تنظیم عقیم سازی و کنترل کلر باقیمانده سیستم غشای دوتایی

در آماده سازی آب نمک زدایی ، استفاده مجدد از فاضلاب صنعتی و پروژه های آب شیرین کن آب دریا ، فراگیر و فرآیند ترکیبی اسمز معکوس به دلیل عملکرد جدایی با راندمان بالا ، به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، آلودگی میکروبی و کلر باقیمانده دو مسئله اصلی است که بر عملکرد پایدار سیستم تأثیر می گذارد.

1. استراتژی دوز هیپوکلریت سدیم

هیپوکلریت سدیم (NaClo) باکتری اصلی در سیستم اولترافیلتراسیون است و نقطه دوز آن معمولاً در مخزن فیلتر یا قسمت جلوی فیلتر تنظیم می شود. مزیت این طرح این است که مخزن فیلتر می تواند محصولات جانبی (مانند کلرید اسید هومیک) را که در طی فرآیند عقیم سازی تولید می شود ، رهگیری کند تا از ورود مستقیم آنها به غشای اولترافیلتراسیون جلوگیری کند و باعث ایجاد رسوب شود.

در یک پروژه آب شیرین کن آب دریا ، پس از انتقال نقطه دوز هیپوکلریت سدیم به سمت ورودی فیلتر چند رسانه ای ، میزان رشد فشار فشار فراگیر (TMP) (TMP) اختلاف 30 ٪ کاهش یافت. روش دوز باید با توجه به کیفیت آب انعطاف پذیر انتخاب شود:

دوز مداوم: مناسب برای صحنه هایی با نوسانات کیفیت آب کوچک ، مقدار دوز توصیه شده 1 ~ 5 گرم در متر مربع است. در این زمان ، غلظت کلر باقیمانده در مخزن آب Ultrafiltration باید تضمین شود که بیشتر از یا مساوی با {2}}} 5mg/L (از نظر CL₂) باشد تا از اثر ضد باکتریایی مداوم سیستم خط لوله برگشت استفاده شود.

دوز ضربه: برای آب با فعالیت میکروبی بالا ، دوز باید به 10 ~ 15 گرم در متر مربع افزایش یابد ، هر بار به مدت 30 ~ 60 دقیقه و یک بار در روز. یک مورد استفاده مجدد از آب در یک نیروگاه نشان می دهد که دوز ضربه می تواند چرخه آلودگی بیولوژیکی غشاهای ultrafiltration را از 7 روز به 15 روز گسترش دهد.

2. کنترل دقیق بیسولفیت سدیم

غشای اسموز معکوس تحمل بسیار کمی نسبت به کلر باقیمانده دارد (کمتر از یا مساوی با 0. 01mg/l) ، بنابراین بیسولفیت سدیم (NAHSO₃) برای کاهش باید قبل از فیلتر امنیتی اضافه شود. دوز باید نشانگرهای دوگانه را برآورده کند: تشخیص کلر باقیمانده صفر است و پتانسیل کاهش اکسیداسیون (ORP) در فاصله 200MV پایدار است.

با توجه به فرمول واکنش شیمیایی (Cl₂ + 2 Nahso₃ → 2Hcl + Na₂so₄ + S ↓) ، محاسبات نظری نشان می دهد که 1 میلی گرم در لیتر کلر باقیمانده به 1.46 میلی گرم NAHSO₃ خالص نیاز دارد. با این حال ، در پروژه های واقعی ، از آنجا که مؤلفه مؤثر بیسولفیت سدیم درجه صنعتی (از نظر SO₂) فقط 64 ٪ تا 67 ٪ را تشکیل می دهد ، و عواملی مانند واکنش ناقص در نظر گرفته می شوند ، دوز واقعی باید به 3 میلی گرم در لیتر کلر باقیمانده افزایش یابد.

داده ها از یک پروژه تخلیه صفر فاضلاب شیمیایی نشان داد که هنگامی که غلظت کلر باقیمانده {0}} 8 میلی گرم در لیتر بود ، پس از افزودن 1.17 میلی گرم در لیتر Nahso₃ با توجه به ارزش نظری ، کلر باقیمانده در آب اسموز معکوس در آب است. پس از تنظیم دوز به 2.4 میلی گرم در لیتر ، کلر باقیمانده با موفقیت به زیر حد تشخیص کاهش یافت.

Special attention should be paid: excessive addition of NaHSO₃ may cause side effects. For example, in water with an iron ion concentration of >0 3mg/l ، Nahso₃ با Fe³⁺ برای تولید بارش سولفید واکنش نشان می دهد و باعث گرفتگی مکرر فیلتر امنیتی می شود. علاوه بر این ، هنگامی که غلظت محصول اکسیداسیون آن سولفات (So₄²⁻) از 200 میلی گرم در لیتر فراتر رود ، با پتانسیل زتا از سطح غشای RO تداخل می کند و باعث می شود میزان آب شیرین کن 2 ~ 2 ٪ کاهش یابد.

اثر باکتری کش کلر باقیمانده از نزدیک با فرم وجود آن ارتباط دارد. اسید هیپوکلور (HOCL) ، به عنوان یک مولکول خنثی ، می تواند به دیواره سلولی میکروارگانیسم ها نفوذ کند ، با پتانسیل ردوکس تا 1.49 ولت ، و توانایی باکتری کش آن 100 ~ 100 برابر از یون هیپوکلریت با بار منفی (OCL⁻) است. نسبت این دو به طور مستقیم با مقدار pH بدن آب تعیین می شود:

pH＜7.5: HOCl accounts for >80 ٪ ، و راندمان باکتری کش در این زمان بهترین است.

PH {0}}. 0: HOCL و OCL⁻ هر یک 50 ٪ را تشکیل می دهند ، و اثر باکتری کش به طور قابل توجهی تضعیف می شود.

PH ＞ 8.5: OCL⁻ 90 ٪ پوند را تشکیل می دهد ، و برای دستیابی به همان اثر عقیم سازی ، مقدار هیپوکلریت سدیم باید 2 ~ 3 بار افزایش یابد.

این مشخصه توضیح می دهد که چرا برخی از پروژه ها هنوز هم به طور مکرر از اولترافیلتراسیون مسدود می شوند حتی اگر کلر باقیمانده بالا (مانند 1.2 میلی گرم در لیتر) تشخیص داده شود. یک مورد از تصفیه خانه فاضلاب papermaking نشان می دهد که وقتی pH ورودی از 6.8 به 8.2 افزایش می یابد ، نسبت HOCL در کلر باقیمانده از 85 ٪ به 45 ٪ کاهش می یابد و فرکانس تمیز کردن غشای اولترافیلتراسیون از یک بار در ماه به یک بار افزایش می یابد. پس از تنظیم pH به 7. 0 با افزودن اسید هیدروکلریک ، میزان هیپوکلریت سدیم 40 ٪ کاهش می یابد و میزان رسوب غشایی به سطح عادی باز می گردد.

شایان ذکر است که ترکیبی از NaOH و NaLo در مرحله تمیز کردن شیمیایی Ultrafiltration مورد نیاز است. در این زمان ، اگرچه محیط قلیایی (10 ph) باعث می شود OCL⁻ بیش از 99 ٪ را به خود اختصاص دهد ، اما خاصیت اکسید کننده قوی آن می تواند به طور مؤثر پلیمرهای خارج سلولی (EPS) و پروتئین های موجود در بیوفیلم را تجزیه کند.

به عنوان مثال ، هنگام استفاده از یک محلول تمیز کننده حاوی 200 میلی گرم در لیتر NaClo (PH {1}}) ، میزان بازیابی شار غشاء می تواند به بیش از 95 ٪ برسد ، در حالی که تمیز کردن اسید ساده فقط می تواند 60 ٪ ~ 70 ٪ را بازیابی کند. این نشان دهنده تفاوت اساسی بین مکانیسم های تمیز کردن و عقیم سازی است: اولی بر تجزیه شیمیایی ماده آلی تمرکز دارد ، در حالی که دومی به توانایی غیرفعال شدن میکروبی کلر فعال متکی است.

برای دستیابی به کنترل دقیق ، توصیه می شود از تجهیزات نظارت آنلاین برای ردیابی پارامترهای زیر در زمان واقعی استفاده کنید:

کلر باقیمانده آب Ultrafiltration: توسط رنگ متری DPD تشخیص داده می شود تا اطمینان حاصل شود که غلظت در محدوده {{0}}. 5 ~ 1.0 میلی گرم در لیتر است.

ORP OSMOSS OSMOSIS ORP ORP: حفظ 200mv می تواند اثر حذف کلر باقیمانده و کفایت کاهش افزودنی عامل را مضاعف کند.

مقدار pH: pH را در مرحله عقیم سازی کمتر یا مساوی با 7.5 کنترل کنید و در مرحله تمیز کردن به 12 10 ~ افزایش یابد.