Микроорганизмите са повсеместно разпространени в естествените водоизточници, включително морската вода, която е основната суровина за обезсоляване с обратна осмоза (RO). Контролът на тези микроорганизми е от решаващо значение за ефективната и надеждна работа на системите за обезсоляване на RO. Като водещ доставчик на RO обезсоляващи агрегати, ние разбираме предизвикателствата, породени от микроорганизмите, и сме разработили ефективни стратегии за тяхното управление. В тази публикация в блога ще обсъдим как да контролираме микроорганизмите в единица за обезсоляване на RO.
Разбиране на въздействието на микроорганизмите върху обезсолителните единици на RO
Микроорганизми като бактерии, гъбички и водорасли могат да причинят няколко проблема в обезсолителните единици за RO. Тези проблеми включват биозамърсяване, разграждане на мембраната и намалено качество на пермеата. Биообрастването възниква, когато микроорганизмите се прикрепят към повърхността на RO мембраната и образуват биофилм, който увеличава устойчивостта на водния поток и намалява ефективността на мембраната. С течение на времето биозамърсяването може да доведе до значителен спад на налягането през мембраната, увеличена консумация на енергия и намален поток на пермеат.
В допълнение към биообрастването, микроорганизмите могат също да причинят разграждане на мембраната. Някои бактерии произвеждат извънклетъчни ензими, които могат да разрушат полимерната матрица на RO мембраната, което води до увреждане на мембраната и намалена производителност. Гъбите и водораслите също могат да отделят метаболити, които са токсични за мембраната, като допълнително ускоряват нейното разграждане.
Освен това наличието на микроорганизми в захранващата вода може да повлияе на качеството на пермеата. Бактериите и другите микроорганизми могат да произведат ендотоксини и други вредни вещества, които могат да преминат през RO мембраната и да замърсят водата от продукта. Това може да бъде сериозно безпокойство, особено за приложения, където се изисква висококачествена вода, като например във фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост.
Стратегии за предварителна обработка за контрол на микроорганизмите
1. Филтриране
Филтрирането е една от най-фундаменталните стъпки за предварителна обработка за отстраняване на микроорганизми от захранващата вода. Могат да се използват различни видове филтри в зависимост от размера и природата на микроорганизмите.
- Прожекция: Грубото пресяване обикновено е първата стъпка в процеса на предварителна обработка. Използва се за отстраняване на големи отпадъци като листа, клонки и големи водни организми от морската вода. Обикновено се използват сита с размери на отворите от 0,5 до 5 mm.
- Филтриране на медиите: Медийни филтри, като пясъчни филтри или мултимедийни филтри (състоящи се от пясък, антрацит и чакъл), се използват за отстраняване на суспендирани твърди вещества и някои микроорганизми от захранващата вода. Тези филтри могат да отстраняват частици в диапазона от няколко микрометра до няколкостотин микрометра.
- Микрофилтрация (MF) и ултрафилтрация (UF): MF и UF са мембранни филтриращи процеси, които могат ефективно да отстранят бактерии, гъбички и някои по-големи вируси от захранващата вода. MF мембраните обикновено имат размери на порите в диапазона от 0,1 - 10 μm, докато UF мембраните имат размери на порите в диапазона от 0,001 - 0,1 μm. Тези мембрани могат да осигурят високо ниво на отстраняване на микроби и да осигурят по-постоянно качество на захранващата вода за RO системата. Например UF мембраните могат да премахнат до 99,9% от бактериите и вирусите от захранващата вода, като значително намаляват риска от биозамърсяване в RO модула.
2. Химическа дезинфекция
Химическата дезинфекция е друг важен метод за предварителна обработка за контролиране на микроорганизми в RO обезсоляващи единици.
- Хлориране: Хлорът е един от най-широко използваните дезинфектанти при пречистване на водата. Той може ефективно да убива бактерии, вируси и водорасли, като окислява техните клетъчни стени и други клетъчни компоненти. Хлорът може да се добави към захранващата вода под формата на течен хлор (Cl₂), натриев хипохлорит (NaOCl) или калциев хипохлорит (Ca(OCl)₂). Въпреки това, хлорът също е силен окислител, който може да повреди RO мембраната. Следователно, ако хлорът се използва за предварителна обработка, той трябва да бъде напълно отстранен, преди водата да влезе в RO системата. Това може да се постигне чрез добавяне на редуциращ агент като натриев бисулфит (NaHSO3).
- Озониране: Озонът (O₃) е мощен окислител, който може бързо да дезинфекцира водата и да унищожи микроорганизмите. Озонът е по-ефективен от хлора при убиването на някои видове бактерии и вируси и може също така да окислява органичните вещества във водата. Въпреки това, подобно на хлора, озонът също може да увреди RO мембраната. Следователно е необходимо да се вземат подходящи мерки, за да се гарантира, че озонът е напълно разложен преди водата да влезе в RO системата.
- UV дезинфекция: Ултравиолетовата (UV) светлина може да наруши ДНК на микроорганизмите, като им попречи да се възпроизвеждат и ефективно ги инактивира. UV дезинфекцията е метод без химикали, който не въвежда никакви допълнителни химикали във водата. Това е популярен избор за предварителна RO обработка, особено в приложения, където химическите остатъци във водата на продукта са проблем. Въпреки това, ефективността на UV дезинфекцията зависи от фактори като UV дозата, качеството на водата и вида на присъстващите микроорганизми.
Вътрешен контрол на микроорганизмите
1. Антискалант и биоцидна добавка
Антискалантите са химикали, които се добавят към захранващата вода, за да предотвратят утаяването на котлен камък, образувайки соли върху повърхността на RO мембраната. Някои антискаланти също имат антимикробни свойства, които могат да помогнат за контролиране на растежа на микроорганизми в RO системата.
Биоцидите са специално предназначени да убиват или инхибират растежа на микроорганизми. Неокисляващите биоциди обикновено се използват в RO системи, защото не увреждат RO мембраната. Тези биоциди могат да се добавят периодично или непрекъснато към захранващата вода, за да се поддържа ниско ниво на микробна активност в системата.
2. Почистване на мембраната
Редовното почистване на мембраната е от съществено значение за отстраняване на биофилм и други замърсители от повърхността на RO мембраната. Има два основни типа почистване на мембраната: физическо почистване и химическо почистване.
- Физическо почистване: Методите за физическо почистване включват обратно промиване, промиване напред и измиване с въздух. Обратното промиване включва обръщане на потока на водата през мембраната, за да се отстранят натрупаните частици и биофилм. Предното промиване е процесът на промиване на захранващата вода през мембранния модул с висока скорост, за да се отстранят свободните остатъци. Въздушното измиване използва сгъстен въздух, за да създаде турбуленция в захранващата вода, което помага за разхлабване и отстраняване на замърсителите от повърхността на мембраната.
- Химическо почистване: Химическото почистване се използва, когато методите на физическо почистване не са достатъчни за възстановяване на ефективността на мембраната. Използват се различни видове почистващи химикали в зависимост от естеството на замърсяването. За биообрастяне могат да се използват алкални почистващи препарати и ензими за разграждане на биофилма. Киселинните почистващи препарати могат да се използват за отстраняване на неорганичен котлен камък и някои метални отлагания.
Мониторинг и поддръжка
1. Микробиален мониторинг
Редовното наблюдение на микробната активност във захранващата вода, RO системата и водата за продукта е от съществено значение за ефективния контрол на микроорганизмите. Това може да бъде направено чрез различни методи, като микробно преброяване с използване на методи, базирани на култура или молекулярни техники като полимеразна верижна реакция (PCR). Мониторингът на микробната популация може да помогне за откриване на ранните признаци на биообрастване и да позволи навременна намеса.
2. Поддръжка на системата
Правилната поддръжка на системата е от решаващо значение за ефективния контрол на микроорганизмите в единиците за обезсоляване на RO. Това включва редовна проверка и подмяна на филтри, наблюдение и регулиране на дозирането на химикали и осигуряване на правилното функциониране на всички компоненти на системата. Всички течове или неизправности в системата трябва да бъдат незабавно отстранени, за да се предотврати навлизането на микроорганизми.
Заключение
Контролът на микроорганизмите в единица за обезсоляване на RO е сложна, но важна задача. Чрез прилагане на ефективни стратегии за предварителна обработка, мерки за контрол в системата и цялостна програма за мониторинг и поддръжка е възможно да се сведе до минимум въздействието на микроорганизмите върху работата на RO системата и да се осигури производството на висококачествена вода.
Като доверен доставчик наПречиствателна станция за морска вода с обратна осмозаиСистема за обезсоляване на морска вода с обратна осмоза, ние се ангажираме да предоставим на нашите клиенти най-модерните и надеждни технологии за контрол на микроорганизмите при RO обезсоляване. Нашите продукти и решения са проектирани да отговорят на специфичните нужди на всяко приложение и да осигурят дългосрочна и ефективна работа на RO системата.
Ако се интересувате да научите повече за нашите RO обезсоляващи агрегати и как можем да ви помогнем да контролирате микроорганизмите във вашата система, ви каним да се свържете с нас за подробно обсъждане и преговори за доставка. Очакваме с нетърпение да работим с вас за постигане на вашите цели за пречистване на вода.
Референции
- AWWA (Американска асоциация по водоснабдяване). „Пречистване на водата: принципи и дизайн.“ 3-то издание.
- Wiesner, MR, и Apted, MJ „Обезсоляване и пречистване на вода: Въведение“.
- Greenlee, LF, et al. „Обезсоляване чрез обратна осмоза: преглед на състоянието на техниката.“ Journal of Membrane Science, 2009 г.