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廢水回用系統要如何防治反滲透膜的生物污染？

發布時間： 2020-03-11

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廢水中的微生物在進入廢水回用系統會在反滲透膜表面沉降、凝結形成一層生物膜，一般來說生物膜的厚度若超過了一定的界度就會形成生物污染。使得原水側的通路阻力增大，原水和濃水之間的壓差增加。同時，由于微生物膜阻擋，系統運行的有效壓力也會減少，從而導致系統脫鹽率的下降。

       反滲透膜的微生物污染重在反滲透前面的設備和管道防治，采用消毒滅菌的方法去微生物并防止其增殖，常用的方法有紫外線殺菌和藥品殺菌。
       一、紫外線殺菌
       紫外線是電磁波的一種，介于可見光與X射線之間，其范圍為100~400nm。紫外線波長越長，能量越低，但在水中的穿透能力越強；反之，波長越短，能量越高，但在水中的穿透能力越弱。根據紫外線各個波段對生物的影響及功能，紫外線可分為UVA、UVB、UVC及V-UV。

       ■ UVC
       波長介于200~280nm之間，其中240~280nm紫外線為細菌及病毒DNA所吸收，從而破壞細菌及病毒DNA，使其不能復制繁殖。DNA在265nm處具有最大吸收峰。
       ■ V-UV
       波長介于100~200nm之間，V-UV光子具有極高能量，能激發水分子和氧氣生成強氧化力的羥基自由基，氧化水中有機物。

       采用紫外線殺菌完全沒有藥劑殘留，也沒副產物的生成，消毒效果會依據作用對象的不同而不同。采用UV253.7在1~21mJ/cm²的照射劑量下可以進行細菌消毒（90%不活化）。
       由于水的色度、濁度等對紫外線均有不同程度的吸收，使殺菌效果降低，因此在防治反滲透膜微生物污染時，紫外線殺菌器的安裝位置一般在預處理之后。
       二、藥品殺菌
       1、氯消毒
       用氯消毒的方式效果明顯，在處理上也很容易實現，對效果的確認可以用余氯殘留量或者濃度測定。氯消毒因為易于管理而被廣泛運用。氯的殺菌效率主要取決于其濃度、水的PH值以及反應時間。在反滲透系統中，水中余氯維持在0.5～1.0mg/L以上。氯的投加量需要通過反復調試確定，因為水中其他有機物也會消耗氯。采用氯消毒，就好將pH值控制在4~6最佳。
       2、二氧化氯消毒
       二氧化氯（ClO₂）作為消毒劑使用越來越廣泛，由于其物理、化學性質上的不穩定性使其無法貯藏，因此都在現場通過反應生成ClO₂并直接使用，從發生原理上可分為電解法和化學法。
       ■ 電解法
       電解法二氧化氯發生器是根據電極反應原理，電解食鹽溶液產生ClO₂、Cl₂、O₃及H₂O₂混合氣體。電解法產生的混合氣體，是一種氧化能力很強的氣體，但這種氣體中二氧化氯的含量很低，而氯氣的含量仍較高，所以仍會導致因加氯而產生的各種問題。
       ■ 化學法
       化學法二氧化氯發生器則以氯酸鈉（NaClO₃）或亞氯酸鈉（NaClO₂）為原料經化學反應來制取二氧化氯。反應大都遵循以下方程式：

2NaClO₃+ H₂O₂ + H₂SO₄ → 2ClO₂+ O₂+ Na₂SO₄+ 2H₂O
NaClO₃ + 2HCl → ClO₂ + 1/2Cl₂ + NaCl+ H₂O
5NaClO₂ + 4HCl → 4ClO₂ + 5NaCl + 2H₂O

由于反應物的轉化有一定的限度，藥劑剩余和各種副產物的發生，在水處理或輸送過程中可發生ClO2的歧化、氧化還原或分解反應，生成ClO₂^-和ClO₃^-，后氯化過程還可能帶入Cl₂。因此，化學法生產的ClO₂水溶液中經常還含有一定數量的ClO₂^-、ClO₃^-、Cl₂與ClO₂共存。

       通常ClO₂的注入量約在0.6~2.0mg/L以下。和氯的使用相比，ClO₂的消毒效果是氯的1/10~1/2左右。
       3、臭氧消毒
       臭氧為氧氣的三原子形式，通過氧原子和氧分子的重新組合生成。臭氧具有極強的氧化性和殺菌性能，是自然界最強的氧化劑之一，幾乎對所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的滅活效果，且滅菌時間來說，迅速無比，是氯的300~600倍，紫外線的3000倍，20～200μg/L的臭氧濃度能有效抑制水中微生物的繁殖。