Comprendere l'impatto della riduzione del sovradosaggio degli agenti sulle prestazioni del sistema ad osmosi inversa (RO)
I sistemi a osmosi inversa (RO) sono fondamentali per molti processi di trattamento delle acque. Tuttavia, la loro efficienza può essere compromessa da problemi operativi, una sfida significativa è il dosaggio improprio degli agenti riducenti. Molti operatori si informano sul dosaggio corretto degli agenti riducenti o sul potenziale di ossido-riduzione (ORP) ideale per l'acqua di alimentazione RO. Sebbene sia essenziale per neutralizzare gli ossidanti come il cloro, il sovradosaggio degli agenti riducenti può portare a gravi problemi operativi, in particolare alle incrostazioni microbiche.
Perché la riduzione del dosaggio dell'agente è fondamentale nei sistemi RO?
Gli agenti riducenti, comunemente il bisolfito di sodio, vengono aggiunti all'acqua di alimentazione RO principalmente per rimuovere il cloro residuo, che può danneggiare le membrane RO. Il dosaggio generalmente raccomandato è da 2 a 5 volte il valore di cloro residuo nell'acqua di alimentazione.
Il problema: il sovradosaggio diffuso e le sue cause
Mancanza di consapevolezza: gli operatori potrebbero non essere sicuri del corretto calcolo del dosaggio e continuare a utilizzare le tariffe di messa in servizio iniziali, che non tengono conto delle variazioni del flusso d'acqua o dei livelli di cloro.
Monitoraggio impreciso: i misuratori ORP difettosi o mal calibrati possono fornire letture fuorvianti, spingendo gli operatori ad aumentare eccessivamente il dosaggio per raggiungere i livelli di ORP target.
Conseguenze del sovradosaggio: aumento della pressione e incrostazioni microbiche
Aumento della pressione differenziale: un indicatore primario di incrostazioni è un notevole aumento della differenza di pressione attraverso le membrane RO.
Contaminazione microbica: il sovradosaggio favorisce la crescita di microrganismi, spesso osservati come sostanze viscide, trasparenti e giallastre.
I sistemi RO forniscono intrinsecamente condizioni favorevoli per la crescita microbica: nutrienti (materia organica intrappolata), temperatura e pH adeguati e un'ampia superficie per l'attaccamento. Quando si verifica un'incrostazione microbica, i batteri proliferano sulla superficie della membrana e alimentano i distanziatori, ostruendo il flusso, riducendo la produzione di acqua (flusso di permeato) e aumentando rapidamente la pressione differenziale.
Il legame tra sovradosaggio di agenti riducenti e biofouling
Il sovradosaggio di agenti riducenti come il bisolfito di sodio crea un ambiente anaerobico (a basso contenuto di ossigeno) reagendo con l'ossigeno disciolto nell'acqua di alimentazione. Questo ambiente è ideale per tipi specifici di batteri, in particolare i batteri solfato-riduttori (SRB).
Gli SRB sono microrganismi che utilizzano composti solforati per produrre energia. Possono ridurre solfati, solfiti (come il bisolfito di sodio dosato) e tiosolfati in solfuri, in particolare l'idrogeno solforato (H₂S), noto per il suo odore di "uovo marcio", specialmente in condizioni anaerobiche. L'eccesso di bisolfito di sodio funge da fonte di cibo, alimentando la rapida proliferazione di SRB all'interno del sistema RO.
Mentre i sistemi con ossigeno disciolto più elevato potrebbero subire bioincrostazioni senza un odore evidente, i sistemi a basso contenuto di ossigeno sono inclini a sviluppare odori sgradevoli a causa della produzione di H₂S. Indipendentemente dall'odore, una crescita microbica significativa porta inevitabilmente all'ostruzione della membrana, alla riduzione del flusso di permeato e all'aumento della pressione di esercizio.
Strategie di controllo per prevenire problemi di sovradosaggio
Dosaggio accurato: Misurare regolarmente (ad esempio, quotidianamente) il cloro residuo nell'acqua di alimentazione RO. Regolare il dosaggio dell'agente riducente in modo che sia 2-5 volte il livello di cloro misurato.
Monitoraggio affidabile: assicurarsi che i misuratori ORP siano calibrati correttamente e funzionino correttamente per fornire un feedback accurato sulle condizioni dell'acqua. Evita di fare affidamento esclusivamente su letture ORP potenzialmente imprecise per controllare il dosaggio.
Audit del sistema: rivedere periodicamente i protocolli di dosaggio delle sostanze chimiche e i dati sulle prestazioni del sistema (pressione differenziale, flusso di permeato) per identificare tempestivamente potenziali problemi di sovradosaggio.
Considerare le alternative (se applicabile): valutare metodi di declorazione alternativi come i filtri a carbone attivo se i problemi di sovradosaggio persistenti non possono essere risolti attraverso il controllo del dosaggio.
Conclusione
Sebbene gli agenti riducenti siano necessari per proteggere le membrane RO dai danni causati dal cloro, il sovradosaggio rappresenta una minaccia significativa per le prestazioni del sistema a causa delle incrostazioni microbiche. Comprendere il legame tra l'eccesso di agenti riducenti (come il bisolfito di sodio), le condizioni anaerobiche e la crescita di SRB è fondamentale. Implementando un dosaggio accurato basato sui livelli di cloro residuo e garantendo un monitoraggio affidabile, gli operatori possono prevenire costosi problemi di incrostazioni, mantenere una produzione ottimale di acqua e prolungare la durata della membrana.
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