2025년 5월 6일 월요일
RO 환원제 과다 투여: 멤브레인 시스템에서 생물학적 오염의 숨겨진 원인
역삼투(RO) 시스템은 특히 잔류 염소로 인한 손상으로부터 멤브레인을 보호하기 위해 화학 물질 투여에 의존합니다. 가장 일반적으로 사용되는 첨가제 중 하나는 다음과 같습니다. 환원제염소가 폴리아미드 막을 분해하기 전에 염소를 중화하는 중아황산나트륨(SBS)과 같은.
그러나 많은 RO 작업에서 환원제는 다음과 같습니다. 수동 추정, 잘못된 교정 또는 작업자 주의로 인한 과다 투여. 의도는 멤브레인을 보호하는 것이지만 이 관행은 의도치 않게 이상적인 조건을 만들 수 있습니다. 바이오파울링 그리고 막 성분 안쪽에 미생물 성장.
이 기사에서는 환원제의 과도한 사용이 어떻게 혐기성 상태에 기여하고 미생물 오염을 촉진하는지 탐구합니다. 황산염 환원 박테리아(SRB)—궁극적으로 RO 성능에 영향을 미칩니다. 또한 투여를 최적화하고 장기적인 시스템 성능 저하를 방지하기 위한 전략에 대해서도 논의할 것입니다.
RO 시스템에서 환원제를 사용하는 이유
염소는 일반적으로 소독을 위해 도시 및 산업 수원에 사용됩니다. 그렇지만 폴리아미드 기반 RO 멤브레인은 염소 손상에 매우 민감합니다.. 낮은 농도(0.1ppm)에서도 돌이킬 수 없는 멤브레인 열화를 일으켜 염 제거 성능과 시스템 수명을 단축시킬 수 있습니다.
이 위험을 해결하기 위해 다음을 수행합니다. 아황산수소나트륨(NaHSO₃)과 같은 환원제, 나트륨 메타 중아 황산염 또는 나트륨 티오 설페이트는 멤브레인 전에 급수에 투여됩니다. 이러한 화학 물질 산화환원 반응을 통한 잔류 유리 염소 중화, 멤브레인 표면의 보호를 보장합니다.
복용량은 일반적으로 측정된 유리 염소 농도를 기반으로 계산되며, 권장 화학량론 비율은 염소 1.0mg/L당 1.5–2.0mg/L의 중아황산나트륨입니다. 그러나 많은 시스템 안전 마진으로 고정되거나 과도한 투여에 의존—적절하게 모니터링하지 않을 경우 의도하지 않은 결과를 초래할 수 있는 관행입니다.
숨겨진 위험: 과다 복용과 그 실제 영향
감소시키는 작용제는 보호적인 역할을 하지만, 특히 염소가 없는 과도한 투여량은 의도하지 않은 부작용을 일으킬 수 있습니다. 가장 간과되는 위험 중 하나는 RO 시스템의 배관 및 멤브레인 요소 내부에서 혐기성 상태가 발생하는 것입니다.
과량의 중아황산나트륨이 더 이상 염소를 함유하지 않는 물에 주입되면 용존 산소를 소비합니다. 잔류 산화 환원 활성을 통해. 이러한 탈산소화된 환경은 특히 혐기성 미생물의 이상적인 번식지가 됩니다 황산염 환원 박테리아(SRB) 및 기타 생물막 형성 종.
시간이 지남에 따라 이러한 미생물은 막 요소의 내부 표면에 식민지를 형성하여 점액 층을 형성하고 차압 증가(ΔP) 멤브레인 혈관을 가로질러. 심한 경우 이러한 생물학적 오염은 투과수의 맛 및 냄새 문제, 유속 감소, 심지어 돌이킬 수 없는 멤브레인 손상으로 이어집니다.
아이러니하게도, 막을 보호하기 위한 바로 그 화학 물질이 막의 쇠퇴를 가속화하고 있을 수 있습니다.부적절하게 투여하고 확인하지 않은 경우.
혐기성 질환 및 SRB 성장
과도한 환원제로 인해 급수의 용존 산소가 고갈되면 시스템 환경은 점점 더 혐기성이 됩니다. 이러한 변화는 다음과 같이 물이 정체되거나 흐름이 간헐적인 RO 시스템 섹션에서 특히 문제가 됩니다 전처리 탱크, 멤브레인 하우징 또는 배관의 사각 지대.
이러한 저산소 영역에서는 황산염 환원 박테리아(SRB) 증식을 위한 이상적인 조건을 찾으십시오. 이 미생물은 황산염(SO₄²⁻)을 전자 수용체로 사용하여 대사 부산물로 황화수소(H₂S)를 생성합니다. 그 결과는 화학적이면서 동시에 작동적입니다.
- 어두운 점액층의 형성 멤브레인 표면 및 피드 스페이서에
- 황화수소 가스 발생, 썩은 계란 냄새와 부식 위험이 있습니다.
- 가속 멤브레인 오염 그리고 투과 품질의 저하
SRB 관련 오염은 몇 주 또는 몇 달 동안 눈에 띄지 않게 지속될 수 있기 때문에 특히 은밀합니다. 갑작스러운 시스템 성능 붕괴. 차압 또는 유량 손실이 감지될 때쯤에는 이미 심각한 멤브레인 손상이 발생했을 수 있습니다.
Biofouling의 증상 및 검출
다음으로 인한 생물학적 오염의 초기 징후 중 하나 환원제 과다 투여 입니다 차압(ΔP)의 비정상적인 증가 멤브레인 요소를 가로질러. 멤브레인 표면과 공급 스페이서에 생물막이 축적됨에 따라 물의 흐름 저항이 증가하여 고압 펌프가 더 열심히 작동하게 됩니다.
생물 오염의 일반적인 지표
- ΔP의 점진적 증가 스테이지 또는 압력 용기 전반에 걸쳐
- 투과 흐름 감소 안정적인 공급 압력과 전도성에도 불구하고
- 이상한 냄새 (예: H₂S에서 나는 유황 또는 썩은 계란 냄새)
- 색상 변경 또는 분해된 요소에서 관찰되는 점액
감지되지 않으면 생물학적 오염이 확산되고 돌이킬 수 없는 손상으로 이어집니다. 멤브레인 표면에. ORP(산화 환원 전위) 모니터링, ΔP 추세 추적 및 수행 일상적인 멤브레인 부검 문제가 악화되기 전에 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.
감소제 투여량을 최적화하는 방법
과다 투여의 위험을 예방하려면 수동 추정에서 다음으로 전환해야 합니다. 정밀하게 제어되는 투여 전략. 목표는 염소를 중화할 수 있을 만큼의 환원제를 도입하는 것입니다.
최적화된 투여를 위한 Best Practices
- ORP 센서 사용: 인라인 산화 환원 전위(ORP) 모니터링은 산화 환원 수준에 대한 실시간 피드백을 제공하여 염소가 없을 때 과도한 투여를 방지하는 데 도움이 됩니다.
- 주입 펌프를 정기적으로 교정하십시오. 연동 펌프 또는 다이어프램 펌프가 급수 유량과 염소 농도를 기반으로 정확하고 안정적인 흐름을 제공하는지 확인합니다.
- 자동 투여 컨트롤러 설치: PLC 기반 화학물질 주입 시스템은 실제 급수 매개변수에 따라 SBS 투여량을 조정하여 낭비와 위험을 최소화합니다.
- 주입 후 잔류 염소 테스트: 낮지만 측정 가능한 미량은 잉여가 없는 완전한 중화를 나타냅니다.
적절한 투여는 화학적 공격으로부터 멤브레인을 보호할 뿐만 아니라 전체 RO 트레인의 미생물 안정성을 보존합니다.. 그 결과 멤브레인 수명이 길어지고, 세척 횟수가 줄어들며, 시스템 성능을 더 예측할 수 있습니다.
결론: 정밀 도징은 RO 시스템을 보호합니다.
환원제는 RO 시스템의 염소 제거에 필수적이지만, 과다 투여하면 의도하지 않게 미생물 오염을 유발할 수 있습니다. 및 운영 쇠퇴. 과도한 중아황산나트륨으로 인한 혐기성 조건은 생물학적 오염, 압력 손실 및 돌이킬 수 없는 막 손상을 촉진합니다.
최적의 시스템 성능을 보장하기 위해, 화학물질 투여는 직관적이 아닌 과학적으로 접근해야 합니다. ORP 모니터링, 보정된 펌프 및 지능형 제어 시스템을 구현함으로써 플랜트 운영자는 숨겨진 오염 위험을 방지하고 멤브레인 서비스 수명을 연장할 수 있습니다.
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