У підготовці води, промислові проекти для повторного використання стічних вод та знесолення морської води, ультрафільтрація та зворотне осмос комбінований процес широко використовується завдяки його високій ефективності. Однак мікробне забруднення та залишковий хлор - це дві ключові проблеми, що впливають на стабільну роботу системи.
Вибір точки дозування та оптимізація дозування агента
1. Стратегія дозування гіпохлориту натрію
Гіпохлорит натрію (NaClo) є основним бактерицидом у системі ультрафільтрації, а його дозування зазвичай встановлюється в резервуарі фільтру або передньому кінці фільтра. Перевага цієї конструкції полягає в тому, що резервуар для фільтру може перехоплювати побічні продукти (такі як хлорид гумінової кислоти), що утворюються під час процесу стерилізації, щоб запобігти безпосередньому входу в ультрафільтраційну мембрану та спричиняючи забруднення.
У проекті знесолення морської води після того, як точка дозування гіпохлориту натрію переміщується вперед до входу мультимедійного фільтра, швидкість росту ультрафільтрації трансмембранного тиску (TMP) знизилася на 30%. Метод дозування повинен бути гнучко обраний відповідно до якості води:
Безперервне дозування: підходить для сцен з невеликими коливаннями якості води, рекомендована кількість дозування становить 1 ~ 5 г/м³. У цей час залишкова концентрація хлору в резервуарі для води ультрафільтрації повинна бути більшою, ніж дорівнює 0.
Дозування впливу: для води з високою мікробною активністю дозу потрібно збільшувати до 10 ~ 15 г/м³, кожен раз протягом 30 ~ 60 хвилин і один раз на день. Випадок повторного використання води на електростанції показує, що дозування впливу може розширити цикл біологічного забруднення ультрафільтраційних мембран від 7 днів до 15 днів.
2. Точний контроль бісульфіту натрію
Мембрана зворотного осмосу має надзвичайно низьку толерантність до залишкового хлору (необхідне менше або дорівнює 0. 01mg/l), тому бісульфіт натрію (nahso₃) потрібно додати перед фільтром безпеки для відновлення. Дозування повинно відповідати подвійним показникам: залишкове виявлення хлору дорівнює нулю, а потенціал відновлення окислення (ORP) стабільний протягом 200 мВ.
Відповідно до формули хімічної реакції (Cl₂ + 2 nahso₃ → 2HCl + na₂so₄ + s ↓), теоретичні розрахунки показують, що 1 мг/л залишкового хлору вимагає 1,46 мг чистого Nahso₃. Однак у фактичних проектах, оскільки ефективна складова промислового бісульфіту натрію (з точки зору SO₂) становить лише 64% до 67%, і такі фактори, як неповна реакція, повинні бути враховані, фактичну дозування потрібно збільшити до 3 мг/л залишкового хлору.
Дані з проекту з нульових розрядів хімічних стічних вод показали, що коли залишкова концентрація хлору була {{0}}. 8 мг/л, додаючи 1,17 мг/л промислового Nahso₃ відповідно до теоретичного значення, залишковий хлор у зворотному осмосі вході в іншу воду, що все ще залишається в 0,05 мг/л; Після коригування дозування до 2,4 мг/л залишковий хлор успішно знизився до межі виявлення.
Special attention should be paid: excessive addition of NaHSO₃ may cause side effects. For example, in water with an iron ion concentration of >0. 3 мг/л, nahso₃ реагує з Fe³⁺ на генерування сульфідних опадів, викликаючи часті засмічення фільтра безпеки; Крім того, коли концентрація сульфату його окислення (So₄²⁻) перевищує 200 мг/л, він буде втручатися в потенціал Зета поверхні мембрани RO, внаслідок чого швидкість опріснення знизиться на 1%~ 2%.
Вплив значення рН на залишкову форму хлору та бактерицидну ефективність
Бактерицидний ефект залишкового хлору тісно пов'язаний з його формою існування. Гіпохлорна кислота (HOCL), як нейтральна молекула, може проникнути в клітинну стінку мікроорганізмів, з окислювально -відновним потенціалом до 1,49 В, а його бактерицидна здатність становить у 80 ~ 100 разів більше, ніж у негативно зарядженого гіпохлоритового іона (OCL⁻). Співвідношення двох безпосередньо визначається значенням pH водойми:
pH＜7.5: HOCl accounts for >80%, і бактерицидна ефективність в цей час найкраща.
PH {{0}}.
PH ＞ 8,5: OCL⁻ припадає на ＞ 90%, а кількість гіпохлориту натрію потрібно збільшити на 2 ~ 3 рази для досягнення одного і того ж ефекту стерилізації.
Ця характеристика пояснює, чому деякі проекти все ще часто блокують ультрафільтрацію, навіть незважаючи на те, що високий залишковий хлор (наприклад, 1,2 мг/л). Випадок очисної станції, що виготовляє паперові, показує, що коли рН на вході зростає з 6,8 до 8,2, частка HOCL у залишковому хлорі падає з 85% до 45%, а частота очищення мембрани ультрафільтрації збільшується з одного разу на місяць до одного разу на тиждень. Після регулювання pH до 7. 0, додавши соляну кислоту, кількість гіпохлориту натрію знижується на 40%, а швидкість забруднення мембран повертається до нормальних рівнів.
Варто зазначити, що поєднання NaOH та NaClo потрібно на стадії хімічного очищення ультрафільтрації. У цей час, хоча лужне середовище (pH ＞ 10) робить OCL⁻ більше 99%, його сильна окислювальна властивість може ефективно розкладатися позаклітинними полімерами (EPS) та білками в біоплівці.
Наприклад, при використанні очищувального розчину, що містить 200 мг/л NaClo (pH =11), швидкість відновлення потоку мембрани може досягати більше 95%, тоді як просте очищення кислоти може відновити лише 60%~ 70%. Це відображає суттєву різницю між механізмами очищення та стерилізації: перший фокусується на хімічному розкладанні органічної речовини, а другий покладається на здатність мікробної інактивації активного хлору.
Ключовий моніторинг параметрів та динамічне регулювання
Для досягнення точного контролю рекомендується використовувати онлайн -обладнання для моніторингу для відстеження наступних параметрів у режимі реального часу:
Ультрафільтраційна вода Залишковий хлор: Виявлений за допомогою колориметрії DPD, щоб переконатися, що концентрація знаходиться в межах {{0}}. 5 ~ 1,0 мг/л.
Зворотний осмос Вода ORP: Підтримка 200 МВ може подвоїти перевірити ефект залишкового видалення хлору та адекватність додавання відновного агента.
Значення рН: контроль pH менше або дорівнює 7,5 на стадії стерилізації та збільшується до 10 ~ 12 на стадії очищення.