U desaliranom pripremi vode, projekti za ponovnu uporabu otpadnih voda i projekti desalinizacije morske vode, ultrafiltracija i kombinirani proces reverzne osmoze naširoko se koriste zbog performansi odvajanja visoke učinkovitosti. Međutim, mikrobna kontaminacija i zaostali klor dva su ključna pitanja koja utječu na stabilan rad sustava.
Odabir točaka doziranja i optimizacija doziranja agensa
1. strategija doziranja natrijevog hipoklorita
Natrijev hipoklorit (NaCLO) je glavni baktericid u ultrafiltracijskom sustavu, a njegova točka doziranja obično se postavlja u filterskom spremniku ili na prednjem kraju filtra. Prednost ovog dizajna je u tome što filterski spremnik može presresti nusproizvode (poput klorid-kiseline) proizvedenih tijekom postupka sterilizacije kako bi se spriječilo da izravno uđu u ultrafiltracijsku membranu i uzrokuju iscrpljivanje.
U projektu desalinizacije morske vode, nakon što je točka doziranja natrijevog hipoklorita premještena naprijed na ulaz multimedijskog filtra, stopa rasta rasta ultrafiltracijske transmembranske razlika tlaka (TMP) smanjena je za 30%. Metoda doziranja mora biti fleksibilno odabrana u skladu s kvalitetom vode:
Kontinuirano doziranje: Pogodno za scene s malim fluktuacijama kvalitete vode, preporučena količina doziranja je 1 ~ 5 g/m³. U ovom trenutku, koncentracija zaostalog klora u ultrafiltracijskom spremniku vode treba osigurati da je veća ili jednaka 0. 5mg/L (u smislu CL₂) kako bi se osigurao kontinuirani antibakterijski učinak sustava back-end cjevovoda.
Utjecaj doziranja: Za vodu s visokom mikrobnom aktivnošću, dozu treba povećati na 10 ~ 15 g/m³, svaki put 30 ~ 60 minuta, i jednom dnevno. Slučaj ponovne uporabe vode u elektrani pokazuje da utjecaj doziranja može proširiti ciklus biološkog onečišćenja ultrafiltracijskih membrana sa 7 dana do 15 dana.
2. Precizna kontrola natrijevog bisulfita
Membrana reverzne osmoze ima izuzetno nisku toleranciju na zaostali klor (potrebna je manje od ili jednaka 0. 01mg/L), tako da treba dodati natrijev bisulfit (NAHSO₃) prije sigurnosnog filtra za smanjenje. Doziranje mora udovoljavati dvostrukim pokazateljima: otkrivanje zaostalog klora je nula, a potencijal za smanjenje oksidacije (ORP) stabilan je unutar 200mV.
Prema formuli kemijske reakcije (cl₂ + 2 nahso₃ → 2HCl + na₂so₄ + s ↓), teorijski proračuni pokazuju da 1 mg/l rezidualnog klora zahtijeva 1,46 mg čistog nahso₃. Međutim, u stvarnim projektima, budući da je efektivna komponenta industrijskog natrijevog bisulfita (u smislu SO₂) samo od 64% do 67%, a faktori poput nepotpune reakcije treba uzeti u obzir, stvarna doza treba povećati na 3 mg/L rezidualne klor.
Podaci iz kemijskog projekta pražnjenja otpadnih voda pokazali su da je, kada je zaostala koncentracija klora {{0}}}. 8 mg/l, nakon dodavanja 1,17 mg/l industrijskog NaHSO₃ prema teorijskoj vrijednosti, preostalih klora i dalje na 0,05 m. Nakon podešavanja doze na 2,4 mg/L, zaostali klor je uspješno smanjen na ispod granice detekcije.
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 reagira s Fe³⁺ na stvaranju oborina sulfida, uzrokujući često začepljenje sigurnosnog filtra; Pored toga, kada koncentracija njegovog oksidacijskog proizvoda sulfata (SO₄²⁻) prelazi 200 mg/L, ometat će potencijal zeta površine RO membrane, uzrokujući pad stope desalinizacije za 1%~ 2%.
Učinak vrijednosti pH na oblik zaostalog klora i učinkovitost baktericida
Baktericidni učinak zaostalog klora usko je povezan s njegovim oblikom postojanja. Hipohlorozna kiselina (HOCL), kao neutralna molekula, može prodrijeti u staničnu stijenku mikroorganizama, s redoks potencijalom do 1,49V, a njegova baktericidna sposobnost je 80 ~ 100 puta više od negativno nabijenog hipokloritnog iona (OCL⁻). Omjer njih dvojice izravno je određen pH vrijednošću vodenog tijela:
pH＜7.5: HOCl accounts for >80%, a baktericidna učinkovitost je u ovom trenutku najbolja.
pH {{0}}. 0: HOCL i OCL⁻ svaki čine 50%, a efekt baktericida je značajno oslabljen.
PH ＞ 8,5: OCL⁻ čini ＞ 90%, a količinu natrijevog hipoklorita treba povećati za 2 ~ 3 puta kako bi se postigao isti učinak sterilizacije.
Ova karakteristika objašnjava zašto neki projekti još uvijek često blokiraju ultrafiltraciju iako je otkrivena visoki zaostali klor (poput 1,2 mg/L). Slučaj postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda pokazuje da kada se pH ulaza povećava sa 6,8 na 8,2, udio HOCL -a u zaostalom kloru pada s 85% na 45%, a učestalost čišćenja membrane ultrafiltracije povećava se od jednom u mjesecu do jednom mjesecu tjedno. Nakon prilagođavanja pH na 7 {0 dodavanjem klorovodične kiseline, količina natrijevog hipoklorita smanjuje se za 40%, a brzina polijevanja membrane vraća se na normalne razine.
Vrijedno je napomenuti da je potrebna kombinacija NaOH i NaCLO u fazi kemijskog čišćenja ultrafiltracije. U ovom trenutku, iako alkalno okruženje (pH ＞ 10) čini OCL⁻ čini više od 99%, njegovo snažno oksidacijsko svojstvo može učinkovito razgraditi izvanstanične polimere (EPS) i proteine u biofilmu.
Na primjer, kada koristite otopinu za čišćenje koja sadrži 200 mg/L NaCLO (pH =11), stopa oporavka membrane toka može doseći više od 95%, dok jednostavno čišćenje kiseline može se oporaviti samo 60%~ 70%. To odražava bitnu razliku između mehanizama čišćenja i sterilizacije: prva se usredotočuje na kemijsko raspadanje organske tvari, dok se potonji oslanja na sposobnost inaktivacije mikroba aktivnog klora.
Nadgledanje ključnih parametara i dinamičko podešavanje
Da bi se postigla precizna kontrola, preporučuje se korištenje internetske opreme za praćenje za praćenje sljedećih parametara u stvarnom vremenu:
Ultrafiltracijska voda zaostali klor: otkriveno DPD kolorimetrijom kako bi se osiguralo da je koncentracija unutar raspona {{0}}. 5 ~ 1,0 mg/l.
Orp ORP reverzne osmoze: Održavanje 200MV može udvostručiti efekt uklanjanja zaostalog klora i adekvatnost dodavanja smanjenja agensa.
PH vrijednost: kontrola pH manje od ili jednaka 7,5 u fazi sterilizacije i povećava se na 10 ~ 12 u fazi čišćenja.