背景介紹

美國 A 縣地下水補給系統（GWRS）每天生產 1 億加侖的凈化水，以補充地下水（這是該地區的主要飲用水供應），并維持當地的地下海水入侵屏障。GWRS 先進的水凈化設施采用多重屏障方法，通過微濾（MF）、反滲透（RO）和添加過氧化氫的紫外線消毒（UV/H2O2）對二級處理的廢水進行循環處理。為了遵守當地法規并證明廢水的有效處理，當地飲用水再利用設施需要證明其整體處理方案具有較高的對數去除率（LRV），確保有效去除細菌、賈第蟲、隱孢子蟲、病毒和其他有害污染物。

傳統的在線監測指標如總溶解固體和總有機碳（TOC），僅顯示 1-2 個微生物對數去除率，這些值遠低于過去研究中通過 RO 證明的 6 個微生物對數去除率。為了獲得更大的對數監測去除監測效果，ATP（三磷酸腺苷）作為膜完整性監測一種替代方案被應用到反滲透 RO 系統出水監測中，如下圖 1 所示。

圖1 EZ7300 ATP 現場安裝圖

應用情況

在這次的試用過程中，ATP 參數被選為一種潛在的替代每物由于它的特異性和相對較大的尺寸（507 道爾頓），它的高分子量使它很容易被 RO 去除。哈希 EZ7300 ATP 分析儀用來測量 OCWD 高級水凈化設施 RO 膜進水和 RO 滲透液中的游離 ATP，設定如下所示：

• 游離 ATP 每 30 分鐘測量一次，持續 5 個月

• 高靈敏度和穩定的試劑安裝在分析儀中，并由內部冷卻系統穩定

• 自動酸/堿清洗和沖洗循環，確保樣品污染降至最低

與細菌細胞內結合的細胞ATP相反，游離ATP溶解在水樣品的細胞外部分中，由于需要證明溶解在水中的（大）分子去除率，因此選擇游離ATP而不是胞內ATP作為LRV監測的指示參數。下圖2顯示了RO進樣（黃色）和RO出水（綠色）中的游離ATP以及計算的LRV（藍色）。在連續5個月的在線游離ATP分析中，游離ATP平均值為3.03，最小值為2.60，最大值為3.30。

實驗研究成功地表明，通過RO處理工藝去除游離ATP，可以通過RO進樣和RO出水之間的游離ATP值之間的差異得到證明。其中2019年11月的數據缺口是由于試點水源不可用，2020年數據缺口是新冠肺炎大流行的結果。

圖2 RO膜進、出水ATP及LRV趨勢圖

結論

EZ7300 ATP 分析儀客戶試用為 RO 反滲透工藝評價提供了一個新的思路，證明反滲透過程的連續完整性，客戶已采購該儀表用于日常的生產運行過程控制。該監測分析儀為客戶提供以下額外的好處：

• 與傳統的 TOC 和電導率監測相比，在線監測整個反滲透系統中游離 ATP 可產生更高的LRV

• 改進對反滲透完整性監測可以允許更大的微生物 LRV 監管信用

• 更高的 LRV 去除率增加了行業和公眾對 RO 膜去除病原微生物能力的的信心

• 分析儀的自清潔程序可確保不會發生樣品殘留和儀器污染