Ejen Pengurangan Dos Berlebihan dalam Sistem RO: Risiko & Penyelesaian Biofouling | STARK

Sistem osmosis songsang (RO) bergantung pada dos kimia untuk melindungi membran daripada kerosakan, terutamanya daripada sisa klorin. Salah satu bahan tambahan yang paling biasa digunakan ialah agen pengurangan, seperti natrium bisulfit (SBS), yang meneutralkan klorin sebelum ia boleh merendahkan membran poliamida.

Walau bagaimanapun, dalam banyak operasi RO, ejen pengurangan adalah berlebihan kerana anggaran manual, penentukuran yang lemah atau berhati-hati pengendali. Walaupun niatnya adalah untuk melindungi membran, amalan ini secara tidak sengaja boleh mewujudkan keadaan yang ideal untuk biofouling dan pertumbuhan mikrob di dalam unsur-unsur membran.

Artikel ini meneroka bagaimana penggunaan agen pengurangan yang berlebihan menyumbang kepada keadaan anaerobik, menggalakkan pencemaran mikrob—terutamanya oleh bakteria pengurangan sulfat (SRB)—dan akhirnya menjejaskan prestasi RO. Kami juga akan membincangkan strategi untuk mengoptimumkan dos dan mencegah kemerosotan sistem jangka panjang.

Mengapa Ejen Pengurangan Digunakan dalam Sistem RO

Klorin biasanya digunakan dalam sumber air perbandaran dan perindustrian untuk pembasmian kuman. Walau bagaimanapun membran RO berasaskan poliamida sangat sensitif terhadap kerosakan klorin. Malah kepekatan rendah (serendah 0.1 ppm) boleh menyebabkan kemerosotan membran yang tidak dapat dipulihkan, mengurangkan prestasi penolakan garam dan jangka hayat sistem.

Untuk menangani risiko ini, agen pengurangan seperti natrium bisulfit (NaHSO₃), natrium metabisulfit, atau natrium tiosulfat dimasukkan ke dalam air suapan sebelum membran. Bahan kimia ini meneutralkan sisa klorin bebas melalui tindak balas redoks, memastikan perlindungan permukaan membran.

Dos biasanya dikira berdasarkan kepekatan klorin bebas yang diukur, dengan nisbah stoikiometrik yang disyorkan sebanyak 1.5–2.0 mg/L natrium bisulfit setiap 1.0 mg/L klorin. Walau bagaimanapun, banyak sistem bergantung pada dos tetap atau berlebihan sebagai margin keselamatan—amalan yang boleh membawa kepada akibat yang tidak diingini apabila tidak dipantau dengan betul.

Risiko Tersembunyi: Dos berlebihan dan kesan sebenar

Walaupun agen pengurangan memainkan peranan perlindungan, dos yang berlebihan—terutamanya tanpa kehadiran klorin—boleh menimbulkan kesan sampingan yang tidak diingini. Salah satu risiko yang paling diabaikan ialah perkembangan keadaan anaerobik di dalam elemen paip dan membran sistem RO.

Apabila lebihan natrium bisulfit dimasukkan ke dalam air yang tidak lagi mengandungi klorin, ia menggunakan oksigen terlarut melalui aktiviti redoks sisa. Persekitaran terdeoksigen ini menjadi tempat pembiakan yang ideal untuk mikroorganisma anaerobik, terutamanya bakteria pengurangan sulfat (SRB) dan spesies pembentuk biofilm lain.

Lama kelamaan, mikrob ini menjajah permukaan dalaman unsur membran, membentuk lapisan lendir dan meningkatkan tekanan pembezaan (ΔP) merentasi kapal membran. Dalam kes yang teruk, biofouling ini membawa kepada masalah rasa dan bau dalam air meresap, mengurangkan kadar aliran, dan juga kerosakan membran yang tidak dapat dipulihkan.

Ironinya, bahan kimia yang bertujuan untuk melindungi membran mungkin mempercepatkan penurunannya—jika dos tidak betul dan dibiarkan tidak disemak.

Keadaan Anaerobik dan Pertumbuhan SRB

Sebaik sahaja agen pengurangan berlebihan menghabiskan oksigen terlarut dalam air suapan, persekitaran sistem menjadi semakin anaerobik. Peralihan ini amat bermasalah dalam bahagian sistem RO di mana air bertakung atau aliran sekejap-sekejap, seperti tangki pra-rawatan, perumahan membran, atau zon mati dalam paip.

Di kawasan rendah oksigen ini, bakteria pengurangan sulfat (SRB) cari keadaan yang ideal untuk membiak. Mikrob ini menggunakan sulfat (SO₄²⁻) sebagai penerima elektron, menghasilkan hidrogen sulfida (H₂S) sebagai hasil sampingan metabolik. Hasilnya adalah kimia dan operasi:

• Pembentukan lapisan lendir gelap pada permukaan membran dan spacer suapan
• Penjanaan gas hidrogen sulfida, yang membawa kepada bau telur busuk dan risiko kakisan
• Pencemaran membran dipercepatkan dan penurunan kualiti meresap

Pencemaran berkaitan SRB amat berbahaya kerana ia boleh berterusan tanpa disedari selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan sebelum menyebabkan Keruntuhan prestasi sistem secara tiba-tiba. Pada masa tekanan pembezaan atau kehilangan aliran dikesan, kerosakan membran yang ketara mungkin telah berlaku.

Gejala dan Pengesanan Biofouling

Salah satu tanda terawal biofouling yang disebabkan oleh dos berlebihan agen pengurangan ialah peningkatan tekanan pembezaan (ΔP) yang tidak normal merentasi unsur-unsur membran. Apabila biofilm terkumpul pada permukaan membran dan spacer suapan, rintangan aliran air meningkat—memaksa pam tekanan tinggi bekerja lebih keras.

Penunjuk Biasa Biofouling

• Peningkatan secara beransur-ansur dalam ΔP merentasi peringkat atau kapal tekanan
• Aliran meresap berkurangan walaupun tekanan suapan dan kekonduksian yang stabil
• Bau luar biasa (cth, sulfur atau bau telur busuk daripada H₂S)
• Perubahan warna atau lendir yang diperhatikan dalam unsur-unsur yang dibongkar

Jika tidak dikesan, biofouling boleh merebak dan membawa kepada kerosakan yang tidak dapat dipulihkan kepada permukaan membran. Memantau ORP (potensi pengurangan pengoksidaan), menjejaki arah aliran ΔP, dan melaksanakan bedah siasat membran rutin boleh membantu menangkap masalah sebelum ia meningkat.

Cara Mengoptimumkan Dos Agen Pengurangan

Mencegah risiko dos berlebihan memerlukan peralihan daripada anggaran manual kepada strategi dos terkawal ketepatan. Matlamatnya adalah untuk memperkenalkan agen pengurangan yang mencukupi untuk meneutralkan klorin—tidak lebih, tidak kurang.

Amalan Terbaik untuk Dos yang Dioptimumkan

• Gunakan penderia ORP: Pemantauan potensi pengurangan pengoksidaan (ORP) sebaris menawarkan maklum balas masa nyata tentang tahap redoks, membantu mengelakkan dos yang berlebihan apabila tiada klorin hadir.
• Katukur pam dos dengan kerap: Pastikan pam peristaltik atau diafragma memberikan aliran yang tepat dan stabil berdasarkan kadar aliran air suapan dan kepekatan klorin.
• Pasang pengawal dos automatik: Sistem suntikan kimia berasaskan PLC melaraskan dos SBS berdasarkan parameter air suapan sebenar, meminimumkan sisa dan risiko.
• Ujian untuk sisa klorin selepas suntikan: Jejak yang rendah tetapi boleh diukur menunjukkan peneutralan lengkap tanpa lebihan.

Dos yang betul bukan sahaja melindungi membran daripada serangan kimia tetapi juga memelihara kestabilan mikrobiologi keseluruhan kereta api RO. Ini menghasilkan hayat membran yang lebih lama, pembersihan yang lebih sedikit, dan prestasi sistem yang lebih boleh diramalkan.

Kesimpulan: Dos Ketepatan Melindungi Sistem RO Anda

Walaupun agen pengurangan adalah penting untuk penyingkiran klorin dalam sistem RO, dos berlebihan boleh mencetuskan pencemaran mikrob secara tidak sengaja dan kemerosotan operasi. Keadaan anaerobik yang didorong oleh natrium bisulfit yang berlebihan menggalakkan biofouling, kehilangan tekanan dan kerosakan membran yang tidak dapat dipulihkan.

Untuk memastikan prestasi sistem yang optimum, dos kimia mesti didekati secara saintifik—bukan secara intuitif. Dengan melaksanakan pemantauan ORP, pam yang ditentukur dan sistem kawalan pintar, pengendali loji boleh mengelakkan risiko pencemaran tersembunyi dan memanjangkan hayat perkhidmatan membran.

Pada AIR STARK, kami pakar dalam penyelesaian rawatan air tersuai untuk kestabilan sistem RO, pengoptimuman dos dan perlindungan prestasi jangka panjang.

Perlukan bantuan untuk mendiagnosis isu pencemaran atau menaik taraf strategi prarawatan anda? Hubungi pasukan teknikal kami hari ini untuk sokongan pakar.