تدابير الاستجابة للتلوث الميكروبي في عملية التناضح العكسي

مرحبا بكم في الاتصال بنا WhatsApp
23 فبراير 2023

تدابير الاستجابة للتلوث الميكروبي في عملية التناضح العكسي


تدابير الاستجابة للتلوث الميكروبي في عملية التناضح العكسي

01 تعقيم الكلور

تعتمد فعالية الكلور على تركيز الكلور ووقت التلامس ودرجة الحموضة في الماء.

غالبا ما يستخدم لتعقيم مياه الشرب ، وتركيز الكلور المتبقي العام هو 0.5 جزء في المليون.

في معالجة المياه الصناعية ، يمكن منع التلوث الميكروبي على المبادلات الحرارية والمرشحات الرملية عن طريق الحفاظ على تركيز الكلور المتبقي في الماء فوق 0.5-1.0 جزء في المليون. تعتمد كمية جرعات الكلور على محتوى المادة العضوية في المادة المؤثرة ، لأن المادة العضوية ستستهلك الكلور.

تتطلب معالجة المياه السطحية عادة تطهير الكلور في جزء المعالجة المسبقة بالتناضح العكسي لمنع التلوث الميكروبي. الطريقة هي إضافة الكلور عند كمية المياه والحفاظ على وقت رد فعل 20-30 دقيقة للحفاظ على الكلور المتبقي 0.5-1.0 جزء في المليون في تركيز خط أنابيب المعالجة المسبقة بالكامل.

ومع ذلك ، يجب إزالة الكلور تماما قبل دخول عنصر الغشاء لمنع الغشاء من التأكسد والتلف بسبب الكلور.


(1) تفاعل الكلور

المطهرات المحتوية على الكلور شائعة الاستخدام هي غاز الكلور أو هيبوكلوريت الصوديوم أو هيبوكلوريت الكالسيوم. في الماء ، يتحللون بسرعة إلى حمض هيبوكلوروس.
كلوريد2+ ح2O → حمض الهيدروكلوريك + حمض الهيدروكلوريك (1)
كلوريد الصوديوم + H2O → حمض الهيدروكلوريك + هيدروكسيد الصوديوم (2)
Ca (ClO)2+ 2 ساعة2O → 2HClO + Ca (OH)2(3)

يحلل حمض هيبوكلوروس الموجود في الماء أيونات الهيدروجين وأيونات هيبوكلوريت:
حمض الهيدروكلوريك ←→ ح++ ClO-(4)

مجموع Cl2 و NaClO و Ca (ClO) 2 و HClO و ClO- يسمى الكلور الحر (FAC) أو الكلور المتبقي المتبقي (FRC) ، ويتم التعبير عنه بالملغم / LCl2.

يتفاعل الكلور مع الأمونيا الموجودة في الماء لتكوين الكلورامين ، والذي يسمى الكلور المركب (CAC) أو الكلور المتبقي المركب (CRC) ، ومجموع الكلور المتبقي و يسمى الكلور المركب الكلور الكلي المتبقي (لجنة الحقيقة والمصالحة)
TRC = FAC + CAC = FRC + CRC (5)

تتناسب كفاءة الكلور المتبقي في مبيد الجراثيم طرديا مع تركيز حمض الهيدروكلوريك غير المتحلل. التأثير المبيد للجراثيم لحمض هيبوكلوروس أعلى ب 100 مرة من تأثير هيبوكلوريت ، وتزداد نسبة حمض هيبوكلوروس غير المنفصل مع انخفاض قيمة الأس الهيدروجيني.

عند درجة الحموضة = 7.5 (25 درجة مئوية ، TDS = 40 مجم / لتر) ، يوجد 50٪ فقط من الكلور المتبقي على شكل HClO ، ولكن عند درجة الحموضة = 6.5 ، 90٪ هو HClO.

تزداد نسبة حمض الهيدروكلوريك أيضا مع انخفاض درجة الحرارة. عند 5 درجات مئوية ، يكون الجزء الجزيئي من HClO 62٪ (الأس الهيدروجيني = 7.5 ، TDS = 40 مجم / لتر). في المياه عالية الملوحة ، تكون نسبة HClO صغيرة جدا (عندما يكون الرقم الهيدروجيني = 7.5 ، 25 درجة مئوية ، 40000 مجم / لتر TDS ، تكون النسبة حوالي 30٪).


(2) كمية جرعات الكلور

يتفاعل جزء من الكلور المضاف مع نيتروجين الأمونيا في الماء لتكوين الكلور المركب وفقا لخطوات رد الفعل التالية:

حمض الهيدروكلوريك + NH3 ←→NH2Cl (أحادي كلورامين) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (ثنائي كلورامين) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (ثلاثي كلورامين) + H2O (8)

تعتمد التفاعلات المذكورة أعلاه بشكل أساسي على الأس الهيدروجيني ونسبة كتلة الكلور / النيتروجين. الكلورامين له أيضا تأثير مبيد للجراثيم ، لكنه أقل من تأثير الكلور.

يتحول الجزء الآخر من غاز الكلور إلى كلور غير نشط. تعتمد كمية الكلور المطلوبة لهذا الجزء على عوامل الاختزال مثل النتريت والكلوريد والكبريتيد والحديد الحديدي والمنغنيز. كما أن تفاعل أكسدة المادة العضوية في الماء يستهلك الكلور.


(3) كلور مياه البحر

تختلف مياه البحر عن الوضع في المياه قليلة الملوحة ، وعادة ما تحتوي على حوالي 65 مجم / لتر من البروم. عندما تتم معالجة مياه البحر كيميائيا بالكلور ، يتفاعل البروم بسرعة مع حمض هيبوكلوروس لإنتاج حمض هيبوبروموس

Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)

بهذه الطريقة ، عندما تتم معالجة مياه البحر بالكلور ، التأثير المبيد للجراثيم هو HBrO بشكل أساسي بدلا من HClO، وسوف يتحلل الحمض الهيببروموس إلى أيونات هيبوبروميت.

HBrO ←→ BrO- + H+ (10)

درجة تحلل HBrO أقل من درجة تحلل HClO. عند درجة الحموضة = 8 ، لن يتحلل 28٪ فقط من HClO ، لكن 83٪ من HBrO لن يتحلل.

بالنسبة لمياه البحر في ظل ظروف الأس الهيدروجيني المرتفعة ، لا يزال تأثير مبيد الجراثيم أفضل من ذلك الموجود في المياه قليلة الملوحة. سوف تتداخل أيونات الأحماض والهيبوبروميت مع تحديد الكلور المتبقي ، والذي يتم تضمينه في القيمة المقاسة للكلور المتبقي.


02 معالجة التعقيم بالصدمات

تتضمن معالجة الصدمات إضافة مبيد حيوي إلى التناضح العكسي أو مياه التغذية بالترشيح النانوي لفترة محدودة من الوقت وأثناء التشغيل العادي لنظام معالجة المياه.

غالبا ما يستخدم ثنائي كبريتيت الصوديوم لهذا الغرض العلاجي. بشكل عام ، تتم إضافة 500-1000 جزء في المليون من NaHSO3 لمدة 30 دقيقة تقريبا.

يمكن إجراء علاج الصدمة بشكل دوري على فترات منتظمة ، على سبيل المثال ، مرة كل 24 ساعة ، أو عند الاشتباه في النمو البيولوجي. سيحتوي ماء المنتج المنتج المنتج أثناء معالجة الصدمة هذه على 1-4٪ من تركيز ثنائي كبريتيت الصوديوم المضاف.

اعتمادا على استخدام ماء المنتج ، يمكن تحديد ما إذا كان يجب إعادة تدوير ماء المنتج أثناء التعقيم بالصدمات أو تصريفه. يعتبر ثنائي كبريتيت الصوديوم أكثر فعالية ضد البكتيريا الهوائية من الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. لذلك يجب تقييم استخدام التعقيم بالصدمات بعناية مسبقا.


03 التطهير الدوري

بالإضافة إلى إضافة مبيدات الفطريات باستمرار إلى المياه الخام ، يمكن أيضا تطهير النظام بانتظام للسيطرة على التلوث البيولوجي.

تستخدم طريقة المعالجة هذه في الأنظمة ذات خطر الحشف الحيوي المعتدل ، ولكن في الأنظمة ذات المخاطر العالية للحشف الحيوي ، فإن التطهير ليس سوى عامل مساعد للمعالجة المستمرة بالمبيدات الحيوية.

التطهير الوقائي أكثر فعالية من التطهير التصحيحي لأن البكتيريا المعزولة أسهل في القتل والإزالة من الأغشية الحيوية السميكة القديمة.

فترة التطهير العامة هي مرة واحدة في الشهر ، ولكن الأنظمة ذات متطلبات النظافة الصارمة (مثل مياه المعالجة الصيدلانية) والمياه الخام شديدة التلوث (مثل مياه الصرف الصحي) قد تكون مرة واحدة في اليوم. بالطبع ، يتأثر عمر الغشاء بنوع وتركيز المواد الكيميائية المستخدمة. بعد التطهير المكثف قد يقصر من عمر الغشاء.

04 تعقيم الأوزون

إنه أكثر أكسدة من الكلور ، لكنه يتحلل بسرعة ، لذلك يجب الحفاظ عليه عند مستوى معين لقتل الكائنات الحية الدقيقة. في الوقت نفسه ، يجب أيضا مراعاة مقاومة الأوزون للمعدات المستخدمة ، ويجب عادة استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ.

من أجل حماية عناصر الغشاء ، يجب إزالة الأوزون بعناية ، ويمكن للإشعاع فوق البنفسجي تحقيق هذا الهدف بنجاح.

05 تشعيع الأشعة فوق البنفسجية

254 نانومتر ثبت أن ضوء الأشعة فوق البنفسجية مبيد للجراثيم. تم استخدامه في محطات المياه الصغيرة. لا يتطلب إضافة مواد كيميائية إلى الماء. متطلبات صيانة المعدات منخفضة. مطلوب فقط التنظيف الدوري أو استبدال مصابيح بخار الزئبق.

ومع ذلك ، فإن تطبيق العلاج بالأشعة فوق البنفسجية محدود للغاية و مناسب فقط لمصادر المياه النظيفة ، لأن الغرويات والمواد العضوية ستؤثر على تغلغل الإشعاع البصري.

06 ثنائي كبريتيت الصوديوم

عندما يصل تركيزه إلى 50 مجم / لتر في تأثير نظام تحلية مياه البحر ، يكون فعالا في السيطرة على التلوث البيولوجي. بهذه الطريقة ، يمكن أيضا تقليل التلوث الغرواني.

ميزة إضافية لحمض الكبريت هي أنه لا يتطلب إضافة حمض للتحكم في كربونات الكالسيوم بسبب التفاعل الحمضي لحمض الكبريت لتوليد أيونات الهيدروجين.
HSO3- → H+ + SO42-

اطرح أسئلتك