GIÁM SÁT TOC CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC BẰNG MÀNG RO ĐỂ ĐẢM BẢO HIỆU QUẢ VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
Vấn đề
Hệ thống thẩm thấu ngược (RO) có hiệu quả cao đối với các quy trình xử lý nước – đặc biệt khi chất lượng nước phải đáp ứng các thông số kỹ thuật siêu tinh khiết. Tuy nhiên, các hệ thống RO gồm màng và bộ lọc dễ bị tắc nghẽn, đóng cặn và gia tăng sinh khối quá mức, điều này cản trở hiệu quả của hệ thống và có thể dẫn đến giảm chất lượng nước, các mức phạt hoặc các sự cố thiết bị khi sử dụng nước với chất lượng không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.
Giải pháp
Bằng phương pháp đo lường online đáng tin cậy với máy phân tích BioTector TOC của Hach® sau quy trình RO, hiệu suất của hệ thống RO được theo dõi và các tín hiệu cảnh báo cần thiết được kích hoạt nếu phát hiện có thay đổi về chất lượng nước trước và sau xử lý. Điều này cho phép các nhà máy xử lý nước phản ứng nhanh hơn với các vấn đề về chất lượng và lên lịch bảo trì trước khi các vấn đề phát sinh.
Những lợi ích
Đối với các ứng dụng xử lý nước bằng màng RO, Hach cung cấp tùy chọn phân tích TOC nước sạch, dải thấp. Máy phân tích TOC BioTector của Hach cung cấp dữ liệu TOC đáng tin cậy, chính xác và online, đưa ra cảnh báo sớm về các điều kiện nước bất thường trong quy trình thẩm thấu ngược. BioTector dễ vận hành và chỉ cần bảo trì hai lần một năm.
Quy trình
Xử lý nước tinh khiết là quan trọng cho một loạt các ngành công nghiệp kể cả nước sạch và nước cho nhiều quy trình công nghiệp khác nhau, như:
• Nước cấp nồi hơi
• Xử lý nước uống
• Công nghiệp điện tử
• Sản xuất dược phẩm
• Chế biến thực phẩm và đồ uống
• Nước xả thải trong xử lý nước thải
• Xử lý nước cho các cơ sở sản xuất công nghiệp
• Ngành công nghệ sinh học
Trong mỗi ứng dụng xử lý nước này, mục tiêu là tối ưu hóa sản xuất, đồng thời đạt được mức chất lượng và tuân thủ cao nhất, tập trung vào chất lượng và sản lượng sản phẩm.
Thẩm thấu ngược (RO) là một trong nhiều quy trình công nghệ cao cung cấp nước sạch, chất lượng cao bằng cách loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi nước. Đây là một lựa chọn được ưa chuộng nhờ vào chi phí đầu tư hợp lý so với các phương pháp xử lý khác. Thẩm thấu ngược được sử dụng để đảm bảo chất lượng nước sau xử lý để cung cấp vào mạng lướt nước sạch để uống hoặc để đáp ứng các yêu cầu về thông số kỹ thuật nước siêu tinh khiết trong ngành.
Trong quy trình thẩm thấu ngược, một màng bán thấm được sử dụng để loại bỏ các ion, phân tử và các hạt lớn hơn khỏi dòng nước. Nó có thể loại bỏ nhiều loại chất gây ô nhiễm hòa tan và lơ lửng khỏi nước, bao gồm cả vi khuẩn và được sử dụng trong cả quy trình công nghiệp và xử lý nước uống.
Tuy nhiên, thẩm thấu ngược đi kèm với những thách thức đặc thù. Mặc dù thẩm thấu ngược là một lựa chọn tuyệt vời để giảm đáng kể tổng chất rắn hòa tan, kim loại nặng, chất ô nhiễm hữu cơ, vi rút, vi khuẩn và chất gây ô nhiễm hòa tan, phương pháp này có thể dễ bị tích tụ tạp chất, sử dụng hóa chất cao, phát triển quá mức vi sinh, bám bẩn hữu cơ và đóng cặn màng. Nếu không được kiểm soát, những vấn đề tiềm ẩn này có thể khiến nhà máy xử lý phải đối mặt với việc ngừng hoạt động gây tốn kém hoặc bị phạt theo quy định, hoặc thậm chí dẫn đến tác hại cho con người và môi trường. Khi nước đã xử lý đang được sử dụng cho các quy trình công nghiệp khác nhau, chất lượng cuối cùng phải nhất quán và đáng tin cậy, nếu chất lượng nước sau xử lý thay đổi có thể dẫn đến kém hiệu quả trong việc kiểm soát quy trình và xử lý.
Để giám sát và đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống RO và chất lượng nước, các nhà máy xử lý nước có thể lắp đặt Máy phân tích TOC để theo dõi nước ở đầu vào và đầu ra của quy trình thẩm thấu ngược, giúp bảo vệ hệ thống thẩm thấu ngược và đảm bảo chất lượng nước sau xử lý.
Những thách thức với hệ thống thẩm thấu ngược
Hệ thống thẩm thấu ngược được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp để xử lý nước sạch do tỷ lệ loại bỏ cao đối với nhiều loại chất gây ô nhiễm. Các hệ thống này cũng có xu hướng hoạt động hiệu quả với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Tuy nhiên, mặc dù được sử dụng rộng rãi và hiệu quả, các hệ thống thẩm thấu dự trữ có xu hướng gặp vấn đề. Các màng và bộ lọc carbon trong hệ thống thẩm thấu ngược có thể gặp phải tình trạng tích tụ màng sinh học vi khuẩn, đóng cặn và tạp chất rắn, cản trở hệ thống hoạt động ở mức tối ưu.
Những vấn đề tiềm ẩn này có thể dẫn đến những tác động nghiêm trọng đối với chất lượng nước sau xử lý. Đối với nhiều ứng dụng, nước sau xử lý và tái sử dụng phải tuân thủ các yêu cầu về độ tinh khiết rất nghiêm ngặt do được sử dụng cho nồi hơi áp suất cao và thấp, tưới tiêu, sản xuất dược phẩm và chế biến thực phẩm và đồ uống. Nước được xả lại vào nguồn cung cấp nước uống được cũng là một lĩnh vực mà việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm hữu cơ rất được quan tâm. Mặc dù thẩm thấu ngược khá tốt trong việc loại bỏ TOC, nhưng một số phân tử hữu cơ nhỏ như dược phẩm, thuốc trừ sâu và các hợp chất gây ung thư lại không được loại bỏ một cách đáng tin cậy.
Đối với các ứng dụng xử lý nước sử dụng hệ thống thẩm thấu ngược, máy phân tích TOC BioTector B3500c của Hach giám sát tổng lượng carbon hữu cơ cả đầu vào và đầu ra hệ RO, để đảm bảo hệ thống RO đang hoạt động ở mức hiệu quả cao nhất.
Sử dụng Hach’s BioTector để phân tích TOC kết hợp với Hệ thống thẩm thấu ngược (RO)
Máy phân tích BioTector TOC của Hach theo dõi chất lượng nước tinh khiết để phát hiện các dấu hiệu nhiễm bẩn, xảy ra khi các màng và bộ lọc của hệ thống thẩm thấu ngược bắt đầu giảm hiệu suất và cho phép các phân tử hữu cơ đi qua màng. Vấn đề có thể được xác định và khắc phục ngay lập tức, trước khi các sự cố nghiêm trọng hơn có thể xảy ra như dừng máy ngoài kế hoạch hoặc các vấn đề khác liên quan đến chất lượng nước kém. Máy phân tích BioTector TOC kết hợp công nghệ oxy hóa nâng cao hai giai đoạn (TSAO) đã được cấp bằng sáng chế để cung cấp phép đo có độ tin cậy cao và dữ liệu chính xác. Quá trình độc đáo này đưa oxy qua máy tạo ozone và kết hợp ozone với natri hydroxit (NaOH) để tạo thành các gốc hydroxyl. Các gốc hydroxyl được sử dụng trong quá trình oxy hóa để chuyển đổi cacbon hữu cơ trong mẫu thành cacbonat và oxalat.
Đầu tiên, mẫu được axit hóa và làm sạch bằng khí oxy để loại bỏ carbon vô cơ. Sau đó, mẫu được trộn với bazơ (natri hydroxit) và ozon. Ozone phản ứng với bazơ (ion hydroxit) tạo thành các gốc hydroxyl. Các gốc hydroxyl oxy hóa mẫu thành cacbonat và oxalat. Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình oxy hóa nâng cao hai giai đoạn. Axit một lần nữa được thêm vào mẫu. Tiếp theo, ozone oxy hóa mangan có trong axit. Mangan bị oxy hóa phản ứng với oxalat được hình thành trong quá trình oxy hóa ở giai đoạn đầu tiên để tạo ra CO2. Đây là giai đoạn thứ hai của quá trình oxy hóa nâng cao hai giai đoạn. Đồng thời, axit phản ứng với cacbonat được hình thành trong quá trình oxy hóa bazơ cũng tạo ra khí CO2. Cảm biến NDIR đo nồng độ CO2, và tính toán kết quả nồng độ TOC trong mẫu.
Lợi ích của Hach BioTector
Máy phân tích BioTector TOC của Hach là một hệ thống đáng tin cậy để đo lường và phát hiện sự hiện diện của các chất hữu cơ trong dòng nước. Vì BioTector phân tích các mẫu một cách đáng tin cậy và cung cấp dữ liệu trực tuyến nên có thể xác định khi nào hiệu suất của một hệ thống thẩm thấu ngược (RO) có thể bị giảm hiệu suất. Đối với các ứng dụng thẩm thấu ngược, Hach cung cấp tùy chọn phân tích TOC dải thấp với hiệu suất chính xác và đáng tin cậy. Bằng phương tiện phân tích BioTector trực tuyến, mọi sự cố quy trình hoặc nhiễm bẩn nước sau xử lý bởi hệ thống thẩm thấu ngược đều được phát hiện nhanh chóng và cảnh báo tự động.
Các tính năng của máy phân tích BioTector TOC:
• Độ chính xác ±3% giá trị đọc
• Chứng nhận MCERT 99,86% thời gian hoạt động liên tục
• Yêu cầu bảo dưỡng thấp (2 lần/năm)
• Không yêu cầu hiệu chuẩn giữa lần bảo trì
• Công nghệ tự làm sạch
• Chi phí sở hữu thấp
• Dễ dàng hoạt động
• Thu hồi vốn đầu tư nhanh
• Công nghệ oxy hóa nâng cao hai giai đoạn (TSAO) đã được cấp bằng sáng chế
• Tùy chọn khu vực nguy hiểm và không nguy hiểm (ATEX)
Kết luận
Sử dụng hệ thống thẩm thấu ngược (RO) để xử lý nước là một giải pháp hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí để đáp ứng các yêu cầu về nước sạch. Tuy nhiên, các bộ lọc và màng thẩm thấu ngược dễ gặp các vấn đề về hiệu suất. Máy phân tích BioTector TOC của Hach giúp bảo vệ quy trình xử lý nước bằng cách theo dõi nước trước và sau xử lý để đảm bảo rằng nước không chứa chất gây ô nhiễm hữu cơ có thể ảnh hưởng đến màng RO và chất lượng nước sau xử lý, điều này có thể chỉ ra vấn đề lớn hơn trong quy trình. Sử dụng công nghệ Oxy Hóa Nâng Cao Hai Giai Đoạn (Two State Advanced Oxidation) đã được chứng minh và cấp bằng sáng chế quốc tế, máy phân tích BioTector TOC mang lại thời gian hoạt động, độ tin cậy và độ chính xác tối đa để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về chất lượng nước.