23 Feb 2023
Tindakan respons untuk kontaminasi mikroba dalam operasi reverse osmosis
Tindakan respons untuk kontaminasi mikroba dalam operasi reverse osmosis
01 Sterilisasi klorin
Efektivitas klorin tergantung pada konsentrasi klorin, waktu kontak dan pH air.
Ini sering digunakan untuk mensterilkan air minum, dan konsentrasi klorin sisa umum adalah 0,5ppm.
Dalam pengolahan air industri, kontaminasi mikroba pada penukar panas dan filter pasir dapat dicegah dengan mempertahankan konsentrasi sisa klorin dalam air di atas 0,5-1,0ppm. Jumlah dosis klorin tergantung pada kandungan bahan organik dalam influent, karena bahan organik akan mengkonsumsi klorin.
Pengolahan air permukaan biasanya memerlukan desinfeksi klorin di bagian pretreatment reverse osmosis untuk mencegah kontaminasi mikroba. Metodenya adalah dengan menambahkan klorin pada asupan air dan mempertahankan waktu reaksi20-30 menit untuk menjaga sisa klorin 0,5-1,0ppm di seluruh konsentrasi pipa pretreatment.
Namun, harus didechlorinated secara menyeluruh sebelum memasuki elemen membran untuk mencegah membran teroksidasi dan rusak oleh klorin.
(1) Reaksi klorinasi
Disinfektan yang mengandung klorin yang umum digunakan adalahgas klorin, natrium hipoklorit atau kalsium hipoklorit. Di dalam air, mereka dengan cepat menghidrolisis menjadi asam hipoklorit.Cl2+ H2O → HClO + HCl (1)
NaClO + H2O → HClO + NaOH (2)
Ca (ClO)2+ 2 jam2O → 2HClO + Ca(OH)2(3)
Asam hipoklorit dalam air menguraikan ion hidrogen dan ion hipoklorit:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Jumlah Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO dan ClO– disebut klorin bebas (FAC) atau sisa klorin (FRC), dan dinyatakan dalam mg/LCl2.
Klorin bereaksi dengan amonia dalam air untuk membentuk kloramin, yang disebut klorin gabungan (CAC) atau klorin sisa gabungan (CRC), dan jumlah sisa klorin danKlorin gabungan disebut klorin sisa total(TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Efisiensi bakterisida sisa klorin berbanding lurus dengan konsentrasi HClO yang tidak terurai. Efek bakterisida asam hipoklorit 100 kali lebih tinggi daripada hipoklorit, dan proporsi asam hipoklorit yang tidak terdisosiasi meningkat dengan penurunan nilai pH.
Pada pH = 7,5 (25 ° C, TDS = 40mg / L), hanya 50% sisa klorin yang ada sebagai HClO, tetapi pada pH = 6,5, 90% adalah HClO.
Proporsi HClO juga meningkat dengan penurunan suhu. Pada 5°C, fraksi molekul HClO adalah 62% (pH=7.5, TDS=40mg/L). Dalam air dengan salinitas tinggi, proporsi HClO sangat kecil (ketika pH = 7,5, 25 ° C, 40000mg / L TDS, rasionya sekitar 30%).
(2) Jumlah dosis klorin
Sebagian dari klorin yang ditambahkan bereaksi dengan nitrogen amonia di dalam air untuk membentuk gabungan klorinSesuai dengan langkah-langkah reaksi berikut:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monokloramin) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dikloramin) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichloramine) + H2O (8)
Reaksi di atas terutama tergantung pada pH dan rasio massa klorin/nitrogen. Kloramin juga memiliki efek bakterisida, tetapi lebih rendah daripada klorin.
Bagian lain dari gas klorin diubah menjadi klorin tidak aktif. Jumlah klorin yang dibutuhkan untuk bagian ini tergantung pada zat pereduksi seperti nitrit, klorida, sulfida, besi besi dan mangan. Reaksi oksidasi bahan organik dalam air juga mengkonsumsi klorin.
(3) Klorinasi air laut
Berbeda dengan situasi di perairan payau, air laut biasanya mengandung sekitar 65 mg/L bromin. Ketika air laut diolah secara kimiawi dengan klorin, bromin akan dengan cepat bereaksi dengan asam hipoklorit untuk menghasilkan asam hipobrom
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Dengan cara ini, ketika air laut diolah dengan klorin,efek bakterisida terutama HBrO, bukan HClO, dan asam hypobromous akan terurai menjadi ion hipobromit.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Tingkat dekomposisi HBrO lebih rendah daripada HClO. Pada pH = 8, hanya 28% HClO yang tidak akan terurai, tetapi 83% HBrO tidak akan terurai.
Untuk air laut dalam kondisi pH tinggi, efek bakterisida masih lebih baik daripada di air payau. Ion asam hipobrom dan hipobromit akan mengganggu penentuan sisa klorin, yang termasuk dalam nilai terukur sisa klorin.
02 Perawatan sterilisasi dampak
Perlakuan kejut melibatkan penambahan biosida ke reverse osmosis atau air umpan nanofiltrasi untuk jangka waktu terbatas dan selama pengoperasian normal sistem pengolahan air.
Natrium bisulfit sering digunakan untuk tujuan pengobatan ini. Umumnya, 500-1000ppm NaHSO3 ditambahkan selama sekitar 30 menit.
Perawatan syok dapat dilakukan secara berkala secara berkala, misalnya, setiap 24 jam sekali, atau ketika dicurigai pertumbuhan biologis. Air produk yang dihasilkan selama perawatan kejut ini akan mengandung 1-4% dari konsentrasi natrium bisulfit yang ditambahkan.
Tergantung pada penggunaan air produk, dapat diputuskan apakah air produk selama sterilisasi kejut harus didaur ulang atau dibuang. Natrium bisulfit lebih efektif melawan bakteri aerobik daripada mikroorganisme anaerobik. JadiPenggunaan sterilisasi kejut harus dievaluasi dengan cermat terlebih dahulu.
03 Desinfeksi berkala
Selain terus menambahkan fungisida ke air baku, sistem ini juga dapat disanitasi secara teratur untuk mengendalikan kontaminasi biologis.
Metode perawatan ini digunakan pada sistem dengan bahaya biofouling sedang, tetapi pada sistem dengan bahaya biofouling tinggi, desinfeksi hanyalah tambahan untuk perawatan biosida berkelanjutan.
Desinfeksi preventif lebih efektif daripada desinfeksi korektif karena bakteri yang terisolasi lebih mudah dibunuh dan dihilangkan daripada biofilm yang tebal dan tua.
Interval desinfeksi umum adalah sebulan sekali, tetapi sistem dengan persyaratan kebersihan yang ketat (seperti air proses farmasi) dan air baku yang sangat tercemar (seperti air limbah) mungkin sekali sehari. Tentu saja, kehidupan membran dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi bahan kimia yang digunakan. Setelah Desinfeksi yang intens dapat mempersingkat umur membran.
04 Sterilisasi ozon
Ini lebih mengoksidasi daripada klorin, tetapi terurai dengan cepat, sehingga perlu dipertahankan pada tingkat tertentu untuk membunuh mikroorganisme. Pada saat yang sama, ketahanan ozon dari peralatan yang digunakan juga harus dipertimbangkan, dan baja tahan karat biasanya harus digunakan.
Untuk melindungi elemen membran, ozon harus dihilangkan dengan hati-hati, dan iradiasi UV dapat berhasil mencapai tujuan ini.
05 Iradiasi UV
254nmSinar UV terbukti bersifat bakterisida. Ini telah digunakan pada tanaman air kecil. Itu tidak memerlukan bahan kimia untuk ditambahkan ke dalam air. Persyaratan perawatan peralatan rendah. Hanya pembersihan atau penggantian uap merkuri secara berkala yang diperlukan.
Namun, penerapan perlakuan iradiasi UV sangat terbatas danHanya cocok untuk sumber air yang lebih bersih, karena koloid dan bahan organik akan mempengaruhi penetrasi radiasi optik.
06 Natrium bisulfit
Ketika konsentrasinya mencapai 50mg/L dalam pengaruh sistem desalinasi air laut, efektif dalam mengendalikan polusi biologis. Dengan cara ini, kontaminasi koloid juga dapat dikurangi.
Keuntungan tambahan dari asam sulfat adalah tidak memerlukan penambahan asam untuk mengontrol kalsium karbonat karena reaksi asam sulfat untuk menghasilkan ion hidrogen.
HSO3- → H+ + SO42-
01 Sterilisasi klorin
Efektivitas klorin tergantung pada konsentrasi klorin, waktu kontak dan pH air.
Ini sering digunakan untuk mensterilkan air minum, dan konsentrasi klorin sisa umum adalah 0,5ppm.
Dalam pengolahan air industri, kontaminasi mikroba pada penukar panas dan filter pasir dapat dicegah dengan mempertahankan konsentrasi sisa klorin dalam air di atas 0,5-1,0ppm. Jumlah dosis klorin tergantung pada kandungan bahan organik dalam influent, karena bahan organik akan mengkonsumsi klorin.
Pengolahan air permukaan biasanya memerlukan desinfeksi klorin di bagian pretreatment reverse osmosis untuk mencegah kontaminasi mikroba. Metodenya adalah dengan menambahkan klorin pada asupan air dan mempertahankan waktu reaksi20-30 menit untuk menjaga sisa klorin 0,5-1,0ppm di seluruh konsentrasi pipa pretreatment.
Namun, harus didechlorinated secara menyeluruh sebelum memasuki elemen membran untuk mencegah membran teroksidasi dan rusak oleh klorin.
(1) Reaksi klorinasi
Disinfektan yang mengandung klorin yang umum digunakan adalahgas klorin, natrium hipoklorit atau kalsium hipoklorit. Di dalam air, mereka dengan cepat menghidrolisis menjadi asam hipoklorit.
Asam hipoklorit dalam air menguraikan ion hidrogen dan ion hipoklorit:
HClO←→ H++ ClO-(4)
Jumlah Cl2, NaClO, Ca(ClO)2, HClO dan ClO– disebut klorin bebas (FAC) atau sisa klorin (FRC), dan dinyatakan dalam mg/LCl2.
Klorin bereaksi dengan amonia dalam air untuk membentuk kloramin, yang disebut klorin gabungan (CAC) atau klorin sisa gabungan (CRC), dan jumlah sisa klorin danKlorin gabungan disebut klorin sisa total(TRC)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
Efisiensi bakterisida sisa klorin berbanding lurus dengan konsentrasi HClO yang tidak terurai. Efek bakterisida asam hipoklorit 100 kali lebih tinggi daripada hipoklorit, dan proporsi asam hipoklorit yang tidak terdisosiasi meningkat dengan penurunan nilai pH.
Pada pH = 7,5 (25 ° C, TDS = 40mg / L), hanya 50% sisa klorin yang ada sebagai HClO, tetapi pada pH = 6,5, 90% adalah HClO.
Proporsi HClO juga meningkat dengan penurunan suhu. Pada 5°C, fraksi molekul HClO adalah 62% (pH=7.5, TDS=40mg/L). Dalam air dengan salinitas tinggi, proporsi HClO sangat kecil (ketika pH = 7,5, 25 ° C, 40000mg / L TDS, rasionya sekitar 30%).
(2) Jumlah dosis klorin
Sebagian dari klorin yang ditambahkan bereaksi dengan nitrogen amonia di dalam air untuk membentuk gabungan klorinSesuai dengan langkah-langkah reaksi berikut:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (monokloramin) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (dikloramin) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (Trichloramine) + H2O (8)
Reaksi di atas terutama tergantung pada pH dan rasio massa klorin/nitrogen. Kloramin juga memiliki efek bakterisida, tetapi lebih rendah daripada klorin.
Bagian lain dari gas klorin diubah menjadi klorin tidak aktif. Jumlah klorin yang dibutuhkan untuk bagian ini tergantung pada zat pereduksi seperti nitrit, klorida, sulfida, besi besi dan mangan. Reaksi oksidasi bahan organik dalam air juga mengkonsumsi klorin.
(3) Klorinasi air laut
Berbeda dengan situasi di perairan payau, air laut biasanya mengandung sekitar 65 mg/L bromin. Ketika air laut diolah secara kimiawi dengan klorin, bromin akan dengan cepat bereaksi dengan asam hipoklorit untuk menghasilkan asam hipobrom
Br- + HClO → HBrO + Cl- (9)
Dengan cara ini, ketika air laut diolah dengan klorin,efek bakterisida terutama HBrO, bukan HClO, dan asam hypobromous akan terurai menjadi ion hipobromit.
HBrO ←→ BrO- + H+ (10)
Tingkat dekomposisi HBrO lebih rendah daripada HClO. Pada pH = 8, hanya 28% HClO yang tidak akan terurai, tetapi 83% HBrO tidak akan terurai.
Untuk air laut dalam kondisi pH tinggi, efek bakterisida masih lebih baik daripada di air payau. Ion asam hipobrom dan hipobromit akan mengganggu penentuan sisa klorin, yang termasuk dalam nilai terukur sisa klorin.
02 Perawatan sterilisasi dampak
Perlakuan kejut melibatkan penambahan biosida ke reverse osmosis atau air umpan nanofiltrasi untuk jangka waktu terbatas dan selama pengoperasian normal sistem pengolahan air.
Natrium bisulfit sering digunakan untuk tujuan pengobatan ini. Umumnya, 500-1000ppm NaHSO3 ditambahkan selama sekitar 30 menit.
Perawatan syok dapat dilakukan secara berkala secara berkala, misalnya, setiap 24 jam sekali, atau ketika dicurigai pertumbuhan biologis. Air produk yang dihasilkan selama perawatan kejut ini akan mengandung 1-4% dari konsentrasi natrium bisulfit yang ditambahkan.
Tergantung pada penggunaan air produk, dapat diputuskan apakah air produk selama sterilisasi kejut harus didaur ulang atau dibuang. Natrium bisulfit lebih efektif melawan bakteri aerobik daripada mikroorganisme anaerobik. JadiPenggunaan sterilisasi kejut harus dievaluasi dengan cermat terlebih dahulu.
03 Desinfeksi berkala
Selain terus menambahkan fungisida ke air baku, sistem ini juga dapat disanitasi secara teratur untuk mengendalikan kontaminasi biologis.
Metode perawatan ini digunakan pada sistem dengan bahaya biofouling sedang, tetapi pada sistem dengan bahaya biofouling tinggi, desinfeksi hanyalah tambahan untuk perawatan biosida berkelanjutan.
Desinfeksi preventif lebih efektif daripada desinfeksi korektif karena bakteri yang terisolasi lebih mudah dibunuh dan dihilangkan daripada biofilm yang tebal dan tua.
Interval desinfeksi umum adalah sebulan sekali, tetapi sistem dengan persyaratan kebersihan yang ketat (seperti air proses farmasi) dan air baku yang sangat tercemar (seperti air limbah) mungkin sekali sehari. Tentu saja, kehidupan membran dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi bahan kimia yang digunakan. Setelah Desinfeksi yang intens dapat mempersingkat umur membran.
04 Sterilisasi ozon
Ini lebih mengoksidasi daripada klorin, tetapi terurai dengan cepat, sehingga perlu dipertahankan pada tingkat tertentu untuk membunuh mikroorganisme. Pada saat yang sama, ketahanan ozon dari peralatan yang digunakan juga harus dipertimbangkan, dan baja tahan karat biasanya harus digunakan.
Untuk melindungi elemen membran, ozon harus dihilangkan dengan hati-hati, dan iradiasi UV dapat berhasil mencapai tujuan ini.
05 Iradiasi UV
254nmSinar UV terbukti bersifat bakterisida. Ini telah digunakan pada tanaman air kecil. Itu tidak memerlukan bahan kimia untuk ditambahkan ke dalam air. Persyaratan perawatan peralatan rendah. Hanya pembersihan atau penggantian uap merkuri secara berkala yang diperlukan.
Namun, penerapan perlakuan iradiasi UV sangat terbatas danHanya cocok untuk sumber air yang lebih bersih, karena koloid dan bahan organik akan mempengaruhi penetrasi radiasi optik.
06 Natrium bisulfit
Ketika konsentrasinya mencapai 50mg/L dalam pengaruh sistem desalinasi air laut, efektif dalam mengendalikan polusi biologis. Dengan cara ini, kontaminasi koloid juga dapat dikurangi.
Keuntungan tambahan dari asam sulfat adalah tidak memerlukan penambahan asam untuk mengontrol kalsium karbonat karena reaksi asam sulfat untuk menghasilkan ion hidrogen.
HSO3- → H+ + SO42-