Verständnis der Auswirkungen der Reduzierung einer Überdosierung von Mitteln auf die Leistung von Umkehrosmosesystemen (RO)
Umkehrosmoseanlagen (RO) sind für viele Wasseraufbereitungsprozesse von entscheidender Bedeutung. Ihre Wirksamkeit kann jedoch durch betriebliche Probleme beeinträchtigt werden, wobei eine große Herausforderung die falsche Dosierung von Reduktionsmitteln ist. Viele Betreiber fragen nach der richtigen Dosierung von Reduktionsmitteln oder dem idealen Oxidations-Reduktionspotential (ORP) für RO-Speisewasser. Eine Überdosierung von Reduktionsmitteln ist zwar für die Neutralisierung von Oxidationsmitteln wie Chlor unerlässlich, kann aber zu schwerwiegenden Betriebsproblemen führen, insbesondere zu mikrobieller Verschmutzung.
Warum ist die Reduzierung der Wirkstoffdosierung in Umkehrosmosesystemen so wichtig?
Reduktionsmittel, in der Regel Natriumbisulfit, werden dem RO-Speisewasser zugesetzt, hauptsächlich um Chlorreste zu entfernen, die RO-Membranen beschädigen können. Die allgemein empfohlene Dosierung beträgt das 2- bis 5-fache des Restchlorwertes im Speisewasser.
Das Problem: Weit verbreitete Überdosierung und ihre Ursachen
Mangelndes Bewusstsein: Der Bediener ist sich möglicherweise nicht sicher über die korrekte Dosierungsberechnung und verwendet weiterhin die anfänglichen Inbetriebnahmeraten, die Schwankungen des Wasserflusses oder des Chlorgehalts nicht berücksichtigen.
Ungenaue Überwachung: Fehlerhafte oder schlecht kalibrierte Redox-Messgeräte können irreführende Messwerte liefern, was den Bediener dazu veranlasst, die Dosierung übermäßig zu erhöhen, um die ORP-Zielwerte zu erreichen.
Folgen einer Überdosierung: erhöhter Druck und mikrobielle Verschmutzung
Erhöhter Differenzdruck: Ein primärer Indikator für Verschmutzung ist ein merklicher Anstieg der Druckdifferenz zwischen den RO-Membranen.
Mikrobielle Kontamination: Eine Überdosierung fördert das Wachstum von Mikroorganismen, die oft als schleimige, transparente, gelbliche Substanz beobachtet werden.
RO-Systeme bieten von Natur aus günstige Bedingungen für das mikrobielle Wachstum: Nährstoffe (eingeschlossene organische Substanz), geeignete Temperatur und pH-Wert sowie eine große Oberfläche für die Anhaftung. Wenn mikrobielle Verschmutzung auftritt, vermehren sich Bakterien auf der Membranoberfläche und den Abstandshaltern, behindern den Durchfluss, verringern die Wasserproduktion (Permeatfluss) und erhöhen den Differenzdruck rapide.
Der Zusammenhang zwischen reduzierender Überdosierung von Mitteln und Biofouling
Eine Überdosierung von Reduktionsmitteln wie Natriumbisulfit schafft ein anaerobes (sauerstoffarmes) Milieu, indem sie mit gelöstem Sauerstoff im Speisewasser reagiert. Diese Umgebung ist ideal für bestimmte Arten von Bakterien, insbesondere für sulfatreduzierende Bakterien (SRB).
SRBs sind Mikroorganismen, die Schwefelverbindungen zur Energiegewinnung nutzen. Sie können Sulfate, Sulfite (wie das dosierte Natriumbisulfit) und Thiosulfate zu Sulfiden reduzieren, insbesondere Schwefelwasserstoff (H₂S), der für seinen "faulen Ei"-Geruch bekannt ist, insbesondere unter anaeroben Bedingungen. Der überschüssige Natriumbisulfit fungiert als Nahrungsquelle und fördert die schnelle Vermehrung von SRB innerhalb des RO-Systems.
Während bei Systemen mit höherem gelösten Sauerstoff Biofouling ohne erkennbaren Geruch auftreten kann, neigen sauerstoffarme Systeme dazu, aufgrund der H₂S-Produktion unangenehme Gerüche zu entwickeln. Unabhängig vom Geruch führt ein erhebliches mikrobielles Wachstum unweigerlich zu einer Verstopfung der Membran, einem verringerten Permeatfluss und einem erhöhten Betriebsdruck.
Kontrollstrategien zur Vermeidung von Überdosierungsproblemen
Genaue Dosierung: Messen Sie regelmäßig (z. B. täglich) das Restchlor im RO-Speisewasser. Stellen Sie die Dosierung des Reduktionsmittels auf das 2-5-fache des gemessenen Chlorgehalts ein.
Zuverlässige Überwachung: Stellen Sie sicher, dass Redox-Messgeräte korrekt kalibriert sind und ordnungsgemäß funktionieren, um eine genaue Rückmeldung über die Wasserbedingungen zu erhalten. Vermeiden Sie es, sich ausschließlich auf potenziell ungenaue Redox-Messwerte zu verlassen, um die Dosierung zu kontrollieren.
Systemaudits: Überprüfen Sie regelmäßig die Chemikaliendosierprotokolle und die Systemleistungsdaten (Differenzdruck, Permeatfluss), um potenzielle Überdosierungsprobleme frühzeitig zu erkennen.
Erwägen Sie Alternativen (falls zutreffend): Bewerten Sie alternative Entchlorungsmethoden wie Aktivkohlefilter, wenn anhaltende Überdosierungsprobleme nicht durch Dosierungskontrolle gelöst werden können.
Schlussfolgerung
Während Reduktionsmittel notwendig sind, um Umkehrosmosemembranen vor Chlorschäden zu schützen, stellt eine Überdosierung eine erhebliche Bedrohung für die Systemleistung durch mikrobielle Verschmutzung dar. Es ist von entscheidender Bedeutung, den Zusammenhang zwischen überschüssigen Reduktionsmitteln (wie Natriumbisulfit), anaeroben Bedingungen und SRB-Wachstum zu verstehen. Durch die Implementierung einer genauen Dosierung auf der Grundlage des Restchlorgehalts und die Gewährleistung einer zuverlässigen Überwachung können Betreiber kostspielige Verschmutzungsprobleme vermeiden, eine optimale Wasserproduktion aufrechterhalten und die Lebensdauer der Membran verlängern.
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