ROシステムにおける還元剤の過剰投与:生物付着リスクと解決策 |スターク

逆浸透(RO)システムは、膜を損傷、特に残留塩素から保護するために、化学薬品の投与に依存しています。最も一般的に使用される添加剤の1つは、 還元剤重亜硫酸ナトリウム(SBS)など、ポリアミド膜を分解する前に塩素を中和します。

ただし、多くのRO操作では、還元剤は 手動による推定、不十分なキャリブレーション、またはオペレーターの注意による過剰摂取.意図は膜を保護することですが、この慣行は、意図せずに理想的な条件を作り出す可能性があります 生物付着 膜要素内の微生物の増殖。

この記事では、還元剤の過剰使用が嫌気性状態にどのように寄与し、特に微生物汚染を促進するかを探ります。 硫酸塩還元細菌(SRB)そして、最終的にはROパフォーマンスに影響を与えます。また、投与を最適化し、長期的なシステム劣化を防ぐための戦略についても説明します。

ROシステムで還元剤が使用される理由

塩素は、消毒のために地方自治体および工業用水源で一般的に使用されています。しかし ポリアミドベースのROメンブレンは、塩素による損傷に非常に敏感です.低濃度(わずか0.1ppm)でも、不可逆的な膜劣化を引き起こし、塩分除去性能とシステムの寿命を低下させる可能性があります。

このリスクに対処するために、 亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO₃)などの還元剤、メタ重亜硫酸ナトリウム、またはチオ硫酸ナトリウムは、膜の前に給水に投与されます。これらの化学物質 酸化還元反応による残留遊離塩素の中和、膜表面の保護を確保します。

投与量は通常、測定された遊離塩素濃度に基づいて計算され、塩素1.0 mg / Lあたり1.5〜2.0 mg / Lの重亜硫酸ナトリウムの推奨化学量論比で計算されます。ただし、多くのシステム 安全マージンとして固定または過剰投与に頼る- 適切に監視されていないと意図しない結果につながる可能性のある慣行。

隠れたリスク:過剰摂取とその実際の影響

還元剤は保護的な役割を果たしますが、 過剰な投与、特に塩素が含まれていない場合、意図しない副作用を引き起こす可能性があります.最も見過ごされているリスクの1つは、ROシステムの配管および膜要素内の嫌気性条件の発生です。

過剰な亜硫酸水素ナトリウムが塩素を含まない水に導入されると、 溶存酸素を消費します 残留酸化還元活性を通じて。この脱酸素化された環境は、特に嫌気性微生物の理想的な繁殖地になります 硫酸塩還元細菌(SRB) およびその他のバイオフィルム形成種。

時間の経過とともに、これらの微生物は膜要素の内面にコロニーを形成し、スライム層を形成します。 差圧の増加(ΔP) 膜血管を横切って。重症の場合、この生物付着は、浸透水の味や臭いの問題、流量の減少、さらには不可逆的な膜損傷につながります。

皮肉なことに、膜を保護することを目的とした化学物質そのものが、その衰退を加速させている可能性があります。不適切に投与され、チェックされないままにされた場合.

嫌気性条件とSRBの増殖

過剰な還元剤が給水中の溶存酸素を枯渇させると、システム環境はますます嫌気性になります。このシフトは、水が停滞したり流れが断続的であったりするROシステムのセクションで特に問題になります 前処理タンク、メンブレンハウジング、配管のデッドゾーン.

これらの低酸素エリアでは、 硫酸塩還元細菌(SRB) 増殖するための理想的な条件を見つけます。これらの微生物は、電子受容体として硫酸塩(SO₄²⁻)を利用し、代謝副産物として硫化水素(H₂S)を生成します。結果は、化学的および運用上のものです。

• 暗いスライム層の形成 膜表面とフィードスペーサー
• 硫化水素ガス発生、腐った卵の臭いや腐食のリスクにつながります
• 膜の汚れの加速 浸透液質の低下

SRB関連の汚染は、原因となる前に数週間または数か月気付かれずに持続する可能性があるため、特に潜行性です 突然のシステムパフォーマンスの崩壊.差圧または流損失が検出されたときには、すでに重大な膜損傷が発生している可能性があります。

生物付着の症状と検出

生物付着の最も初期の兆候の1つは、以下によって引き起こされます。 還元剤の過剰摂取 は 差圧(ΔP)の異常上昇 膜要素全体。バイオフィルムが膜表面や供給スペーサーに蓄積すると、水流抵抗が増加し、高圧ポンプの作業が激しくなります。

生物付着の一般的な指標

• ΔPの緩やかな増加 ステージ間または圧力容器間
• 透過流の減少 安定した供給圧力と導電率にもかかわらず
• 異臭 (例:H₂Sの硫黄や腐った卵の臭い)
• 色の変更 または分解された要素で観察されたスライム

検出されないと、生物付着が広がり、 取り返しのつかない損傷につながる 膜表面に。ORP(酸化還元電位)のモニタリング、ΔPのトレンドの追跡、 定期的な膜剖検 問題がエスカレートする前に発見するのに役立ちます。

減量剤の投与量を最適化する方法

過剰摂取のリスクを防ぐには、手動の見積もりから 精密に制御された投与戦略.目標は、塩素を中和するのに十分な還元剤を導入することです。

最適な投与のためのベストプラクティス

• ORPセンサーを使用する: インライン酸化還元電位(ORP)モニタリングは、酸化還元レベルに関するリアルタイムのフィードバックを提供し、塩素が存在しない場合の過剰な投与を回避するのに役立ちます。
• ドージングポンプを定期的に校正します。 チューブポンプまたはダイヤフラムポンプが、給水の流量と塩素濃度に基づいて正確で安定した流量を供給することを確認します。
• 自動投与コントローラーをインストールします。 PLCベースの薬液注入システムは、実際の給水パラメータに基づいてSBSの投与量を調整し、無駄とリスクを最小限に抑えます。
• 注入後の残留塩素のテスト: 低いが測定可能な微量は、余剰のない完全な中和を示しています。

適切な投与は、膜を化学的攻撃から保護するだけでなく、 ROトレイン全体の微生物学的安定性を維持します.これにより、メンブレンの寿命が延び、クリーニングが少なくなり、システムパフォーマンスがより予測可能になります。

結論:精密投与はROシステムを保護します

ROシステムの塩素除去には還元剤が不可欠ですが、 過剰摂取は、意図せずに微生物汚染を引き起こす可能性があります そして運用の衰退。過剰な亜硫酸水素ナトリウムによって促進される嫌気性条件は、生物付着、圧力損失、および不可逆的な膜損傷を促進します。

最適なシステムパフォーマンスを確保するために、 化学薬品の投与は、直感的ではなく、科学的にアプローチする必要があります.ORPモニタリング、校正済みポンプ、インテリジェント制御システムを実装することで、プラントのオペレーターは隠れた汚れのリスクを回避し、膜の耐用年数を延ばすことができます。

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