哈希（HACH）中国：EZ7300 ATP 分析仪在回用水及反渗透处理单元中的应用

背景介绍

美国 A 县地下水补给系统（GWRS）每天生产 1 亿加仑的净化水，以补充地下水（这是该地区的主要饮用水供应），并维持当地的地下海水入侵屏障。GWRS 先进的水净化设施采用多重屏障方法，通过微滤（MF）、反渗透（RO）和添加过氧化氢的紫外线消毒（UV/H2O2）对二级处理的废水进行循环处理。为了遵守当地法规并证明废水的有效处理，当地饮用水再利用设施需要证明其整体处理方案具有较高的对数去除率（LRV），确保有效去除细菌、贾第虫、隐孢子虫、病毒和其他有害污染物。

传统的在线监测指标如总溶解固体和总有机碳（TOC），仅显示 1-2 个微生物对数去除率，这些值远低于过去研究中通过 RO 证明的 6 个微生物对数去除率。为了获得更大的对数监测去除监测效果，ATP（三磷酸腺苷）作为膜完整性监测一种替代方案被应用到反渗透 RO 系统出水监测中，如下图 1 所示。

图1 EZ7300 ATP 现场安装图

应用情况

在这次的试用过程中，ATP 参数被选为一种潜在的替代每物由于它的特异性和相对较大的尺寸（507 道尔顿），它的高分子量使它很容易被 RO 去除。哈希 EZ7300 ATP 分析仪用来测量 OCWD 高级水净化设施 RO 膜进水和 RO 渗透液中的游离 ATP，设定如下所示：

• 游离 ATP 每 30 分钟测量一次，持续 5 个月

• 高灵敏度和稳定的试剂安装在分析仪中，并由内部冷却系统稳定

• 自动酸/碱清洗和冲洗循环，确保样品污染降至最低

与细菌细胞内结合的细胞ATP相反，游离ATP溶解在水样品的细胞外部分中，由于需要证明溶解在水中的（大）分子去除率，因此选择游离ATP而不是胞内ATP作为LRV监测的指示参数。下图2显示了RO进样（黄色）和RO出水（绿色）中的游离ATP以及计算的LRV（蓝色）。在连续5个月的在线游离ATP分析中，游离ATP平均值为3.03，最小值为2.60，最大值为3.30。

实验研究成功地表明，通过RO处理工艺去除游离ATP，可以通过RO进样和RO出水之间的游离ATP值之间的差异得到证明。其中2019年11月的数据缺口是由于试点水源不可用，2020年数据缺口是新冠肺炎大流行的结果。

图2 RO膜进、出水ATP及LRV趋势图

结论

EZ7300 ATP 分析仪客户试用为 RO 反渗透工艺评价提供了一个新的思路，证明反渗透过程的连续完整性，客户已采购该仪表用于日常的生产运行过程控制。该监测分析仪为客户提供以下额外的好处：

• 与传统的 TOC 和电导率监测相比，在线监测整个反渗透系统中游离 ATP 可产生更高的LRV

• 改进对反渗透完整性监测可以允许更大的微生物 LRV 监管信用

• 更高的 LRV 去除率增加了行业和公众对 RO 膜去除病原微生物能力的的信心

• 分析仪的自清洁程序可确保不会发生样品残留和仪器污染