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废水回用系统要如何防治反渗透膜的生物污染？

发布时间： 2020-03-11

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废水中的微生物在进入废水回用系统会在反渗透膜表面沉降、凝结形成一层生物膜，一般来说生物膜的厚度若超过了一定的界度就会形成生物污染。使得原水侧的通路阻力增大，原水和浓水之间的压差增加。同时，由于微生物膜阻挡，系统运行的有效压力也会减少，从而导致系统脱盐率的下降。

       反渗透膜的微生物污染重在反渗透前面的设备和管道防治，采用消毒灭菌的方法去微生物并防止其增殖，常用的方法有紫外线杀菌和药品杀菌。
       一、紫外线杀菌
       紫外线是电磁波的一种，介于可见光与X射线之间，其范围为100~400nm。紫外线波长越长，能量越低，但在水中的穿透能力越强；反之，波长越短，能量越高，但在水中的穿透能力越弱。根据紫外线各个波段对生物的影响及功能，紫外线可分为UVA、UVB、UVC及V-UV。

       ■ UVC
       波长介于200~280nm之间，其中240~280nm紫外线为细菌及病毒DNA所吸收，从而破坏细菌及病毒DNA，使其不能复制繁殖。DNA在265nm处具有最大吸收峰。
       ■ V-UV
       波长介于100~200nm之间，V-UV光子具有极高能量，能激发水分子和氧气生成强氧化力的羟基自由基，氧化水中有机物。

       采用紫外线杀菌完全没有药剂残留，也没副产物的生成，消毒效果会依据作用对象的不同而不同。采用UV253.7在1~21mJ/cm²的照射剂量下可以进行细菌消毒（90%不活化）。
       由于水的色度、浊度等对紫外线均有不同程度的吸收，使杀菌效果降低，因此在防治反渗透膜微生物污染时，紫外线杀菌器的安装位置一般在预处理之后。
       二、药品杀菌
       1、氯消毒
       用氯消毒的方式效果明显，在处理上也很容易实现，对效果的确认可以用余氯残留量或者浓度测定。氯消毒因为易于管理而被广泛运用。氯的杀菌效率主要取决于其浓度、水的PH值以及反应时间。在反渗透系统中，水中余氯维持在0.5～1.0mg/L以上。氯的投加量需要通过反复调试确定，因为水中其他有机物也会消耗氯。采用氯消毒，就好将pH值控制在4~6最佳。
       2、二氧化氯消毒
       二氧化氯（ClO₂）作为消毒剂使用越来越广泛，由于其物理、化学性质上的不稳定性使其无法贮藏，因此都在现场通过反应生成ClO₂并直接使用，从发生原理上可分为电解法和化学法。
       ■ 电解法
       电解法二氧化氯发生器是根据电极反应原理，电解食盐溶液产生ClO₂、Cl₂、O₃及H₂O₂混合气体。电解法产生的混合气体，是一种氧化能力很强的气体，但这种气体中二氧化氯的含量很低，而氯气的含量仍较高，所以仍会导致因加氯而产生的各种问题。
       ■ 化学法
       化学法二氧化氯发生器则以氯酸钠（NaClO₃）或亚氯酸钠（NaClO₂）为原料经化学反应来制取二氧化氯。反应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

由于反应物的转化有一定的限度，药剂剩余和各种副产物的发生，在水处理或输送过程中可发生ClO2的歧化、氧化还原或分解反应，生成ClO₂^-和ClO₃^-，后氯化过程还可能带入Cl₂。因此，化学法生产的ClO₂水溶液中经常还含有一定数量的ClO₂^-、ClO₃^-、Cl₂与ClO₂共存。

       通常ClO₂的注入量约在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
       臭氧为氧气的三原子形式，通过氧原子和氧分子的重新组合生成。臭氧具有极强的氧化性和杀菌性能，是自然界最强的氧化剂之一，几乎对所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果，且灭菌时间来说，迅速无比，是氯的300~600倍，紫外线的3000倍，20～200μg/L的臭氧浓度能有效抑制水中微生物的繁殖。