2023年2月23日
逆浸透膜手術における微生物汚染への対応策
逆浸透膜手術における微生物汚染への対応策
01 塩素殺菌
塩素の有効性は、塩素の濃度、接触時間、および水のpHに依存します。
飲料水の滅菌によく使用され、一般的な残留塩素濃度は0.5ppmです。
工業用水処理では、水中の残留塩素濃度を0.5〜1.0ppm以上に維持することで、熱交換器やサンドフィルターの微生物汚染を防ぐことができます。塩素の注入の量は、有機物が塩素を消費するため、流入物中の有機物の含有量に依存します。
表面水処理では、通常、微生物汚染を防ぐために、逆浸透前処理部分の塩素消毒が必要です。その方法は、取水口に塩素を添加し、反応時間を 前処理パイプライン全体の濃度で0.5〜1.0ppmの残留塩素を維持するのに20〜30分。
ただし、メンブレンが塩素によって酸化して損傷するのを防ぐために、メンブレンエレメントに入る前に完全に脱塩素する必要があります。
(1)塩素化反応
一般的に使用される塩素含有消毒剤は次のとおりです 塩素ガス、次亜塩素酸ナトリウムまたは次亜塩素酸カルシウム.水中では、それらは急速に加水分解して次亜塩素酸になります。CLの2+ H2O → HClO + HCl (1)
NaClO+H2O → HClO + NaOH (2)
Ca(ClO)2+ 2時間2O → 2HClO + Ca(OH)2(3)
水中の次亜塩素酸は、水素イオンと次亜塩素酸イオンを分解します。
HClO←→ H++ ClO-(4)
Cl2、NaClO、Ca(ClO)2、HClO、ClO-の合計は、遊離塩素(FAC)または残留残留塩素(FRC)と呼ばれ、mg / LCl2で表されます。
塩素は水中のアンモニアと反応して、複合塩素(CAC)または複合残留塩素(CRC)と呼ばれるクロラミンを形成し、残留塩素と残留塩素の合計と 複合塩素は全残留塩素と呼ばれます (TRCの)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
残留塩素の殺菌効率は、未分解のHClOの濃度に正比例します。次亜塩素酸の殺菌効果は次亜塩素酸の100倍であり、pH値の低下とともに未解離次亜塩素酸の割合が増加します。
pH=7.5(25°C、TDS=40mg/L)では、HClOとして存在する残留塩素は50%に過ぎませんが、pH=6.5では90%がHClOとなります。
HClOの割合も温度の低下とともに増加します.5°Cでは、HClOの分子分率は62%(pH=7.5、TDS=40mg/L)です。高塩分濃度の水では、HClOの割合は非常に小さいです(pH=7.5、25°C、40000mg/L TDSの場合、その比率は約30%)。
(2)塩素の投与量
添加された塩素の一部は、水中のアンモニア態窒素と反応して、複合塩素を形成します 次の反応ステップに従って:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (モノクロラミン) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (ジクロラミン) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (トリクロラミン) + H2O (8)
上記の反応は、主にpHと塩素/窒素の質量比に依存します。クロラミンにも殺菌効果がありますが、塩素よりも低いです。
塩素ガスの他の部分は不活性塩素に変換されます。この部品に必要な塩素の量は、亜硝酸塩、塩化物、硫化物、鉄鉄、マンガンなどの還元剤によって異なります。水中の有機物の酸化反応も塩素を消費します。
(3)海水の塩素処理
汽水域とは異なり、海水には通常約65 mg / Lの臭素が含まれています。海水を塩素で化学的に処理すると、臭素はすぐに次亜塩素酸と反応して次亜臭素酸を生成します
Br-+HClO→HBrO+Cl-(9)
このように、海水を塩素で処理すると、 殺菌効果は、HClOの代わりに主にHBrOです、そして次亜臭素酸は次亜臭素イオンに分解されます。
HBrO←→BrO-+ H +(10)
HBrOの分解度はHClOよりも低いです。pH=8では、HClOの28%だけが分解しませんが、HBrOの83%は分解しません。
高pH条件下での海水の場合、殺菌効果は汽水域よりも優れています。次亜臭素酸イオンと次亜臭素イオンは、残留塩素の測定値に含まれる残留塩素の測定を妨げます。
02 衝撃除菌処理
ショック処理では、水処理システムの通常の運用中に、限られた時間、逆浸透膜またはナノろ過給水に殺生物剤を添加します。
亜硫酸水素ナトリウムは、この治療目的でよく使用されます。一般的には、500-1000ppmのNaHSO3を約30分間添加します。
ショック治療は、定期的に、例えば24時間に1回、または生物学的成長が疑われる場合に、定期的に実施することができる。この衝撃処理中に生成される生成水には、添加された亜硫酸水素ナトリウム濃度の1〜4%が含まれます。
製品水の使用量によって、衝撃除菌時の製品水をリサイクルするか、排出するかを判断できます。亜硫酸水素ナトリウムは、嫌気性微生物よりも好気性細菌に対してより効果的です。そこで ショック滅菌の使用は、事前に慎重に評価する必要があります。
03 定期消毒
原水に殺菌剤を継続的に添加するだけでなく、生物学的汚染を制御するために定期的に消毒することもできます。
この処理方法は、生物付着の危険性が中程度のシステムで使用されますが、生物付着の危険性が高いシステムでは、消毒は継続的な殺生物剤処理の補助にすぎません。
単離された細菌は、厚くて老化したバイオフィルムよりも殺傷と除去が容易であるため、予防的消毒は修正消毒よりも効果的です。
一般的な消毒間隔は月に1回ですが、衛生要件が厳しいシステム(医薬品プロセス水など)や汚染度の高い原水(廃水など)は1日1回になる場合があります。もちろん、メンブレンは使用する薬品の種類や濃度によっても寿命は変わります。激しい消毒の後、膜の寿命が短くなる可能性があります。
04 オゾン除菌
塩素よりも酸化性が高いですが、すぐに分解するため、微生物を殺すためにはある程度に維持する必要があります。同時に、使用する機器の耐オゾン性も考慮する必要があり、通常はステンレス鋼を使用する必要があります。
膜要素を保護するためには、オゾンを慎重に除去する必要があり、UV照射はこの目標を成功裏に達成することができます。
05 UV照射
254nmの 紫外線は殺菌性があることが証明されています。小さな水生植物で使用されています。水に化学薬品を加える必要はありません。機器のメンテナンス要件は低いです。水銀灯の定期的な清掃または交換のみが必要です。
しかし、UV照射治療の適用は非常に限られており、 コロイドや有機物は光放射の透過に影響を与えるため、よりきれいな水源にのみ適しています。
06 亜硫酸水素ナトリウム
その濃度が海水淡水化システムの流入物で50mg / Lに達すると、生物学的汚染を制御するのに効果的です.このようにして、コロイド汚染も低減できます。
亜硫酸の追加の利点は、亜硫酸の酸性反応により水素イオンを生成するため、炭酸カルシウムを制御するために酸を添加する必要がないことです。
HSO3- → H+ + SO42-
01 塩素殺菌
塩素の有効性は、塩素の濃度、接触時間、および水のpHに依存します。
飲料水の滅菌によく使用され、一般的な残留塩素濃度は0.5ppmです。
工業用水処理では、水中の残留塩素濃度を0.5〜1.0ppm以上に維持することで、熱交換器やサンドフィルターの微生物汚染を防ぐことができます。塩素の注入の量は、有機物が塩素を消費するため、流入物中の有機物の含有量に依存します。
表面水処理では、通常、微生物汚染を防ぐために、逆浸透前処理部分の塩素消毒が必要です。その方法は、取水口に塩素を添加し、反応時間を 前処理パイプライン全体の濃度で0.5〜1.0ppmの残留塩素を維持するのに20〜30分。
ただし、メンブレンが塩素によって酸化して損傷するのを防ぐために、メンブレンエレメントに入る前に完全に脱塩素する必要があります。
(1)塩素化反応
一般的に使用される塩素含有消毒剤は次のとおりです 塩素ガス、次亜塩素酸ナトリウムまたは次亜塩素酸カルシウム.水中では、それらは急速に加水分解して次亜塩素酸になります。
水中の次亜塩素酸は、水素イオンと次亜塩素酸イオンを分解します。
HClO←→ H++ ClO-(4)
Cl2、NaClO、Ca(ClO)2、HClO、ClO-の合計は、遊離塩素(FAC)または残留残留塩素(FRC)と呼ばれ、mg / LCl2で表されます。
塩素は水中のアンモニアと反応して、複合塩素(CAC)または複合残留塩素(CRC)と呼ばれるクロラミンを形成し、残留塩素と残留塩素の合計と 複合塩素は全残留塩素と呼ばれます (TRCの)
TRC = FAC+CAC = FRC+CRC (5)
残留塩素の殺菌効率は、未分解のHClOの濃度に正比例します。次亜塩素酸の殺菌効果は次亜塩素酸の100倍であり、pH値の低下とともに未解離次亜塩素酸の割合が増加します。
pH=7.5(25°C、TDS=40mg/L)では、HClOとして存在する残留塩素は50%に過ぎませんが、pH=6.5では90%がHClOとなります。
HClOの割合も温度の低下とともに増加します.5°Cでは、HClOの分子分率は62%(pH=7.5、TDS=40mg/L)です。高塩分濃度の水では、HClOの割合は非常に小さいです(pH=7.5、25°C、40000mg/L TDSの場合、その比率は約30%)。
(2)塩素の投与量
添加された塩素の一部は、水中のアンモニア態窒素と反応して、複合塩素を形成します 次の反応ステップに従って:
HClO + NH3 ←→NH2Cl (モノクロラミン) + H2O (6)
HClO + NH2Cl ←→ NHCl2 (ジクロラミン) + H2O (7)
HClO + NHCl2 ←→ NCl3 (トリクロラミン) + H2O (8)
上記の反応は、主にpHと塩素/窒素の質量比に依存します。クロラミンにも殺菌効果がありますが、塩素よりも低いです。
塩素ガスの他の部分は不活性塩素に変換されます。この部品に必要な塩素の量は、亜硝酸塩、塩化物、硫化物、鉄鉄、マンガンなどの還元剤によって異なります。水中の有機物の酸化反応も塩素を消費します。
(3)海水の塩素処理
汽水域とは異なり、海水には通常約65 mg / Lの臭素が含まれています。海水を塩素で化学的に処理すると、臭素はすぐに次亜塩素酸と反応して次亜臭素酸を生成します
Br-+HClO→HBrO+Cl-(9)
このように、海水を塩素で処理すると、 殺菌効果は、HClOの代わりに主にHBrOです、そして次亜臭素酸は次亜臭素イオンに分解されます。
HBrO←→BrO-+ H +(10)
HBrOの分解度はHClOよりも低いです。pH=8では、HClOの28%だけが分解しませんが、HBrOの83%は分解しません。
高pH条件下での海水の場合、殺菌効果は汽水域よりも優れています。次亜臭素酸イオンと次亜臭素イオンは、残留塩素の測定値に含まれる残留塩素の測定を妨げます。
02 衝撃除菌処理
ショック処理では、水処理システムの通常の運用中に、限られた時間、逆浸透膜またはナノろ過給水に殺生物剤を添加します。
亜硫酸水素ナトリウムは、この治療目的でよく使用されます。一般的には、500-1000ppmのNaHSO3を約30分間添加します。
ショック治療は、定期的に、例えば24時間に1回、または生物学的成長が疑われる場合に、定期的に実施することができる。この衝撃処理中に生成される生成水には、添加された亜硫酸水素ナトリウム濃度の1〜4%が含まれます。
製品水の使用量によって、衝撃除菌時の製品水をリサイクルするか、排出するかを判断できます。亜硫酸水素ナトリウムは、嫌気性微生物よりも好気性細菌に対してより効果的です。そこで ショック滅菌の使用は、事前に慎重に評価する必要があります。
03 定期消毒
原水に殺菌剤を継続的に添加するだけでなく、生物学的汚染を制御するために定期的に消毒することもできます。
この処理方法は、生物付着の危険性が中程度のシステムで使用されますが、生物付着の危険性が高いシステムでは、消毒は継続的な殺生物剤処理の補助にすぎません。
単離された細菌は、厚くて老化したバイオフィルムよりも殺傷と除去が容易であるため、予防的消毒は修正消毒よりも効果的です。
一般的な消毒間隔は月に1回ですが、衛生要件が厳しいシステム(医薬品プロセス水など)や汚染度の高い原水(廃水など)は1日1回になる場合があります。もちろん、メンブレンは使用する薬品の種類や濃度によっても寿命は変わります。激しい消毒の後、膜の寿命が短くなる可能性があります。
04 オゾン除菌
塩素よりも酸化性が高いですが、すぐに分解するため、微生物を殺すためにはある程度に維持する必要があります。同時に、使用する機器の耐オゾン性も考慮する必要があり、通常はステンレス鋼を使用する必要があります。
膜要素を保護するためには、オゾンを慎重に除去する必要があり、UV照射はこの目標を成功裏に達成することができます。
05 UV照射
254nmの 紫外線は殺菌性があることが証明されています。小さな水生植物で使用されています。水に化学薬品を加える必要はありません。機器のメンテナンス要件は低いです。水銀灯の定期的な清掃または交換のみが必要です。
しかし、UV照射治療の適用は非常に限られており、 コロイドや有機物は光放射の透過に影響を与えるため、よりきれいな水源にのみ適しています。
06 亜硫酸水素ナトリウム
その濃度が海水淡水化システムの流入物で50mg / Lに達すると、生物学的汚染を制御するのに効果的です.このようにして、コロイド汚染も低減できます。
亜硫酸の追加の利点は、亜硫酸の酸性反応により水素イオンを生成するため、炭酸カルシウムを制御するために酸を添加する必要がないことです。
HSO3- → H+ + SO42-