يشرح هذا الدليل الهندسي تحديد الجرعات الكيميائية لمعالجة المياه من المياه الخام إلى الأغشية والغلايات - ما الذي تفعله كل مادة كيميائية، وأين يتم حقنها، وكيفية تحديد حجمها، وكيفية تجنب التركيبات غير الآمنة أو غير الفعالة. وهو مكتوب لمحطات B2B (RO/UF/UF/EDI، الصناعية والبلدية) ويتضمن جداول سريعة وصيغ وملاحظات السلامة وقائمة مراجعة للشراء.
تمت كتابة دليل الجرعات الكيميائية لمعالجة المياه هذا للمهندسين الذين يحتاجون إلى قرارات سريعة وموثوقة بشأن المواد الكيميائية ونقاط الحقن.
نظرة عامة على الجرعات الكيميائية لمعالجة المياه (لقطة)
| المرحلة | المواد الكيميائية النموذجية | الهدف الرئيسي | عناصر التحكم الرئيسية |
|---|---|---|---|
| المياه الخام/المأخذ | هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl) | التطهير/مكافحة الحشف الحيوي | الكلور الحر ووقت التلامس؛ توافق المواد |
| التخثر / التوضيح | المخثرات غير العضوية؛ بوليمرات كاتيونية/أيونية | فصل سريع للسوائل الصلبة عن السائلة | الأس الهيدروجيني، وطاقة الخلط، والشيخوخة، ونقطة الحقن |
| الغسيل العكسي للتغذية المرتدة والتنظيف المكاني (CIP) | هيدروجين الصوديوم، حمض الهيدروكلوريك الصوديوم، كلوريد الهيدروجين، كلوريد الصوديوم، كلوريد الصوديوم (حسب ما يسمح به الغشاء) | إزالة الملوثات العضوية/غير العضوية؛ التعقيم | التسلسل الكيميائي والتركيز الكيميائي؛ التوافق الصارم |
| التغذية بالتناضح العكسي | مضاد للسكال؛ ثنائي كبريتيت الصوديوم (SBS) لإزالة الكلور؛ هيدروكسيد الصوديوم الاختياري للأس الهيدروجيني | التحكم في القشور؛ حماية أغشية السلطة الفلسطينية من المؤكسدات؛ تحسين عمليات الإزالة المحددة | LSI/CSI، الاسترداد، Cl₂ الحر < 0.05 مجم/لتر، وقت التفاعل والخلط |
| الكربون المنشط الحبيبي (GAC) | - | إزالة الكلور والمواد العضوية المتبقية | نظام الغسيل العكسي؛ منع غرامات الكربون في المصب |
| ماء الغلاية | أمين للأس الهيدروجيني؛ زبال الأكسجين؛ فوسفات | الحد من التآكل والتكلس في أنظمة البخار | تركيز الأكسجين، القلوية، توازن الفوسفات، الموصلية |
استخدم هذه النظرة العامة على الجرعات الكيميائية لمعالجة المياه لمواءمة الأهداف ونقاط الجرعات وعناصر التحكم في محطتك.
تطهير المياه الخام باستخدام هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl)
يشكل NaOCl حمض ناقص الكلور (HOCl)، وهو مؤكسد قوي للبكتيريا والطحالب والتحكم في الأغشية الحيوية الرقيقة في خزانات السحب أو خزانات المعادلة. الحفاظ على الكلور الحر المطلوب ووقت التلامس؛ والتحقق من التوافق في المصب (إزالة الكلور من GAC أو SBS قبل التناضح العكسي).
- لا تفعل خلط الأحماض مع هيبوكلوريت-هذا يمكن أن يطلق غاز الكلور.
- احتفظ بمزلقة الجرعات والتخزين منفصلة عن بعضها البعض؛ وقم بحمايتها من الحرارة وأشعة الشمس للحد من التحلل.
- تسجيل الكلور المتبقي ودوران الخزان؛ تصميم الاحتواء الثانوي.
التخثر والتلبد
يعمل التخثر على تحييد الشحنات على الغرويات؛ حيث تعمل البوليمرات على ربط الجسيمات في كتل قابلة للاستقرار. التحسين عن طريق اختبار الجرة ثم التحكم في الأس الهيدروجيني وطاقة الخلط (الخلط السريع ← التلبد)، ووقت تعتيق البوليمر، ونقطة الحقن الدقيقة بالنسبة للخلاطات وأجهزة التصفية/المرشحات.
- ابدأ بتركيز منخفض من البوليمر (على سبيل المثال، 0.1-0.3%) وزيادته حسب الاستجابة.
- مراقبة العكارة و SDI الخارجة من مرشحات الوسائط المتعددة لحماية مجرى الترشيح النهائي للتغذية الفائقة/التصفية بالترشيح.
تحديد الجرعات الكيميائية لتنظيف ومعالجة المياه بالتغذية فوق البنفسجية
تجمع أغشية UF عادةً بين التنظيف القلوي للمواد العضوية/الفيلم الحيوي، و خطوة الحمض للمقياس غير العضوي (على سبيل المثال، CaCO₃، والحديد)، و-إذا كان مسموحًا به- التعقيم التأكسدي الخطوة. اختر التسلسل بناءً على تشخيص المواد الكريهة؛ لا تخلط هيبوكلوريت مع الأحماض أبدًا.تتطلب الجرعات الكيميائية الفعالة لمعالجة المياه على أغشية الترشيح بالتغذية الفائقة التسلسل الصحيح والتوافق الآمن.
- تعيين فترات الغسيل العكسي حسب اتجاهات انخفاض التدفق والضغط عبر الغشاء (TMP).
- بالنسبة للتنظيف المكاني دون اتصال بالإنترنت، اعزل، وانقع، وأعد التدوير، ثم قم بالتدفق البطيء إلى درجة حموضة وموصلية متعادلة.
تحديد الجرعات الكيميائية لمعالجة المياه بالتناضح العكسي
تركّز الجرعات الكيميائية لمعالجة المياه بالتناضح العكسي على إزالة الكلور والتحكم في مضادات الكلور مع التحقق من وقت المكوث.
5.1 إزالة الكلور باستخدام بيسلفيت الصوديوم (SBS)
أغشية البولي أميد RO حساسة للكلور. تقلل الكلور الحر إلى < 0.05 ملغم/لتر قبل العنصر الأول. توفير خلط كافٍ (خلاط ثابت) ووقت تفاعل كافٍ.
تحجيم سريع: لكل 1.0 ملجم/لتر من الكلور الحر، جرعة ≈ 1.8 - 3.0 ملغم/لتر من SBS (بما في ذلك عامل الأمان).
القياس المتكافئ: 1.47 مجم/لتر SBS لكل 1.0 مجم/لتر كلوريد الكربون (نظريًا).
الممارسة الجيدة: 20-30 ثانية من مكوث الأنبوب بعد الحقن، ثم التحقق من Cl₂ المتبقي = عدم الكشف.
5.2 مضاد للسوائل (وملاحظات SHMP)
استخدم مضادات التكلس الحديثة المطابقة لكيمياء المياه واستعادتها. يمكن أن يتحلل سداسي ميتافوسفات الصوديوم (SHMP) التاريخي أثناء التخزين وقد يعزز قشور فوسفات الكالسيوم؛ استخدم فقط عند تحديده وقم بتحديث المحاليل بشكل متكرر.
- تأكيد مؤشرات التحجيم (LSI/CSI) وحدود الكبريتات/السيليكا وأهداف الاسترداد في برنامج التصميم.
- التنسيق مع الجرعات الحمضية إذا لزم الأمر لتوسيع نافذة التحجيم.
5.3 تعديل الأس الهيدروجيني والحالات الخاصة
يحسن رفع الأس الهيدروجيني باستخدام هيدروكسيد الصوديوم قبل التناضح العكسي عالي الأس الهيدروجيني (على سبيل المثال، التناضح العكسي ثنائي المسار/التناضح الحراري) من إزالة الأحماض الضعيفة مثل ثاني أكسيد الكربون والسيليكا والبورون. يزيد ارتفاع الأس الهيدروجيني من درجة الحموضة ويزيد من درجة الحموضة المنخفضة ويمكن أن يعجل CaCO₃/Fe/Mn-استخدام التليين/إزالة الحديد أو التحمض المسبق حسب الحاجة.
5.4 الكربون المنشط الحبيبي (GAC)
يحمي GAC التناضح العكسي RO عن طريق إزالة المؤكسدات والمواد العضوية المتبقية. الغسيل العكسي بشكل كافٍ وغسل الكربون الجديد لتجنب نمو الجسيمات الدقيقة والميكروبات. الاحتفاظ بسجلات للضغط التفاضلي وتدفق الغسيل العكسي.
تحديد الجرعات الكيميائية لمعالجة مياه الغلايات
تستخدم أنظمة البخار مجموعة أدوات كيميائية مختلفة: القلويات (الأمينات) لرفع الأس الهيدروجيني وتقليل تآكل حمض الكربونيك, كاسحات الأكسجين (على سبيل المثال، الهيدرازين أو بدائله) لتقليل التشبع الضوئي، و الفوسفات للتحكم في أنظمة الترسيب في الحوض. تتبُّع ضغط الدم والقلوية وتوازن الفوسفات والحديد/النحاس والتوصيلية في نقاط محددة لأخذ العينات.
السلامة والتوافق الكيميائي
- لا تخلط الأحماض مع الهيبوكلوريت (خطر غاز الكلور).
- فصل المؤكسدات عن المخفضات (NaOCl مقابل SBS) بواسطة خطوط مخصصة وصمامات عزل.
- استخدم مواد متوافقة (SS304/316L، UPVC، PTFE). توفير احتواء ثانوي وغسل العينين/دش في مكان قريب.
- توسيم الصهاريج والخزانات النهارية؛ تنفيذ أقفال بينية للإنذارات الخاصة بالتغذية الزائدة/المستوى المنخفض.
المزيد من القراءة: موارد اتحاد البيئة المائية و أبحاث وكالة حماية البيئة في مجال المياه.
تخطيط تخزين الجرعات الكيميائية لمعالجة المياه وفصلها لمنع تلامس المؤكسدات والمخفضات.
أساسيات الجرعات والتحضير
- استقرار المحلول: قم بتحديث SBS و SHMP بشكل متكرر؛ قم بتخزينها في مكان مغلق وبارد وبعيدًا عن الضوء المباشر.
- منطق النسخ الاحتياطي: استخدام الجرعات بوتيرة التدفق مع التشذيب اليدوي؛ إضافة أجهزة تحليل المخلفات حيثما كان ذلك عمليًا (Cl₂، ORP، الأس الهيدروجيني).
- نقاط الحقن: ضعها في أعلى منابع الخلاطات مع التحقق من الإقامة (إزالة الكلور بالتناضح العكسي ≥ 20-30 ثانية).
قائمة التحقق المرجعية
- الماء الخام: Cl₂ الحر ضمن المواصفات؛ تحقق وقت التلامس.
- التخثر: تم توثيق منحنى اختبار الجرة؛ تم تحقيق أهداف التعكر/المؤشر الجانبي المُنخفض للعمق.
- UF: خط الأساس للتدفق/خط الأساس TMP؛ التحقق من صحة تسلسل التنظيف المكاني؛ الشطف النهائي إلى محايد.
- RO: كلوريد الكربون الحر₂ غير مكتشف؛ تم التحقق من وقت تفاعل SBS؛ نافذة مضاد السوائل جيدة؛ الأس الهيدروجيني/التعافي ثابت.
- GAC: اكتمل جدول الغسيل العكسي وسجلات ΔP.
- الغلاية: ضغط الدم/الأس الهيدروجيني/الفوسفات/التوصيل ضمن الحدود؛ فحص مؤشرات التآكل.
الأخطاء الشائعة والإصلاحات السريعة
- أكسدة غشاء التناضح العكسي: إزالة الكلور غير كافٍ ← زيادة SBS، والتحقق من الخلاط الساكن والمكوث، وإعادة اختبار Cl₂.
- تنظيف UF غير فعال: تشخيص خاطئ للرائحة الكريهة → تبديل ترتيب أو تركيز الحمض/المواد الكاوية؛ تمديد فترة النقع.
- غرامات الكربون في التناضح العكسي: عدم كفاية التنظيف/الغسيل العكسي للوسائط الجديدة → تمديد الغسيل العكسي وإضافة مصفاة.
- تحجيم الغلاية: اختلال توازن الفوسفات/القلوية → ضبط الجرعات والتفريغ؛ التحقق من مجموعات الاختبار.
الأسئلة الشائعة
لماذا جرعة ثنائي كبريتيت الصوديوم قبل التناضح العكسي؟
أغشية البولي أميد RO معرضة للأكسدة. يقلل SBS من الكلور الحر لحماية الغشاء؛ ويوفر وقت الخلط والتحقق من عدم اكتشاف بقايا قبل العنصر الأول.
هل يمكن استخدام SHMP كمادة مضادة للأكسدة؟
يمكن ذلك في الأنظمة القديمة، ولكنها تتحلل مائيًا في التخزين ويمكن أن تشكل قشور فوسفات الكالسيوم. ويفضل استخدام مضادات القشور الحديثة للحصول على أداء مستقر ويمكن التنبؤ به.
كيف يمكنني تحديد الحمض أولاً أم الكاوية أولاً للتنظيف بالتغذية الفائقة/التنظيف بالتقطير السطحي؟
اختر حسب نوع المادة الكريهة: قشور الكربونات/المعادن ← الحمض أولاً؛ المواد العضوية/المواد الكريهة الحيوية ← الكاوية أولاً. اتبع دائمًا حدود تصنيع المعدات الأصلية للغشاء.
متى يجب رفع الأس الهيدروجيني قبل التناضح العكسي؟
في التناضح العكسي ثنائي المسار أو التناضح العكسي عالي الأس الهيدروجيني (HERO) لتحسين إزالة ثاني أكسيد الكربون والسيليكا والبورون - مع التحكم في مخاطر ترسيب كربونات الكالسيوم والحديد/المنغنيز.
الخطوات التالية: احصل على خطة جرعات لمصنعك
قم بتحميل تحليل المياه الخاص بك (التدفق، الأس الهيدروجيني، القلوية، كلوريد الكربون الحر، كلوريد الكربون الحر، SDI/التعكر، الاسترداد، السيليكا/البورون، معلمات الغلاية) وسنعيد لك اقتراح الجرعات ومسودة قائمة المواد في غضون 24 ساعة. طلب مراجعة →
القراءة والأجزاء ذات الصلة: نظرة عامة على نظام التناضح العكسي, دليل غشاء UF, مضخات الجرعات وملحقاتها, خزانات ومشعبات الفولاذ المقاوم للصدأ.
فريق ستارك لهندسة المياه - تصميم العمليات والتشغيل التجريبي واستكشاف الأخطاء وإصلاحها