химических веществ. После интенсивной дезинфекции срок службы мембраны может сократиться.
04 Стерилизация озоном
Он более окисляющий, чем хлор, но быстро разлагается, поэтому его нужно поддерживать на определенном уровне, чтобы убивать микроорганизмы. В то же время следует учитывать озоностойкость используемого оборудования, и обычно следует использовать нержавеющую сталь.
Для того чтобы защитить мембранные элементы, озон должен быть тщательно удален, и УФ-излучение может успешно достичь этой цели.
05 УФ-облучение
254 нм Доказано, что ультрафиолетовое излучение бактерицидно. Он используется на небольших водных растениях. Он не требует добавления химических веществ в воду. Требования к обслуживанию оборудования низкие. Требуется только периодическая чистка или замена ртутных ламп.
Тем не менее, применение УФ-облучения очень ограничено и Подходит только для более чистых источников воды, потому что коллоиды и органические вещества будут влиять на проникновение оптического излучения.
06 Бисульфит натрия
Когда его концентрация достигает 50 мг/л на входе в систему опреснения морской воды, он эффективен в борьбе с биологическим загрязнением. Таким образом, также можно снизить коллоидное загрязнение.
Дополнительным преимуществом сернистой кислоты является то, что она не требует добавления кислоты для контроля карбоната кальция из-за кислой реакции сернистой кислоты для получения ионов водорода.
HSO3- → H+ + SO42-