Februari 23 2023
Responsmaatregelen voor microbiële besmetting bij omgekeerde osmose
Responsmaatregelen voor microbiële besmetting bij omgekeerde osmose
01 Sterilisatie met chloor
De effectiviteit van chloor is afhankelijk van de concentratie chloor, de contacttijd en de pH van het water.
Het wordt vaak gebruikt om drinkwater te steriliseren en de algemene restchloorconcentratie is 0,5 ppm.
In de industriële waterbehandeling kan microbiële verontreiniging op warmtewisselaars en zandfilters worden voorkomen door de resterende chloorconcentratie in het water boven 0,5-1,0 ppm te houden. De hoeveelheid chloordosering is afhankelijk van het gehalte aan organisch materiaal in het influent, omdat organisch materiaal chloor zal verbruiken.
Oppervlaktewaterbehandeling vereist meestal desinfectie met chloor in het voorbehandelingsgedeelte voor omgekeerde osmose om microbiële besmetting te voorkomen. De methode is om chloor toe te voegen aan de waterinname en een reactietijd van 20-30 minuten om 0,5-1,0 ppm restchloor in de gehele concentratie van de voorbehandelingsleiding te houden.
Het moet echter grondig worden gedechloreerd voordat het in het membraanelement terechtkomt om te voorkomen dat het membraan wordt geoxideerd en beschadigd door chloor.
(1) Chloreringsreactie
Veelgebruikte chloorhoudende desinfectiemiddelen zijn chloorgas, natriumhypochloriet of calciumhypochloriet. In water hydrolyseren ze snel tot hypochloorzuur.Cl2+ H2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2+ 2 uur2O → 2HClO + Ca(OH)2(3)
Hypochloorzuur in water ontleedt waterstofionen en hypochlorietionen:
HClO←→ H++ Sleutel-(4)
De som van Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO en ClO– wordt vrij chloor (FAC) of resterend chloor (FRC) genoemd en wordt uitgedrukt in mg/LCl2.
Chloor reageert met ammoniak in water om chlooramines te vormen, die gecombineerd chloor (CAC) of gecombineerd restchloor (CRC) worden genoemd, en de som van restchloor en Gecombineerd chloor wordt totaal restchloor genoemd (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
De bacteriedodende werking van restchloor is recht evenredig met de concentratie van niet-afgebroken HClO. Het bacteriedodende effect van hypochloriet is 100 keer hoger dan dat van hypochloriet, en het aandeel niet-gedissocieerd hypochloriet neemt toe met de daling van de pH-waarde.
Bij pH=7,5 (25°C, TDS=40mg/L) bestaat slechts 50% van het resterende chloor als HClO, maar bij pH=6,5 is 90% HClO.
Het aandeel HClO neemt ook toe met de daling van de temperatuur. Bij 5°C is de molecuulfractie van HClO 62% (pH=7,5, TDS=40mg/L). In water met een hoog zoutgehalte is het aandeel HClO erg klein (wanneer pH=7,5, 25°C, 40000mg/L TDS, is de verhouding ongeveer 30%).
(2) Dosering van de hoeveelheid chloor
Een deel van het toegevoegde chloor reageert met ammoniakstikstof in het water tot gecombineerd chloor volgens de volgende reactiestappen:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochlooramine) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichlooramine) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichlooramine) + H2O (8)
Bovenstaande reacties zijn vooral afhankelijk van de pH en de massaverhouding van chloor/stikstof. Chlooramine heeft ook een bacteriedodende werking, maar het is lager dan dat van chloor.
Het andere deel van het chloorgas wordt omgezet in inactief chloor. De hoeveelheid chloor die voor dit deel nodig is, is afhankelijk van reductiemiddelen zoals nitriet, chloride, sulfide, ijzerhoudend ijzer en mangaan. De oxidatiereactie van organisch materiaal in water verbruikt ook chloor.
(3) Chlorering van zeewater
Anders dan in brak water, bevat zeewater meestal ongeveer 65 mg/L broom. Wanneer zeewater chemisch wordt behandeld met chloor, zal broom snel reageren met hypochloorzuur om onderbromig zuur te produceren
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Op deze manier, wanneer het zeewater wordt behandeld met chloor, het bacteriedodende effect is voornamelijk HBrO in plaats van HClO, en het onderbromig zuur wordt afgebroken tot hypobromietionen.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
De mate van afbraak van HBrO is lager dan die van HClO. Bij pH=8 zal slechts 28% van de HClO niet ontbinden, maar 83% van de HBrO zal niet ontbinden.
Voor zeewater onder hoge pH-omstandigheden is het bacteriedodende effect nog steeds beter dan dat in brak water. Onderbromig zuur en hypobromietionen zullen de bepaling van restchloor verstoren, dat is opgenomen in de gemeten waarde van restchloor.
02 Impact sterilisatie behandeling
Shockbehandeling omvat de toevoeging van biocide aan omgekeerde osmose of nanofiltratie voedingswater gedurende een beperkte periode en tijdens de normale werking van het waterbehandelingssysteem.
Natriumbisulfiet wordt vaak gebruikt voor dit behandelingsdoel. Over het algemeen wordt 500-1000 ppm NaHSO3 gedurende ongeveer 30 minuten toegevoegd.
Shockbehandeling kan periodiek met regelmatige tussenpozen worden uitgevoerd, bijvoorbeeld eens in de 24 uur, of wanneer biologische groei wordt vermoed. Het productwater dat tijdens deze shockbehandeling wordt geproduceerd, bevat 1-4% van de toegevoegde natriumbisulfietconcentratie.
Afhankelijk van het gebruik van het productwater kan worden besloten of het productwater tijdens shocksterilisatie moet worden gerecycled of geloosd. Natriumbisulfiet is effectiever tegen aërobe bacteriën dan anaërobe micro-organismen. Daarom Het gebruik van shocksterilisatie moet van tevoren zorgvuldig worden geëvalueerd.
03 Periodieke desinfectie
Naast het continu toevoegen van fungiciden aan het onbehandelde water, kan het systeem ook regelmatig worden ontsmet om biologische besmetting te beheersen.
Deze behandelingsmethode wordt gebruikt op systemen met een matig biofoulinggevaar, maar in systemen met een hoog biofoulingrisico is desinfectie slechts een aanvulling op een continue biocidebehandeling.
Preventieve desinfectie is effectiever dan correctieve desinfectie, omdat geïsoleerde bacteriën gemakkelijker te doden en te verwijderen zijn dan dikke, verouderde biofilms.
Het algemene desinfectie-interval is één keer per maand, maar systemen met strenge hygiëne-eisen (zoals farmaceutisch proceswater) en sterk vervuild ruw water (zoals afvalwater) mogen eenmaal per dag zijn. Natuurlijk wordt de levensduur van het membraan beïnvloed door het type en de concentratie van de gebruikte chemicaliën. Na intensieve desinfectie kan de levensduur van het membraan worden verkort.
04 Sterilisatie van de ozon
Het is meer oxiderend dan chloor, maar het ontleedt snel, dus het moet op een bepaald niveau worden gehouden om micro-organismen te doden. Tegelijkertijd moet ook rekening worden gehouden met de ozonbestendigheid van de gebruikte apparatuur, en meestal moet roestvrij staal worden gebruikt.
Om de membraanelementen te beschermen, moet ozon zorgvuldig worden verwijderd en UV-straling kan dit doel met succes bereiken.
05 UV-straling
254 zeemijl Het is bewezen dat UV-licht bacteriedodend is. Het is gebruikt in kleine waterplanten. Er hoeven geen chemicaliën aan het water te worden toegevoegd. De onderhoudsvereisten van de apparatuur zijn laag. Alleen periodieke reiniging of vervanging van kwikdamplampen is vereist.
De toepassing van UV-bestralingsbehandeling is echter zeer beperkt en Alleen geschikt voor schonere waterbronnen, omdat colloïden en organisch materiaal de penetratie van optische straling beïnvloeden.
06 Natriumbisulfiet
Wanneer de concentratie 50 mg/L bereikt in het influent van het ontziltingssysteem van zeewater, is het effectief in het beheersen van biologische vervuiling. Op deze manier kan ook colloïde contaminatie worden verminderd.
Een bijkomend voordeel van zwaveligzuur is dat er geen zuur aan hoeft te worden toegevoegd om calciumcarbonaat onder controle te houden vanwege de zure reactie van zwaveligzuur om waterstofionen te genereren.
HSO3- → H+ + SO42-
01 Sterilisatie met chloor
De effectiviteit van chloor is afhankelijk van de concentratie chloor, de contacttijd en de pH van het water.
Het wordt vaak gebruikt om drinkwater te steriliseren en de algemene restchloorconcentratie is 0,5 ppm.
In de industriële waterbehandeling kan microbiële verontreiniging op warmtewisselaars en zandfilters worden voorkomen door de resterende chloorconcentratie in het water boven 0,5-1,0 ppm te houden. De hoeveelheid chloordosering is afhankelijk van het gehalte aan organisch materiaal in het influent, omdat organisch materiaal chloor zal verbruiken.
Oppervlaktewaterbehandeling vereist meestal desinfectie met chloor in het voorbehandelingsgedeelte voor omgekeerde osmose om microbiële besmetting te voorkomen. De methode is om chloor toe te voegen aan de waterinname en een reactietijd van 20-30 minuten om 0,5-1,0 ppm restchloor in de gehele concentratie van de voorbehandelingsleiding te houden.
Het moet echter grondig worden gedechloreerd voordat het in het membraanelement terechtkomt om te voorkomen dat het membraan wordt geoxideerd en beschadigd door chloor.
(1) Chloreringsreactie
Veelgebruikte chloorhoudende desinfectiemiddelen zijn chloorgas, natriumhypochloriet of calciumhypochloriet. In water hydrolyseren ze snel tot hypochloorzuur.
Hypochloorzuur in water ontleedt waterstofionen en hypochlorietionen:
HClO←→ H++ Sleutel-(4)
De som van Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO en ClO– wordt vrij chloor (FAC) of resterend chloor (FRC) genoemd en wordt uitgedrukt in mg/LCl2.
Chloor reageert met ammoniak in water om chlooramines te vormen, die gecombineerd chloor (CAC) of gecombineerd restchloor (CRC) worden genoemd, en de som van restchloor en Gecombineerd chloor wordt totaal restchloor genoemd (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
De bacteriedodende werking van restchloor is recht evenredig met de concentratie van niet-afgebroken HClO. Het bacteriedodende effect van hypochloriet is 100 keer hoger dan dat van hypochloriet, en het aandeel niet-gedissocieerd hypochloriet neemt toe met de daling van de pH-waarde.
Bij pH=7,5 (25°C, TDS=40mg/L) bestaat slechts 50% van het resterende chloor als HClO, maar bij pH=6,5 is 90% HClO.
Het aandeel HClO neemt ook toe met de daling van de temperatuur. Bij 5°C is de molecuulfractie van HClO 62% (pH=7,5, TDS=40mg/L). In water met een hoog zoutgehalte is het aandeel HClO erg klein (wanneer pH=7,5, 25°C, 40000mg/L TDS, is de verhouding ongeveer 30%).
(2) Dosering van de hoeveelheid chloor
Een deel van het toegevoegde chloor reageert met ammoniakstikstof in het water tot gecombineerd chloor volgens de volgende reactiestappen:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochlooramine) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichlooramine) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichlooramine) + H2O (8)
Bovenstaande reacties zijn vooral afhankelijk van de pH en de massaverhouding van chloor/stikstof. Chlooramine heeft ook een bacteriedodende werking, maar het is lager dan dat van chloor.
Het andere deel van het chloorgas wordt omgezet in inactief chloor. De hoeveelheid chloor die voor dit deel nodig is, is afhankelijk van reductiemiddelen zoals nitriet, chloride, sulfide, ijzerhoudend ijzer en mangaan. De oxidatiereactie van organisch materiaal in water verbruikt ook chloor.
(3) Chlorering van zeewater
Anders dan in brak water, bevat zeewater meestal ongeveer 65 mg/L broom. Wanneer zeewater chemisch wordt behandeld met chloor, zal broom snel reageren met hypochloorzuur om onderbromig zuur te produceren
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Op deze manier, wanneer het zeewater wordt behandeld met chloor, het bacteriedodende effect is voornamelijk HBrO in plaats van HClO, en het onderbromig zuur wordt afgebroken tot hypobromietionen.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
De mate van afbraak van HBrO is lager dan die van HClO. Bij pH=8 zal slechts 28% van de HClO niet ontbinden, maar 83% van de HBrO zal niet ontbinden.
Voor zeewater onder hoge pH-omstandigheden is het bacteriedodende effect nog steeds beter dan dat in brak water. Onderbromig zuur en hypobromietionen zullen de bepaling van restchloor verstoren, dat is opgenomen in de gemeten waarde van restchloor.
02 Impact sterilisatie behandeling
Shockbehandeling omvat de toevoeging van biocide aan omgekeerde osmose of nanofiltratie voedingswater gedurende een beperkte periode en tijdens de normale werking van het waterbehandelingssysteem.
Natriumbisulfiet wordt vaak gebruikt voor dit behandelingsdoel. Over het algemeen wordt 500-1000 ppm NaHSO3 gedurende ongeveer 30 minuten toegevoegd.
Shockbehandeling kan periodiek met regelmatige tussenpozen worden uitgevoerd, bijvoorbeeld eens in de 24 uur, of wanneer biologische groei wordt vermoed. Het productwater dat tijdens deze shockbehandeling wordt geproduceerd, bevat 1-4% van de toegevoegde natriumbisulfietconcentratie.
Afhankelijk van het gebruik van het productwater kan worden besloten of het productwater tijdens shocksterilisatie moet worden gerecycled of geloosd. Natriumbisulfiet is effectiever tegen aërobe bacteriën dan anaërobe micro-organismen. Daarom Het gebruik van shocksterilisatie moet van tevoren zorgvuldig worden geëvalueerd.
03 Periodieke desinfectie
Naast het continu toevoegen van fungiciden aan het onbehandelde water, kan het systeem ook regelmatig worden ontsmet om biologische besmetting te beheersen.
Deze behandelingsmethode wordt gebruikt op systemen met een matig biofoulinggevaar, maar in systemen met een hoog biofoulingrisico is desinfectie slechts een aanvulling op een continue biocidebehandeling.
Preventieve desinfectie is effectiever dan correctieve desinfectie, omdat geïsoleerde bacteriën gemakkelijker te doden en te verwijderen zijn dan dikke, verouderde biofilms.
Het algemene desinfectie-interval is één keer per maand, maar systemen met strenge hygiëne-eisen (zoals farmaceutisch proceswater) en sterk vervuild ruw water (zoals afvalwater) mogen eenmaal per dag zijn. Natuurlijk wordt de levensduur van het membraan beïnvloed door het type en de concentratie van de gebruikte chemicaliën. Na intensieve desinfectie kan de levensduur van het membraan worden verkort.
04 Sterilisatie van de ozon
Het is meer oxiderend dan chloor, maar het ontleedt snel, dus het moet op een bepaald niveau worden gehouden om micro-organismen te doden. Tegelijkertijd moet ook rekening worden gehouden met de ozonbestendigheid van de gebruikte apparatuur, en meestal moet roestvrij staal worden gebruikt.
Om de membraanelementen te beschermen, moet ozon zorgvuldig worden verwijderd en UV-straling kan dit doel met succes bereiken.
05 UV-straling
254 zeemijl Het is bewezen dat UV-licht bacteriedodend is. Het is gebruikt in kleine waterplanten. Er hoeven geen chemicaliën aan het water te worden toegevoegd. De onderhoudsvereisten van de apparatuur zijn laag. Alleen periodieke reiniging of vervanging van kwikdamplampen is vereist.
De toepassing van UV-bestralingsbehandeling is echter zeer beperkt en Alleen geschikt voor schonere waterbronnen, omdat colloïden en organisch materiaal de penetratie van optische straling beïnvloeden.
06 Natriumbisulfiet
Wanneer de concentratie 50 mg/L bereikt in het influent van het ontziltingssysteem van zeewater, is het effectief in het beheersen van biologische vervuiling. Op deze manier kan ook colloïde contaminatie worden verminderd.
Een bijkomend voordeel van zwaveligzuur is dat er geen zuur aan hoeft te worden toegevoegd om calciumcarbonaat onder controle te houden vanwege de zure reactie van zwaveligzuur om waterstofionen te genereren.
HSO3- → H+ + SO42-