استفاده از DBNPA برای کنترل رسوبات زیستی در سیستم های RO

در صنعت غشایی مشخص شده است که غشاهای کامپوزیتی پلی آمید با فیلم نازک مقاومت کمی در برابر اکسیدان های بر پایه کلر دارند. بنابراین، اپراتورها گزینه های نسبتاً کمی در مورد مواد شیمیایی دارند که می توان با اطمینان از آنها برای ضدعفونی کردن سیستم های RO/NF و جلوگیری از رسوبات زیستی استفاده کرد. یکی از گزینه های شیمیایی، 2و2 دی برمو-3-نیتریلوپروپیونامید (DBNPA)  است که یک بایوساید سریع و غیر اکسید کننده است که در غلظت های بسیار پائین برای کنترل رشد باکتری های هوازی، باکتری های بی هوازی، قارچ ها و جلبک ها مؤثر است. فرمول شیمیایی DBNPA عبارت است از:

DBNPA  یک ماده ضد عفونی کننده سودمند است زیرا در محیطی آبی نیز به سرعت به دی اکسید کربن، آمونیاک و یون برمید کاهش می یابد. این اجازه می دهد تا پساب صنعتی حتی با اطمینان در آب های حساس، از آب خارج شود. این ماده در اثر واکنش با آب و نور اشعه ماوراء بنفش تخریب می شود (میزان وابسته به pH و دما است). نیمه عمر تقریبی 24 ساعت در pH 7 ، 2 ساعت در pH 8 ، 15 دقیقه در pH 9 است. اکثر قریب به اتفاق میکروارگانیسم هایی که با آن در تماس هستند طی 5 تا 10 دقیقه کشته می شوند.

DBNPA  به دلیل سازگاری اش با غشاهای اسمز معکوس (RO) یک بایوساید مناسب است. از مزایای استفاده از DBNPA جهت جلوگیری از رسوب زیستی، کاهش فشار آب ورودی مورد نیاز و فرکانس تمیز کردن سیستم RO است. از دیگر مزایای آن می توان به کاهش هزینه های شیمیایی تمیز کردن، کاهش زمان افت کارخانه و کاهش زمان بهره برداران اشاره کرد. این منجر به افزایش تولید کارخانه و کاهش هزینه های بهره برداری از عملیات RO می شود.

بسیاری از سیستم های صنعتی به آب تولید شده اسمز معکوس (RO) بستگی دارند. این سیستم ها شامل سیستم هایی هستند که برای اهداف کاملاً صنعتی مانند پالایشگاه ها، خمیر کاغذ و کارخانه های کاغذ به آب نیاز دارند. سایر کاربردهای رایج برای RO استفاده مجدد از آب شهری و صنعتی و استفاده از آب شیرین کن در آب است. در نمونه های اخیر، آب تولید شده بیشتر برای آبیاری یا مصارف آشامیدنی استفاده می شود.

در همه موارد، با وجود کنترل نشده میکروارگانیسم ها، که به عنوان رسوبات زیستی شناخته می شوند، می توان هزینه عملیاتی را به میزان قابل توجهی افزایش داد. DBNPA  از سالها قبل برای جلوگیری و حذف رسوبات زیستی در سیستم های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. در سالهای اخیر میزان استفاده مجدد از آب و آب آشامیدنی افزایش یافته است. هدف از این ارائه درک بهتر از DBNPA و کاربرد آن، ارائه نمونه هایی از مطالعات موردی و ارزیابی های اقتصادی است.

مهمترین مزیت DBNPA، عملکرد سریع آن است. بسته به pH، می تواند ظرف چند دقیقه یا چند ساعت باشد. DBNPA هم باکتری های هوازی و بی هوازی را هدف قرار می دهد و همچنین کارایی زیادی در برابر قارچ ها از خود نشان می دهد. استفاده و دفع DBNPA نسبت به سایر مواد شیمیایی و مواد ضد عفونی کننده مشکل کمتری دارد و این موضوع در مقایسه با سایر مواد شیمیایی / ضد عفونی کننده معمولی، بزرگترین مزیت است.

دیگر بایوسایدهای غیر اکسیداتیو مانند گلوتارآلدئید و آمین های کواترنر عمدتا به دلیل عدم سازگاری با غشاها که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند مناسب نیستند.

DBNPA به لایه نازک پلی آمید غشاهای متداول آسیب نمی رساند. میزان عبور آن بستگی به نوع غشاء دارد. عبور آن برای غشاء و فرآیندهای غشایی آب، 5/98 درصد و 5/99 درصد برای غشاهای آب دریا است. نرخ بالای عبور آن را برای اضافه کردن آنلاین مناسب می کند.

DBNPA با ورود به محیط به راحتی زیست تخریب پذیر است. DBNPA  با هیدرولیز و نور تجزیه می شود.  DBNPA اضافی می تواند به راحتی با بی سولفیت سدیم غیرفعال شود.

در جدول 1 مقایسه ای بین DBNPA و سایر مواد ضد عفونی کننده رایج نشان داده شده است. براساس معیارهای کاربردی، مناسب بودن مواد شیمیایی مختلف برای کنترل رسوبات زیستی تعیین می شود. جدول، ناسازگاری بیشتر مواد شیمیایی اکسید کننده را با غشاء ، به ویژه غشاهای نوع پلی آمید نشان می دهد.

بایوسایدهای غیر اکسید کننده مانند DBNPA و ایزوتیازولین ها دارای سازگاری غشاء خوبی هستند. برای کنترل رسوبات زیستی ایزوتیازولین ها مناسب نیستند اگرچه آن ها رشد باکتری ها را مهار می کنند ولی به کندی آن ها را می کشند.

بایوساید DBNPA Biocide


گالن 60 کیلویی
فروش بایوساید مورد نیاز صنایع مختلف، جهت کسب اطلاعات بیشتر با دکتر کمیکال تماس بگیرید.

دوز توصیه شدهDBNPA برای سیستم اسمز معکوس

بیشتر تأمین کنندگان مواد شیمیایی سیستم اسمز معکوس یا RO، DBNPA را با غلظت های مختلف محلول 5% تا 20٪ یا به عنوان جامد بلوری سفید، به فروش می رسانند.

غلظت توصیه شده برای لجن، تهیه 10- 30 ppm از ماده فعال به مدت 30 دقیقه تا 3 ساعت در هر 5 روز توصیه می شود (برای آبهایی که کمتر در معرض رسوبات بیولوژیکی هستند). برای دوز پیوسته در طول کار، غلظت 0.5- 2 ppm از ماده فعال برای حفظ محیط زیست توصیه می شود. دوز پیوسته از نظر هزینه های عملیاتی می تواند به طور قابل توجهی گرانتر باشد.

DBNPA با استفاده از عوامل کاهنده غیرفعال می شود، بنابراین در صورت وجود باقیمانده های عوامل کاهنده در آب خوراک، غلظت بیشتری از DBNPA لازم خواهد بود. به عنوان مثال ، بی سولفیت سدیم (SBS) می تواند DBNPA را غیرفعال کند. اگر بی سولفیت سدیم در طول خدمات یا عملیات شستشو استفاده شود، DBNPA اضافی به میزان غلظت پیشنهادی 1-1.3 ppm به ازای هر 1 ppm از بی سولفیت سدیم مورد نیاز خواهد بود تا غیرفعال سازی انجام شود. بی سولفیت سدیم اضافی همچنین می تواند برای تسریع غیرفعال کردن DBNPA در پساب ها استفاده شود.

ملاحضات

  • DBNPA نسبت به فلزات خورنده است، بنابراین پلاستیک ها برای ذخیره سازی و پمپ های اندازه گیری ترجیح داده می شوند. این مسئله در مورد غلظت های بسیار کم مورد استفاده در سیستم های RO چندان مورد نگرانی نیست.
  • اگرچه DBNPA به عنوان ضد عفونی کننده مفید است، اما نباید از آن در ذخیره سازی استفاده نمود چون عملکرد این بایوساید بلند مدت نیست.

کاربرد DBNPA در تصفیه آب های صنعتی

معیارهایی که پارامترهای تصفیه را تعیین می کنند عمدتا با استفاده نهایی از آب تولیدی، نوع آب ورودی، میزان پتانسیل رسوب گذاری و اندازه سیستم مرتبط است.

DBNPA چندین سال است که بصورت آنلاین در تصفیه کننده های RO، برای مصارف صنعتی آب تولید می کند. نمونه های آن شامل سیستم های RO در پالایشگاه ها، سیستم های RO با غشاهای حذف سولفات بر روی سکوهای نفتی خارج از ساحل، کارخانه های پالپ و غیره است. دوزگیری از طریق خط توسط پمپ نصب شده در جلوی فیلترهای کارتریج قبل از غشاها تأمین می شود. حصول اطمینان از اختلاط مناسب و از بین بردن ناسازگاری های شیمیایی مانند بی سولفیت سدیم و کربن فعال مهم است. دوز شوک و دوز مداوم امکان پذیر است. به طور معمول برنامه دوز استفاده شده، دوز شوک است.

ارزیابی اقتصادی: کاهش هزینه های سیستم اسمز معکوس با استفاده از DBNPA

رسوب غشاء به طور قابل توجهی بر هزینه عملیاتی یک سیستم RO تأثیر می گذارد. اولین اثر افزایش قابل توجهی در هزینه الکتریکی برای بهره برداری از واحد است. اگر رسوبات زیستی خارج از کنترل باقی مانده باشد، در نهایت می تواند منجر به جایگزینی زودرس غشاها شود. هزینه های اضافی شامل هزینه های بالای کار برای تمیز کردن مازاد، مقادیر بیشتر مواد شیمیایی استفاده شده و زمان تخلیه سیستم RO است. شکل زیر کاهش هزینه های یک سیستم RO را با استفاده از DBNPA نشان می دهد.

مزایای استفاده از DBNPA

DBNPA بهترین فناوری موجود برای جلوگیری از رسوبات زیستی در سیستم های غشایی RO است. مزایای آن بدون وقفه، عملکرد قابل اعتماد از طریق استفاده از ظرفیت بالا، کاهش زمان کمتر سیستم برای تمیز کردن شیمیایی و افزایش طول عمر غشاهای RO است.

ارزیابی هزینه انجام شده در یک کارخانه استفاده مجدد از آب فرضی نشان می دهد که می توان با دوز شوک خطی از DBNPA پس انداز حداکثر 20٪ از کل هزینه عملیاتی را بدست آورد. دوز مداوم به دلیل کاهش قابل توجه در فاکتور رسوب بیشترین میزان صرفه جویی در انرژی را به همراه دارد.

از مزایای استفاده از DBNPA برای جلوگیری از سوختگیری در کاهش فشار خوراک مورد نیاز و فرکانس تمیز کردن سیستم RO استفاده می شود. از مزایای بارز آن می توان به کاهش هزینه های شیمیایی تمیز کردن، کاهش زمان افت کارخانه و زمان بهره برداران اشاره کرد. این منجر به افزایش خروجی کارخانه و کاهش هزینه های عملکرد RO می شود.

مقالات مرتبط