RO + UF 멤브레인 시스템의 살균 및 염소 제어 | 스타크 워터

소개

한외여과(UF)와 역삼투(RO)를 통합한 이중멤브레인 시스템은 우수한 여과 성능과 미생물 제어로 인해 산업용 수처리에 점점 더 많이 채택되고 있습니다. 그러나 이러한 시스템에서 가장 중요한 과제 중 하나는 특히 차아염소산나트륨과 같은 산화제를 사용할 때 효과적인 소독과 멤브레인 보호의 균형을 맞추는 것입니다.

염소는 한외여과막의 생물학적 오염을 제어하는 데 효과적이지만 적절하게 중화되지 않으면 폴리아미드 RO 멤브레인에 돌이킬 수 없는 손상을 일으킬 수 있습니다. 따라서 염소 투여, 잔류 모니터링 및 중아황산나트륨 중화에 대한 정밀한 제어를 구현하는 것이 필수적입니다.

이 기사에서는 다음에 중점을 두고 이중 멤브레인 시스템에서 멸균을 위한 실용적인 전략을 살펴봅니다.

• UF 멤브레인을 위한 최적의 차아염소산나트륨 투여
• RO 멤브레인 전 잔류 염소 제어
• 효과적인 중아황산나트륨 투여 및 실시간 pH 고려 사항
• 안전하고 안정적인 작동을 보장하기 위한 모니터링 매개변수

새로운 시스템을 설계하든 기존 공장을 최적화하든, 이러한 통찰력은 멤브레인 오염을 줄이고, 수명을 연장하고, 공정 전반에 걸쳐 미생물 안전성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

UF 시스템을 위한 Sodium Hypochlorite 투여 전략

차아염소산나트륨(NaClO)은 한외여과(UF) 전처리 시스템에서 가장 널리 사용되는 소독제 중 하나입니다. 그것의 강한 산화 재산은 UF 막 표면에 박테리아, 바이러스 및 biofilm-forming 유기체를 비활성화하는 것을 위해 효과적입니다. 그러나 효능과 멤브레인 수명을 모두 보장하려면 투여가 정확하고 주의 깊게 모니터링되어야 합니다.

일반적인 투여 범위

가동 도중 지속적인 소독을 위해, UF 급수에 있는 추천한 나트륨 차아염소산염 농도는 전형적으로 입니다:

• 1–3 mg/L 표준 유지보수 투여용
• 5–10 mg/L 주기적인 집중 멸균 또는 화학적 강화 역세척(CEB)

주요 고려 사항

• 섞는 균등성: 차아염소산나트륨은 국부적인 과농축을 피하기 위해 UF 모듈의 상류에서 급수와 완전히 혼합되어야 합니다.
• 접촉 시간: 멤브레인에 들어가기 전에 완전한 소독이 가능하도록 적절한 접촉 시간(일반적으로 5-10분)을 유지하십시오.
• 잔여 관리: 과도한 염소는 다운스트림 RO 멤브레인의 손상을 방지하기 위해 신중하게 관리해야 합니다.

STARK는 PID 제어 및 온라인 잔류 모니터링 기능이 있는 전용 염소 주입 펌프를 설치하여 차아염소산염 주입이 UF 작동에 대해 일관되고 안전한지 확인할 것을 권장합니다.

RO 멤브레인을 보호하기 위한 정확한 중아황산나트륨 투여

폴리아미드 역삼투압(RO) 멤브레인은 유리 염소 및 클로라민과 같은 산화제에 매우 민감합니다. 낮은 수준의 잔류 염소에 노출되더라도 멤브레인 구조가 돌이킬 수 없는 저하로 이어져 염 거부 손실이 발생하고 투과성이 증가할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 중아황산나트륨(NaHSO₃)은 물이 RO 시스템에 들어가기 전에 염소를 중화하는 환원제로 일반적으로 사용됩니다.

권장 SBS 투여

중화 반응은 다음과 같습니다.

Cl₂ + NaHSO₃ + H₂O → 2Cl⁻ + NaHSO₄ + 2H⁺

일반적인 지침:

• 유리 염소 1.0 mg/L 대략 필요합니다. 1.8 mg/L의 중아황산나트륨 완전한 중화를 위해.
• 완전한 감소를 보장하기 위해 SBS의 소량(10-20%)이 자주 사용되지만 과다 투여는 피해야 합니다.

권장사항

• 인라인 혼합: 중아황산나트륨은 완전한 분산과 반응을 보장하기 위해 정적 혼합기를 사용하여 주입해야 합니다.
• 반응 시간: RO 멤브레인에 도달하기 전에 최소 20-30초의 접촉 시간을 허용하십시오.
• 잔류 모니터링: SBS 주입의 업스트림 및 다운스트림에 온라인 염소 분석기를 설치하여 염소가 완전히 제거되었는지 확인하십시오.

SBS 투여를 적절하게 제어하지 못하면 잔류 염소가 돌파하거나 과도한 아황산염이 유입되어 하류에서 미생물 성장을 촉진할 수 있습니다. STARK 시스템은 최적의 멤브레인 보호를 위해 자동화된 SBS 도징 펌프와 통합 피드백 제어로 설계되었습니다.

pH가 염소 소독 효율에 미치는 영향

소독제로서의 염소의 효과는 pH에 크게 의존합니다. 물에서 염소는 두 종 사이에 평형을 이루며 존재합니다.

Cl₂ + H₂O ⇌ HOCl + H⁺ + Cl⁻ ⇌ OCl⁻ + H⁺

이 두 가지 형태 중, 차아염소산(HOCl) 보다 훨씬 강력한 소독제입니다. 차아염소산염 이온 (OCl⁻). 이러한 종 간의 분포는 pH에 따라 다릅니다.

• pH 6.0–7.0에서: 80-90% 이상이 HOCl로 존재→ 높은 소독 효율
• pH 8.0에서: HOCl → Weakened disinfection으로 ~20%만 남습니다.

이는 한외여과 전처리에서 최적의 미생물 제어를 위해 pH를 6.5 및 7.5 이상적입니다. 더 높은 pH 수준에서는 동일한 소독 결과를 얻기 위해 훨씬 더 많은 염소가 필요하며, 이는 화학 물질 비용과 RO 멤브레인에 대한 위험을 증가시킵니다.

실질적 시사점

• 소독 효율성: 낮은 pH = 더 많은 HOCl = 더 빠르고 더 완전한 미생물 불활성화
• 화학적 안전성 : 최적의 pH에서 필요한 더 낮은 염소 투여 = 과량 투여 위험 감소
• 멤브레인 보호: 정확한 pH 제어는 과도한 염소를 최소화하고 SBS 수요를 줄입니다.

STARK 시스템에는 이상적인 소독 조건을 유지하고 RO 멤브레인 전에 최적의 염소 중화를 보장하기 위해 온라인 pH 모니터링 및 산/염기 주입 장치가 포함되어 있습니다.

세척 vs. 소독: RO/UF 유지보수의 주요 차이점

이중 멤브레인 시스템에서는 둘 다 청소 그리고 소독 필요하지만 매우 다른 목적을 제공합니다. 이 둘을 혼동하면 부적절한 화학 물질 사용, 멤브레인 수명 단축 또는 비효율적인 오염 제어로 이어질 수 있습니다.

1. 목적

• 소독: 박테리아, 바이러스 및 기타 병원체를 죽이거나 비활성화하는 것을 목표로 합니다. 일반적으로 차아염소산나트륨 또는 비산화성 살생물제와 같은 산화제로 달성됩니다.
• 화학 세정: 산성 또는 알칼리성 용액을 사용하여 스케일링, 생물막 또는 유기 침전과 같은 물리적 또는 화학적 오염을 제거하는 데 중점을 둡니다.

2. 타이밍 및 빈도

• 소독: 특히 UF 전처리 시스템에서 미생물 성장을 제어하기 위해 지속적으로 또는 주기적으로(예: 매일 또는 매주) 수행됩니다.
• 청소: 일반적으로 TMP(transmembrane pressure), 정규화된 유속 또는 염 제거와 같은 성능 지표가 허용 가능한 임계값을 초과할 때 필요에 따라 수행됩니다.

3. 사용된 화학물질

• 소독: 차아염소산나트륨, 과산화수소, 과초산
• 청소: 구연산, 수산화나트륨, EDTA, 계면활성제

청소를 시작하기 전에 소독제를 완전히 제거하거나 중화해야 하며, 특히 멤브레인 손상 위험이 높은 RO 시스템에서는 더욱 그렇습니다. STARK RO 시스템에는 안전하고 효율적인 유지 보수 주기를 보장하기 위해 통합 CIP(Clean-in-Place) 및 소독 프로토콜이 포함되어 있습니다.

결론

적절한 소독 및 잔류 염소 제어는 한외여과(UF)와 역삼투(RO)를 결합한 이중 멤브레인 시스템의 안전하고 효율적인 작동에 필수적입니다. 차아염소산나트륨 투여부터 pH 관리 및 중아황산나트륨으로 정확한 중화를 보장하는 것까지, 각 단계는 멤브레인 무결성을 보호하고 수질을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.

염소 화학의 이면에 있는 과학을 이해하고 실시간 모니터링을 구현함으로써 작업자는 생물학적 오염을 크게 줄이고 멤브레인 수명을 연장하며 일관된 시스템 성능을 유지할 수 있습니다.

에 스타크 워터, 전 세계 고객이 내장된 멸균 제어, 자동 투여 및 모니터링 기술을 통해 고성능 RO 및 UF 시스템을 설계하고 운영할 수 있도록 지원합니다. 지자체 시설을 관리하든 산업 용수 공장을 관리하든 관계없이 당사의 솔루션은 수질, 생산 용량 및 규정 준수 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

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