Chất giảm quá liều trong hệ thống RO: Rủi ro và giải pháp bám bẩn sinh học | STARK

Hệ thống thẩm thấu ngược (RO) dựa vào định lượng hóa chất để bảo vệ màng khỏi bị hư hại, đặc biệt là clo dư. Một trong những chất phụ gia được sử dụng phổ biến nhất là chất khử, chẳng hạn như natri bisulfit (SBS), trung hòa clo trước khi nó có thể phân hủy màng polyamide.

Tuy nhiên, trong nhiều hoạt động RO, các tác nhân giảm thiểu Quá liều do ước tính thủ công, hiệu chuẩn kém hoặc thận trọng của người vận hành. Mặc dù mục đích là bảo vệ màng, nhưng thực hành này có thể vô tình tạo ra các điều kiện lý tưởng cho bám bẩn sinh học và sự phát triển của vi sinh vật bên trong các phần tử màng.

Bài viết này khám phá cách sử dụng quá nhiều các chất khử góp phần gây ra các điều kiện kỵ khí, thúc đẩy ô nhiễm vi sinh vật — đặc biệt là bởi Vi khuẩn khử sulfat (SRB)—và cuối cùng ảnh hưởng đến hiệu suất RO. Chúng tôi cũng sẽ thảo luận về các chiến lược để tối ưu hóa liều lượng và ngăn ngừa sự xuống cấp của hệ thống lâu dài.

Tại sao các chất khử được sử dụng trong hệ thống RO

Clo thường được sử dụng trong các nguồn nước đô thị và công nghiệp để khử trùng. Tuy nhiên Màng RO gốc polyamide rất nhạy cảm với tác hại của clo. Ngay cả nồng độ thấp (ít nhất là 0,1 ppm) cũng có thể gây ra sự xuống cấp màng không thể đảo ngược, làm giảm hiệu suất loại bỏ muối và tuổi thọ của hệ thống.

Để giải quyết rủi ro này, các chất khử như natri bisulfit (NaHSO₃), natri metabisulfit hoặc natri thiosulfat được đưa vào nước cấp trước màng. Những hóa chất này trung hòa clo tự do còn sót lại thông qua phản ứng oxy hóa khử, đảm bảo bảo vệ bề mặt màng.

Liều lượng thường được tính toán dựa trên nồng độ clo tự do đo được, với tỷ lệ cân bằng khuyến nghị là 1,5–2,0 mg / L natri bisulfit trên 1,0 mg / L clo. Tuy nhiên, nhiều hệ thống Dựa vào liều lượng cố định hoặc quá mức như một biên độ an toàn—một thực hành có thể dẫn đến hậu quả không mong muốn khi không được giám sát đúng cách.

Rủi ro tiềm ẩn: Quá liều và tác động thực sự của nó

Trong khi các chất khử đóng vai trò bảo vệ, Liều lượng quá mức - đặc biệt là không có clo - có thể tạo ra các tác dụng phụ ngoài ý muốn. Một trong những rủi ro bị bỏ qua nhiều nhất là sự phát triển của các điều kiện kỵ khí bên trong các phần tử đường ống và màng của hệ thống RO.

Khi natri bisulfit dư thừa được đưa vào nước không còn chứa clo, nó sẽ tiêu thụ oxy hòa tan thông qua hoạt động oxy hóa khử còn lại. Môi trường khử oxy này trở thành nơi sinh sản lý tưởng cho các vi sinh vật kỵ khí, đặc biệt là Vi khuẩn khử sulfat (SRB) và các loài tạo màng sinh học khác.

Theo thời gian, những vi khuẩn này xâm chiếm bề mặt bên trong của các phần tử màng, tạo thành các lớp chất nhờn và tăng chênh lệch áp suất (ΔP) qua các mạch màng. Trong trường hợp nghiêm trọng, sự bám bẩn sinh học này dẫn đến các vấn đề về mùi vị và mùi trong nước thấm, giảm tốc độ dòng chảy và thậm chí làm hỏng màng không thể phục hồi.

Trớ trêu thay, chính hóa chất nhằm bảo vệ màng có thể đang đẩy nhanh sự suy giảm của nó—nếu liều lượng không đúng cách và không được kiểm tra.

Điều kiện kỵ khí và sự phát triển SRB

Một khi các chất khử dư thừa làm cạn kiệt oxy hòa tan trong nước cấp, môi trường hệ thống ngày càng trở nên khéo khí. Sự thay đổi này đặc biệt có vấn đề ở các phần của hệ thống RO nơi nước ứ đọng hoặc dòng chảy không liên tục, chẳng hạn như bể tiền xử lý, vỏ màng hoặc vùng chết trong đường ống.

Ở những khu vực oxy thấp này, Vi khuẩn khử sulfat (SRB) tìm điều kiện lý tưởng để sinh sôi nảy nở. Những vi khuẩn này sử dụng sunfat (SO₄²⁻) làm chất chấp nhận electron, tạo ra hydrogen sulfide (H₂S) như một sản phẩm phụ trao đổi chất. Kết quả là cả hóa học và hoạt động:

• Hình thành các lớp chất nhờn sẫm màu trên bề mặt màng và miếng đệm cấp liệu
• Tạo khí hydro sunfua, dẫn đến mùi trứng thối và nguy cơ ăn mòn
• Tăng tốc độ bám bẩn màng và giảm chất lượng thẩm thấu

Ô nhiễm liên quan đến SRB đặc biệt quỷ quyệt vì nó có thể tồn tại mà không được chú ý trong nhiều tuần hoặc vài tháng trước khi gây ra Hiệu suất hệ thống sụp đổ đột ngột. Vào thời điểm phát hiện chênh lệch áp suất hoặc tổn thất dòng chảy, có thể đã xảy ra hư hỏng màng đáng kể.

Các triệu chứng và phát hiện bám bẩn sinh học

Một trong những dấu hiệu sớm nhất của sự bám bẩn sinh học do Quá liều các chất khử là một sự gia tăng bất thường của chênh lệch áp suất (ΔP) trên các phần tử màng. Khi màng sinh học tích tụ trên bề mặt màng và miếng đệm cấp liệu, lực cản dòng nước tăng lên - buộc máy bơm cao áp phải làm việc nhiều hơn.

Các chỉ số phổ biến về bám bẩn sinh học

• Tăng dần ΔP qua các giai đoạn hoặc bình chịu áp lực
• Giảm lưu lượng thấm mặc dù áp suất cấp liệu và độ dẫn điện ổn định
• Mùi bất thường (ví dụ: lưu huỳnh hoặc mùi trứng thối từ H₂S)
• Thay đổi màu sắc hoặc chất nhờn được quan sát thấy trong các phần tử tháo rời

Nếu không được phát hiện, bám bẩn sinh học có thể lây lan và dẫn đến thiệt hại không thể phục hồi đến bề mặt màng. Theo dõi ORP (tiềm năng oxy hóa-khử), theo dõi xu hướng ΔP và thực hiện khám nghiệm tử thi màng định kỳ có thể giúp phát hiện các vấn đề trước khi chúng leo thang.

Làm thế nào để tối ưu hóa liều lượng chất giảm

Ngăn ngừa rủi ro quá liều đòi hỏi phải thay đổi từ ước tính thủ công sang Chiến lược định lượng được kiểm soát chính xác. Mục tiêu là giới thiệu chất khử vừa đủ để trung hòa clo — không hơn, không kém.

Các phương pháp hay nhất để tối ưu hóa liều lượng

• Sử dụng cảm biến ORP: Giám sát tiềm năng khử oxy hóa (ORP) nội tuyến cung cấp phản hồi theo thời gian thực về mức oxy hóa khử, giúp tránh liều lượng quá mức khi không có clo.
• Hiệu chuẩn bơm định lượng thường xuyên: Đảm bảo máy bơm nhu động hoặc màng cung cấp lưu lượng chính xác, ổn định dựa trên tốc độ dòng nước cấp và nồng độ clo.
• Lắp đặt bộ điều khiển định lượng tự động: Hệ thống phun hóa chất dựa trên PLC điều chỉnh liều lượng SBS dựa trên các thông số nước cấp thực tế, giảm thiểu chất thải và rủi ro.
• Kiểm tra clo dư sau tiêm: Một dấu vết thấp nhưng có thể đo lường được cho thấy sự trung hòa hoàn toàn mà không có thặng dư.

Liều lượng thích hợp không chỉ bảo vệ màng khỏi sự tấn công của hóa chất mà còn giữ được sự ổn định vi sinh của toàn bộ đoàn tàu RO. Điều này dẫn đến tuổi thọ màng dài hơn, ít lần làm sạch hơn và hiệu suất hệ thống có thể dự đoán được hơn.

Kết luận: Định lượng chính xác bảo vệ hệ thống RO của bạn

Mặc dù các chất khử rất cần thiết để loại bỏ clo trong hệ thống RO, Quá liều có thể vô tình gây ô nhiễm vi sinh vật và suy giảm hoạt động. Điều kiện kỵ khí được thúc đẩy bởi natri bisulfit dư thừa thúc đẩy sự bám bẩn sinh học, mất áp suất và tổn thương màng không thể phục hồi.

Để đảm bảo hiệu suất hệ thống tối ưu, Định lượng hóa chất phải được tiếp cận một cách khoa học - không trực quan. Bằng cách triển khai giám sát ORP, máy bơm hiệu chuẩn và hệ thống điều khiển thông minh, người vận hành nhà máy có thể tránh được rủi ro bám bẩn tiềm ẩn và kéo dài tuổi thọ màng.

Tại Nước STARK, chúng tôi chuyên về Giải pháp xử lý nước tùy chỉnh cho sự ổn định của hệ thống RO, tối ưu hóa liều lượng và bảo vệ hiệu suất lâu dài.

Cần trợ giúp chẩn đoán vấn đề bám bẩn hoặc nâng cấp chiến lược tiền xử lý của bạn? Liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi ngay hôm nay để được hỗ trợ chuyên gia.