23. veebruar 2023
Mikroobse saastumise reageerimismeetmed pöördosmoosi korral
Mikroobse saastumise reageerimismeetmed pöördosmoosi korral
01 Kloori steriliseerimine
Kloori efektiivsus sõltub kloori kontsentratsioonist, kokkupuuteajast ja vee pH-st.
Seda kasutatakse sageli joogivee steriliseerimiseks ja üldine kloori jääkkontsentratsioon on 0,5ppm.
Tööstuslikus veepuhastuses saab soojusvahetite ja liivafiltrite mikroobset saastumist vältida, hoides kloori jääkkontsentratsiooni vees üle 0,5-1,0ppm. Kloori doseerimise kogus sõltub orgaanilise aine sisaldusest sissevoolus, sest orgaaniline aine tarbib kloori.
Pinnavee töötlemine nõuab tavaliselt kloori desinfitseerimist pöördosmoosi eeltöötluse osas, et vältida mikroobset saastumist. Meetodiks on kloori lisamine vee sissevõtul ja reaktsiooniaja säilitamine 20-30 minutit, et hoida 0,5-1,0ppm jääkkloori kogu eeltöötlustorustiku kontsentratsioonis.
Enne membraanielemendisse sisenemist tuleb see siiski põhjalikult dekloorida, et vältida membraani oksüdeerumist ja kloori kahjustamist.
(1) Kloorimise reaktsioon
Tavaliselt kasutatavad kloori sisaldavad desinfektsioonivahendid on gaas kloor, naatriumhüpoklorit või kaltsiumhüpoklorit. Vees hüdrolüüsivad nad kiiresti hüpokloorhappeks.Cl2 + H2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2 + 2H2O → 2HClO + Ca(OH)2 (3)
Hüpokloorhape vees lagundab vesinikioone ja hüpokloriti ioone:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
The sum of Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO and ClO– is called free chlorine (FAC) or residual residual chlorine (FRC), and is expressed in mg/LCl2.
Kloor reageerib vees ammoniaagiga, moodustades kloramiinid, mida nimetatakse kombineeritud klooriks (CAC) või kombineeritud jääkklooriks (CRC) ning jääkkloori ja Kombineeritud kloori nimetatakse kogu jääkklooriks (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC + CRC (5)
Jääkkloori bakteritsiidne efektiivsus on otseselt proportsionaalne lagunemata HClO kontsentratsiooniga. Hüpokloorhappe bakteritsiidne toime on 100 korda kõrgem kui hüpokloritil ja dissotsieerunud hüpokloorhappe osakaal suureneb pH väärtuse vähenemisega.
At pH=7.5 (25°C, TDS=40mg/L), only 50% of residual chlorine exists as HClO, but at pH=6.5, 90% is HClO.
HClO osakaal suureneb ka temperatuuri langusega. At 5°C, the molecular fraction of HClO is 62% (pH=7.5, TDS=40mg/L). In high salinity water, the proportion of HClO is very small (when pH=7.5, 25°C, 40000mg/L TDS, the ratio is about 30%).
(2) Kloori doseerimise kogus
Osa lisatud kloorist reageerib vees ammoniaagilämmastikuga, moodustades kombineeritud kloori vastavalt järgmistele reaktsioonietappidele:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochloramine) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichloramine) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichloramine) + H2O (8)
Ülaltoodud reaktsioonid sõltuvad peamiselt kloori ja lämmastiku pH-st ja massisuhtest. Kloramiinil on ka bakteritsiidne toime, kuid see on madalam kui klooril.
Teine osa kloorgaasist muundatakse mitteaktiivseks klooriks. Selle osa jaoks vajalik kloori kogus sõltub redutseerijatest nagu nitrit, kloriid, sulfiid, raud ja mangaan. Orgaanilise aine oksüdatsioonireaktsioon vees tarbib ka kloori.
(3) Merevee kloorimine
Erinevalt riimvees valitsevast olukorrast sisaldab merevesi tavaliselt umbes 65 mg/l broomi. Kui merevett töödeldakse keemiliselt klooriga, reageerib broom kiiresti hüpokloorhappega, et toota hüpobroomhapet
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Sel viisil, kui merevett töödeldakse klooriga, bakteritsiidne toime on HClO asemel peamiselt HBrOja hüpobroomne hape laguneb hüpobromiidi ioonideks.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
HBrO lagunemise aste on madalam kui HClO. pH = 8 juures ei lagune ainult 28% HClO-st, kuid 83% HBrO-st ei lagune.
Kõrge pH-ga tingimustes merevee puhul on bakteritsiidne toime siiski parem kui riimvees. Hüpobroomsed happe- ja hüpobromiitioonid segavad jääkkloori määramist, mis sisaldub jääkkloori mõõdetud väärtuses.
02 Mõju steriliseerimise ravi
Šokiravi hõlmab biotsiidi lisamist pöördosmoosi või nanofiltratsiooni toiteveele piiratud aja jooksul ja veepuhastussüsteemi normaalse töö ajal.
Selleks kasutatakse sageli naatriumbisulfitit. Üldiselt lisatakse umbes 30 minutiks 500-1000ppm NaHSO3.
Šokiravi võib läbi viia perioodiliselt korrapäraste ajavahemike järel, näiteks üks kord iga 24 tunni järel või kui kahtlustatakse bioloogilist kasvu. Šokiravi käigus toodetud vesi sisaldab 1-4% lisatud naatriumbisulfiidi kontsentratsioonist.
Sõltuvalt toote vee kasutusest võib otsustada, kas toote vesi lööksteriliseerimise ajal tuleb ringlusse võtta või tühjendada. Naatriumbisulfit on aeroobsete bakterite vastu efektiivsem kui anaeroobsed mikroorganismid. Seetõttu Šoki steriliseerimise kasutamist tuleb eelnevalt hoolikalt hinnata.
03 Perioodiline desinfitseerimine
Lisaks fungitsiidide pidevale lisamisele toorveele saab süsteemi regulaarselt desinfitseerida ka bioloogilise saastumise kontrollimiseks.
Seda töötlemismeetodit kasutatakse mõõduka bioreostusohuga süsteemides, kuid suure bioreostusohuga süsteemides on desinfitseerimine üksnes täiendus pidevale biotsiididega töötlemisele.
Ennetav desinfitseerimine on tõhusam kui korrigeeriv desinfitseerimine, sest isoleeritud baktereid on lihtsam tappa ja eemaldada kui pakse, vananenud biokilesid.
Üldine desinfitseerimisintervall on üks kord kuus, kuid rangete hügieeninõuetega süsteemid (näiteks farmaatsiaprotsessi vesi) ja väga saastunud toorvesi (näiteks reovesi) võivad olla üks kord päevas. Loomulikult mõjutab membraani eluiga kasutatud kemikaalide tüüp ja kontsentratsioon. Pärast Intensiivne desinfitseerimine võib lühendada membraani eluiga.
04 Osooni steriliseerimine
See on oksüdeerivam kui kloor, kuid see laguneb kiiresti, mistõttu tuleb seda mikroorganismide tapmiseks teatud tasemel hoida. Samal ajal tuleks arvestada ka kasutatavate seadmete osoonikindlusega ja tavaliselt tuleks kasutada roostevabast terasest.
Membraanielementide kaitsmiseks tuleb osoon hoolikalt eemaldada ja UV-kiirgus võib selle eesmärgi edukalt saavutada.
05 UV-kiirgus
254 nm UV-valgus on osutunud bakteritsiidseks. Seda on kasutatud väikestes veetaimedes. See ei nõua kemikaalide lisamist veele. Seadmete hooldusnõuded on madalad. Vajalik on ainult elavhõbeda aurulampide perioodiline puhastamine või asendamine.
UV-kiiritusravi kasutamine on siiski väga piiratud ja Sobib ainult puhtamatele veeallikatele, sest kolloidid ja orgaaniline aine mõjutavad optilise kiirguse tungimist.
06 Naatriumbisulfit
Kui selle kontsentratsioon merevee magestamise süsteemi sissevoolus jõuab 50 mg/l-ni, on see tõhus bioloogilise reostuse tõrjeks. Sel viisil saab vähendada ka kolloidset saastumist.
Väävelhappe täiendav eelis on see, et see ei nõua happe lisamist kaltsiumkarbonaadi kontrollimiseks väävelhappe happelise reaktsiooni tõttu vesinikioonide tekitamiseks.
HSO3- → H+ + SO42-
01 Kloori steriliseerimine
Kloori efektiivsus sõltub kloori kontsentratsioonist, kokkupuuteajast ja vee pH-st.
Seda kasutatakse sageli joogivee steriliseerimiseks ja üldine kloori jääkkontsentratsioon on 0,5ppm.
Tööstuslikus veepuhastuses saab soojusvahetite ja liivafiltrite mikroobset saastumist vältida, hoides kloori jääkkontsentratsiooni vees üle 0,5-1,0ppm. Kloori doseerimise kogus sõltub orgaanilise aine sisaldusest sissevoolus, sest orgaaniline aine tarbib kloori.
Pinnavee töötlemine nõuab tavaliselt kloori desinfitseerimist pöördosmoosi eeltöötluse osas, et vältida mikroobset saastumist. Meetodiks on kloori lisamine vee sissevõtul ja reaktsiooniaja säilitamine 20-30 minutit, et hoida 0,5-1,0ppm jääkkloori kogu eeltöötlustorustiku kontsentratsioonis.
Enne membraanielemendisse sisenemist tuleb see siiski põhjalikult dekloorida, et vältida membraani oksüdeerumist ja kloori kahjustamist.
(1) Kloorimise reaktsioon
Tavaliselt kasutatavad kloori sisaldavad desinfektsioonivahendid on gaas kloor, naatriumhüpoklorit või kaltsiumhüpoklorit. Vees hüdrolüüsivad nad kiiresti hüpokloorhappeks.
Hüpokloorhape vees lagundab vesinikioone ja hüpokloriti ioone:
HClO←→ H+ + ClO- (4)
The sum of Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO and ClO– is called free chlorine (FAC) or residual residual chlorine (FRC), and is expressed in mg/LCl2.
Kloor reageerib vees ammoniaagiga, moodustades kloramiinid, mida nimetatakse kombineeritud klooriks (CAC) või kombineeritud jääkklooriks (CRC) ning jääkkloori ja Kombineeritud kloori nimetatakse kogu jääkklooriks (TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC + CRC (5)
Jääkkloori bakteritsiidne efektiivsus on otseselt proportsionaalne lagunemata HClO kontsentratsiooniga. Hüpokloorhappe bakteritsiidne toime on 100 korda kõrgem kui hüpokloritil ja dissotsieerunud hüpokloorhappe osakaal suureneb pH väärtuse vähenemisega.
At pH=7.5 (25°C, TDS=40mg/L), only 50% of residual chlorine exists as HClO, but at pH=6.5, 90% is HClO.
HClO osakaal suureneb ka temperatuuri langusega. At 5°C, the molecular fraction of HClO is 62% (pH=7.5, TDS=40mg/L). In high salinity water, the proportion of HClO is very small (when pH=7.5, 25°C, 40000mg/L TDS, the ratio is about 30%).
(2) Kloori doseerimise kogus
Osa lisatud kloorist reageerib vees ammoniaagilämmastikuga, moodustades kombineeritud kloori vastavalt järgmistele reaktsioonietappidele:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monochloramine) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dichloramine) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichloramine) + H2O (8)
Ülaltoodud reaktsioonid sõltuvad peamiselt kloori ja lämmastiku pH-st ja massisuhtest. Kloramiinil on ka bakteritsiidne toime, kuid see on madalam kui klooril.
Teine osa kloorgaasist muundatakse mitteaktiivseks klooriks. Selle osa jaoks vajalik kloori kogus sõltub redutseerijatest nagu nitrit, kloriid, sulfiid, raud ja mangaan. Orgaanilise aine oksüdatsioonireaktsioon vees tarbib ka kloori.
(3) Merevee kloorimine
Erinevalt riimvees valitsevast olukorrast sisaldab merevesi tavaliselt umbes 65 mg/l broomi. Kui merevett töödeldakse keemiliselt klooriga, reageerib broom kiiresti hüpokloorhappega, et toota hüpobroomhapet
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Sel viisil, kui merevett töödeldakse klooriga, bakteritsiidne toime on HClO asemel peamiselt HBrOja hüpobroomne hape laguneb hüpobromiidi ioonideks.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
HBrO lagunemise aste on madalam kui HClO. pH = 8 juures ei lagune ainult 28% HClO-st, kuid 83% HBrO-st ei lagune.
Kõrge pH-ga tingimustes merevee puhul on bakteritsiidne toime siiski parem kui riimvees. Hüpobroomsed happe- ja hüpobromiitioonid segavad jääkkloori määramist, mis sisaldub jääkkloori mõõdetud väärtuses.
02 Mõju steriliseerimise ravi
Šokiravi hõlmab biotsiidi lisamist pöördosmoosi või nanofiltratsiooni toiteveele piiratud aja jooksul ja veepuhastussüsteemi normaalse töö ajal.
Selleks kasutatakse sageli naatriumbisulfitit. Üldiselt lisatakse umbes 30 minutiks 500-1000ppm NaHSO3.
Šokiravi võib läbi viia perioodiliselt korrapäraste ajavahemike järel, näiteks üks kord iga 24 tunni järel või kui kahtlustatakse bioloogilist kasvu. Šokiravi käigus toodetud vesi sisaldab 1-4% lisatud naatriumbisulfiidi kontsentratsioonist.
Sõltuvalt toote vee kasutusest võib otsustada, kas toote vesi lööksteriliseerimise ajal tuleb ringlusse võtta või tühjendada. Naatriumbisulfit on aeroobsete bakterite vastu efektiivsem kui anaeroobsed mikroorganismid. Seetõttu Šoki steriliseerimise kasutamist tuleb eelnevalt hoolikalt hinnata.
03 Perioodiline desinfitseerimine
Lisaks fungitsiidide pidevale lisamisele toorveele saab süsteemi regulaarselt desinfitseerida ka bioloogilise saastumise kontrollimiseks.
Seda töötlemismeetodit kasutatakse mõõduka bioreostusohuga süsteemides, kuid suure bioreostusohuga süsteemides on desinfitseerimine üksnes täiendus pidevale biotsiididega töötlemisele.
Ennetav desinfitseerimine on tõhusam kui korrigeeriv desinfitseerimine, sest isoleeritud baktereid on lihtsam tappa ja eemaldada kui pakse, vananenud biokilesid.
Üldine desinfitseerimisintervall on üks kord kuus, kuid rangete hügieeninõuetega süsteemid (näiteks farmaatsiaprotsessi vesi) ja väga saastunud toorvesi (näiteks reovesi) võivad olla üks kord päevas. Loomulikult mõjutab membraani eluiga kasutatud kemikaalide tüüp ja kontsentratsioon. Pärast Intensiivne desinfitseerimine võib lühendada membraani eluiga.
04 Osooni steriliseerimine
See on oksüdeerivam kui kloor, kuid see laguneb kiiresti, mistõttu tuleb seda mikroorganismide tapmiseks teatud tasemel hoida. Samal ajal tuleks arvestada ka kasutatavate seadmete osoonikindlusega ja tavaliselt tuleks kasutada roostevabast terasest.
Membraanielementide kaitsmiseks tuleb osoon hoolikalt eemaldada ja UV-kiirgus võib selle eesmärgi edukalt saavutada.
05 UV-kiirgus
254 nm UV-valgus on osutunud bakteritsiidseks. Seda on kasutatud väikestes veetaimedes. See ei nõua kemikaalide lisamist veele. Seadmete hooldusnõuded on madalad. Vajalik on ainult elavhõbeda aurulampide perioodiline puhastamine või asendamine.
UV-kiiritusravi kasutamine on siiski väga piiratud ja Sobib ainult puhtamatele veeallikatele, sest kolloidid ja orgaaniline aine mõjutavad optilise kiirguse tungimist.
06 Naatriumbisulfit
Kui selle kontsentratsioon merevee magestamise süsteemi sissevoolus jõuab 50 mg/l-ni, on see tõhus bioloogilise reostuse tõrjeks. Sel viisil saab vähendada ka kolloidset saastumist.
Väävelhappe täiendav eelis on see, et see ei nõua happe lisamist kaltsiumkarbonaadi kontrollimiseks väävelhappe happelise reaktsiooni tõttu vesinikioonide tekitamiseks.
HSO3- → H+ + SO42-