التعقيم والتحكم في الكلور في أنظمة أغشية RO + UF | مياه STARK

مقدمة

يتم اعتماد أنظمة الغشاء المزدوج التي تدمج الترشيح الفائق (UF) والتناضح العكسي (RO) بشكل متزايد في معالجة المياه الصناعية نظرا لأداء الترشيح الفائق والتحكم الميكروبي. ومع ذلك ، فإن أحد أهم التحديات في مثل هذه الأنظمة يكمن في تحقيق التوازن بين التطهير الفعال وحماية الأغشية - خاصة عند استخدام العوامل المؤكسدة مثل هيبوكلوريت الصوديوم.

في حين أن الكلور فعال في السيطرة على القاذورات البيولوجية في أغشية الترشيح الفائق ، إلا أنه يمكن أن يسبب أضرارا لا رجعة فيها لأغشية البولي أميد التناضح العكسي إذا لم يتم تحييدها بشكل صحيح. هذا يجعل من الضروري تنفيذ رقابة دقيقة على جرعات الكلور ، والمراقبة المتبقية ، وتحييد ثنائي كبريتيت الصوديوم.

في هذه المقالة ، نستكشف الاستراتيجيات العملية للتعقيم في أنظمة الغشاء المزدوج ، مع التركيز على:

• الجرعات المثلى لهيبوكلوريت الصوديوم لأغشية UF
• التحكم في الكلور المتبقي قبل أغشية التناضح العكسي
• جرعات ثنائية كبريتيت الصوديوم الفعالة واعتبارات الأس الهيدروجيني في الوقت الفعلي
• معلمات المراقبة لضمان التشغيل الآمن والمستقر

سواء كنت تصمم نظاما جديدا أو تقوم بتحسين مصنع موجود ، ستساعدك هذه الأفكار على تقليل تلوث الأغشية وإطالة العمر الافتراضي والحفاظ على السلامة الميكروبية طوال العملية.

استراتيجيات جرعات هيبوكلوريت الصوديوم لأنظمة UF

هيبوكلوريت الصوديوم (NaClO) هو أحد أكثر المطهرات استخداما في أنظمة المعالجة المسبقة للترشيح الفائق (UF). خصائصه المؤكسدة القوية تجعله فعالا في تعطيل البكتيريا والفيروسات والكائنات الحية المكونة للأغشية الحيوية على سطح غشاء UF. ومع ذلك ، لضمان كل من الفعالية وطول عمر الغشاء ، يجب أن تكون الجرعات دقيقة ومراقبة بعناية.

نطاق الجرعات النموذجي

للتطهير المستمر أثناء التشغيل ، عادة ما يكون تركيز هيبوكلوريت الصوديوم الموصى به في مياه التغذية UF:

• 1-3 مجم / لتر لجرعات الصيانة القياسية
• 5-10 مجم / لتر للتعقيم الدوري المكثف أو الغسيل العكسي المعزز كيميائيا (CEB)

الاعتبارات الرئيسية

• توحيد الخلط: يجب خلط هيبوكلوريت الصوديوم جيدا مع مياه التغذية في المنبع من وحدات UF لتجنب التركيز الزائد المحلي.
• وقت الاتصال: حافظ على وقت التلامس الكافي (عادة من 5 إلى 10 دقائق) للسماح بالتطهير الكامل قبل دخول الأغشية.
• الإدارة المتبقية: يجب إدارة الكلور المفرط بعناية لتجنب تلف أغشية التناضح العكسي في اتجاه مجرى النهر.

توصي STARK بتركيب مضخة جرعات الكلور المخصصة مع التحكم في PID والمراقبة المتبقية عبر الإنترنت ، مما يضمن أن جرعات هيبوكلوريت متسقة وآمنة لتشغيل UF.

جرعات دقيقة من ثنائي كبريتيت الصوديوم لحماية أغشية التناضح العكسي

أغشية التناضح العكسي من مادة البولي أميد (RO) حساسة للغاية للعوامل المؤكسدة مثل الكلور الحر والكلورامين. يمكن أن يؤدي التعرض حتى لمستويات منخفضة من الكلور المتبقي إلى تدهور لا رجعة فيه لبنية الغشاء ، مما يتسبب في فقدان رفض الملح وزيادة النفاذية. لمنع ذلك ، يستخدم ثنائي كبريتيت الصوديوم (NaHSO₃) بشكل شائع كعامل اختزال لتحييد الكلور قبل دخول الماء إلى نظام التناضح العكسي.

SBS الجرعات الموصى بها

رد فعل التحييد هو:

Cl₂ + NaHSO₃ + H₂O → 2Cl⁻ + NaHSO₄ + 2H⁺

كمبدأ توجيهي عام:

• 1.0 ملغم/لتر من الكلور الحر يتطلب تقريبا 1.8 ملغم/لتر من ثنائي كبريتيت الصوديوم للتحييد الكامل.
• غالبا ما يتم استخدام فائض صغير (10-20٪) من SBS لضمان التخفيض الكامل ، ولكن يجب تجنب الإفراط في الجرعات.

أفضل الممارسات

• الخلط المضمن: يجب حقن ثنائي كبريتيت الصوديوم باستخدام خلاط ثابت لضمان التشتت والتفاعل الكاملين.
• وقت رد الفعل: اترك ما لا يقل عن 20-30 ثانية من وقت التلامس قبل الوصول إلى أغشية التناضح العكسي.
• المراقبة المتبقية: قم بتركيب أجهزة تحليل الكلور عبر الإنترنت في المنبع والمصب من حقن SBS للتحقق من إزالة الكلور بالكامل.

يمكن أن يؤدي الفشل في التحكم الصحيح في جرعات SBS إلى اختراق الكلور المتبقي أو إدخال الكبريتيت المفرط ، مما قد يعزز نمو الميكروبات في اتجاه مجرى النهر. تم تصميم أنظمة STARK بمضخات جرعات SBS آلية وتحكم متكامل في التغذية المرتدة لحماية الأغشية المثلى.

كيف يؤثر الرقم الهيدروجيني على كفاءة تطهير الكلور

تعتمد فعالية الكلور كمطهر بشكل كبير على درجة الحموضة. في الماء ، يوجد الكلور في حالة توازن بين نوعين:

Cl₂ + H₂O ⇌ HOCl + H⁺ + Cl⁻ ⇌ OCl⁻ + H⁺

من هذين الشكلين ، حمض هيبوكلوروس (HOCl) هو مطهر أقوى بكثير من أيون هيبوكلوريت (OCl⁻). يعتمد التوزيع بين هذه الأنواع على درجة الحموضة:

• عند الرقم الهيدروجيني 6.0-7.0: يوجد أكثر من 80-90٪ كHOCl → كفاءة تطهير عالية
• عند الرقم الهيدروجيني 8.0: يبقى ~ 20٪ فقط مثل HOCl → التطهير الضعيف

هذا يعني أنه من أجل التحكم الأمثل في الميكروبات في المعالجة المسبقة للترشيح الفائق ، والحفاظ على درجة الحموضة بين 6.5 و 7.5 مثالي. عند مستويات الأس الهيدروجيني الأعلى ، هناك حاجة إلى المزيد من الكلور لتحقيق نفس نتيجة التطهير ، مما يزيد من التكلفة الكيميائية والمخاطر التي تتعرض لها أغشية التناضح العكسي.

الآثار العملية

• كفاءة التطهير: انخفاض درجة الحموضة = المزيد من HOCl = تعطيل ميكروبي أسرع وأكثر اكتمالا
• السلامة الكيميائية: جرعة أقل من الكلور مطلوبة عند درجة الحموضة المثلى = تقليل خطر الجرعات الزائدة
• حماية الغشاء: يقلل التحكم الدقيق في درجة الحموضة من الكلور الزائد ويقلل من الطلب على SBS

تشتمل أنظمة STARK على مراقبة الأس الهيدروجيني عبر الإنترنت ووحدات جرعات الحمض / القاعدي للحفاظ على ظروف التطهير المثالية وضمان تحييد الكلور الأمثل قبل أغشية التناضح العكسي

التنظيف مقابل التطهير: الاختلافات الرئيسية في صيانة RO / UF

في أنظمة الغشاء المزدوج ، كلاهما تنظيف و تطهير ضرورية ولكنها تخدم أغراضا مختلفة جدا. يمكن أن يؤدي الخلط بين الاثنين إلى الاستخدام غير السليم للمواد الكيميائية ، أو تقليل عمر الغشاء ، أو التحكم غير الفعال في القاذورات.

1. الغرض

• تطهير: تهدف إلى قتل أو تعطيل البكتيريا والفيروسات ومسببات الأمراض الأخرى. تتحقق عادة مع العوامل المؤكسدة مثل هيبوكلوريت الصوديوم أو المبيدات الحيوية غير المؤكسدة.
• التنظيف الكيميائي: تركز على إزالة القاذورات الفيزيائية أو الكيميائية مثل التحجيم أو الأغشية الحيوية أو الترسيب العضوي باستخدام المحاليل الحمضية أو القلوية.

2. التوقيت والتردد

• تطهير: يتم إجراؤه بشكل مستمر أو دوري (على سبيل المثال ، يوميا أو أسبوعيا) للتحكم في نمو الميكروبات ، خاصة في أنظمة المعالجة المسبقة للأشعة فوق البنفسجية.
• تنظيف: يتم إجراؤها حسب الحاجة ، عادة عندما تتجاوز مؤشرات الأداء مثل ضغط الغشاء (TMP) أو معدل التدفق الطبيعي أو رفض الملح العتبات المقبولة.

3. المواد الكيميائية المستخدمة

• تطهير: هيبوكلوريت الصوديوم ، بيروكسيد الهيدروجين ، حمض البيراسيتيك
• تنظيف: حامض الستريك ، هيدروكسيد الصوديوم ، EDTA ، المواد الخافضة للتوتر السطحي

من المهم ملاحظة أنه يجب إزالة عوامل التطهير أو تحييدها بالكامل قبل بدء التنظيف - خاصة في أنظمة التناضح العكسي حيث يكون خطر تلف الغشاء مرتفعا. تشتمل أنظمة STARK RO على بروتوكولات تنظيف مكانية متكاملة (CIP) وتطهير لضمان دورات صيانة آمنة وفعالة.

استنتاج

يعد التطهير المناسب والتحكم في بقايا الكلور أمرا ضروريا للتشغيل الآمن والفعال للأنظمة ذات الغشاء المزدوج التي تجمع بين الترشيح الفائق (UF) والتناضح العكسي (RO). من جرعات هيبوكلوريت الصوديوم إلى إدارة الأس الهيدروجيني وضمان التحييد الدقيق باستخدام ثنائي كبريتيت الصوديوم ، تلعب كل خطوة دورا مهما في حماية سلامة الغشاء وضمان جودة المياه.

من خلال فهم العلم الكامن وراء كيمياء الكلور وتنفيذ المراقبة في الوقت الفعلي ، يمكن للمشغلين تقليل الحشف الحيوي بشكل كبير ، وإطالة عمر الغشاء ، والحفاظ على أداء ثابت للنظام.

في مياه STARK، نحن نساعد العملاء في جميع أنحاء العالم على تصميم وتشغيل أنظمة التناضح العكسي والأشعة فوق البنفسجية عالية الأداء مع التحكم في التعقيم المدمج ، والجرعات التلقائية ، وتقنيات المراقبة. سواء كنت تدير منشأة بلدية أو محطة مياه صناعية ، يمكن تصميم حلولنا وفقا لجودة المياه والقدرة الإنتاجية واحتياجات الامتثال.

هل تحتاج إلى مشورة الخبراء حول تحسين التطهير في نظام الغشاء الخاص بك؟
نحن هنا لمساعدتك في تقليل تكاليف التشغيل وتحسين طول عمر النظام.