بازدارنده های رسوب در آب شیرین کن ها
بدون روش ممبرین های اسمز معکوس که به اصطلاح RO میگویند باعث رسوب بخشی نمک های محلول میگردد. میتوان به کربنات کلسیم, سولفات باریم, سولفات استرانسیم اشاره کرد. در شکل 1 میتوانید اثر رسوب بر روی نرخ تولید آب دستگاه تصفیه آب RO مشاهده کنید. در زمان القا دبی واحد به سرعت کم میشود. القا بسته به نوع رسوب و درجه فوق اشباعیت نمک های محلول قابل تغییر میباشد. بطور مثال درطول زمان القا برای کربنات کلسیم کم تر از رسوب سولفات و سولفات کلسیم میباشد. شویندگانی وجود دارند برای رسوب کردن املاح ولی پرهزینه میباشند و بیشتر از المان RO استفاده میشود که متاسفانه شستشو را سخت و وقتگیر میکند و همچنین باید به این نکته توجه کرد که این رسوب سبب آسیب دیدن سطوح ممبرین میشود.
روش های کنترل رسوب در دستگاه تصفیه آب
3 فرآیند برای کنترل رسوب استفاده میشود:
اضافه کردن آنتی اسکالانت (Antiscalant addition)
نرم سازی با زئولیت (Zeolite softening)
اسید زنی (Acidification)
اسید زنی:
اسید باعث تخریب یون های کربنات میگردد. این امر منجر به جلوگیری رسوب کربنات کلسیم در دستگاه تصفیه آب میشود. اگرچه این راه حل مانع از تشکیل رسوب کربنات کلسیم میشود اما تزریق اسید برای جلوگیری از انواع دیگر رسوب ها مانند سولفات کلسیم بی فایده میباشد. استفاده از اسید سولفوریک سبب رسوب سولفات میشود چرا که اسید سولفوریک دارای یون سولفور است و برای رفع این مشکل باید از اسید کلریدریک استفاده شود, اما هزینه آن بیشتر است.
از جمله معایب دیگر خورندگی اسید میباشد, هزینه نگه داری تانک های ذخیره, تجهیزات مونیترینگ و کاهش اسید آب تصفیه شده میباشد. درصورتی که فرآیند گاز زدایی, دی اکسید کربن موجود در آب تصفیه سیستم هایی با اسید زنی باعث افزایش هزینه احیا عملیات تعویض یون میشود.
نرمسازی با زئولیت:
عملیات نرمسازی با بکار بردن از زئولیت شامل بکارگیری رزین جابجایی کاتیونی اسیدی قوی با فرم یونی سدیم میباشد. سدیم موجود در رزین با یون های کلسیم و منیزیم موجود در خوراک واحد RO تعویض می شود. این واکنش ها به شکل معادلات شیمیایی زیر است. NaZ معرف رزین زئولیت - سدیم است. Ca و Mg به ترتیب کلسیم و منیزیم هستند.
Mg+2 + 2NaZ → 2Na+ + MgZ2
Ca+2 + 2NaZ → 2Na+ + CaZ2
زمانی که کلیه یون های سدیم با کلسیم و منیزیم تعویض شد، رزین بواسطه محلول کلرید سدیم مهیا میشود. عملیات نرم سازی با زئولیت نیاز به تزریق مکرر اسید و آنتی اسکالانت را برطرف مینماید. برخی از پیامدهای جانبی عملیات نرمسازی با زئولیت شامل حذف مواد آلی موجود درRO و باعث کاهش فولینگ سطوح ممبرین توسط آلودگی های کلوئیدی است.
درهنگامی که اسید و آنتی اسکالانت را اضافه میکنید، مهمترین مشکل عملیات نرمسازی، هزینه است. جدول زیر مقایسه بین هزینه های مابین نرمسازی و تزریق آنتی اسکالانت را در اندازه های متفاوت سختی را نمایش میدهد. این جدول براساس یک سیستم RO با ظرفیت هفتاد و پنج گالن در شصت ثانیه آب تصفیه شده و 75 درصد ریکاوری میباشد. که شامل هزینه های مصرفی احیا رزین نمی شود هر چند که در بعضی مکانها این هزینه ها زیاد میباشد. با توجه به هزینه های تجهیزاتی و تحلیل بهایی مشخص است که عملیات نرم سازی در هیچ یک از مقادیر سختی قابل رقابت با تزریق آنتی اسکالانت نیست.
آنتی اسکالانت:
آنتی اسکالانت ها مواد فعالی هستند که در عملیات رسوب به سه صورت اضافه میشوند:
• ممانعت در غلظت های کم آستانه
• درست کردن کریستال
• پراکندگی
ممانعت در غلظت های کم آستانه ای شامل توانایی یک آنتی اسکالانت در حفظ محلولهای فوق اشباع بخشی از نمک های حل شده در محلول. هنگامی که کریستال ها در لای زیر میکروسکوپی شکل میگیرند، بخش هایی که بر روی مولکول آنتی اسکالانت به قطب مثبت هسته رسوب شده حمله میکند و باعث متوقف کردن تعادل بار الکترونیکی لازم جهت ادامه رشد کریستال می شوند.
تصویر 2 فرآیند کم آستانه ای کربنات کلسیم را نمایش میدهد. در تصویر، آنتی اسکالانت R رشد کریستال را با حرکت به بارهای مثبت کلسیم در گوشه های کریستال نگه میدارد.
درست کردن کریستال به این معنی میباشد که خاصیت یک آنتی اسکالانت در متحول کردن اشکال کریستال میباشد هنگامی که کریستالهای رسوب توسط این مواد کامل می شوند.
پراکندگی عبارت است از توانایی بعضی آنتی اسکالانت ها در جذب شدن بر روی کریستال ها و یا ذرات کلوئیدی و انتقال مقدار بالایی بار آنیونی به آنها.
آنتی اسکالانت (دکیوست) برای جداسازی لایه ها و غشاها مورد استفاده قرار میگیرد. کارایی بالا، سازگار بودن ممبرین و توانایی این را دارد تا در عملیات های شیمیایی صورت گرفته در امر تصفیه آب، از جمله ویژگیهای آنتی اسکالانت های است.
بدون روش ممبرین های اسمز معکوس که به اصطلاح RO میگویند باعث رسوب بخشی نمک های محلول میگردد. میتوان به کربنات کلسیم, سولفات باریم, سولفات استرانسیم اشاره کرد. در شکل 1 میتوانید اثر رسوب بر روی نرخ تولید آب دستگاه تصفیه آب RO مشاهده کنید. در زمان القا دبی واحد به سرعت کم میشود. القا بسته به نوع رسوب و درجه فوق اشباعیت نمک های محلول قابل تغییر میباشد. بطور مثال درطول زمان القا برای کربنات کلسیم کم تر از رسوب سولفات و سولفات کلسیم میباشد. شویندگانی وجود دارند برای رسوب کردن املاح ولی پرهزینه میباشند و بیشتر از المان RO استفاده میشود که متاسفانه شستشو را سخت و وقتگیر میکند و همچنین باید به این نکته توجه کرد که این رسوب سبب آسیب دیدن سطوح ممبرین میشود.
روش های کنترل رسوب در دستگاه تصفیه آب
3 فرآیند برای کنترل رسوب استفاده میشود:
اضافه کردن آنتی اسکالانت (Antiscalant addition)
نرم سازی با زئولیت (Zeolite softening)
اسید زنی (Acidification)
اسید زنی:
اسید باعث تخریب یون های کربنات میگردد. این امر منجر به جلوگیری رسوب کربنات کلسیم در دستگاه تصفیه آب میشود. اگرچه این راه حل مانع از تشکیل رسوب کربنات کلسیم میشود اما تزریق اسید برای جلوگیری از انواع دیگر رسوب ها مانند سولفات کلسیم بی فایده میباشد. استفاده از اسید سولفوریک سبب رسوب سولفات میشود چرا که اسید سولفوریک دارای یون سولفور است و برای رفع این مشکل باید از اسید کلریدریک استفاده شود, اما هزینه آن بیشتر است.
از جمله معایب دیگر خورندگی اسید میباشد, هزینه نگه داری تانک های ذخیره, تجهیزات مونیترینگ و کاهش اسید آب تصفیه شده میباشد. درصورتی که فرآیند گاز زدایی, دی اکسید کربن موجود در آب تصفیه سیستم هایی با اسید زنی باعث افزایش هزینه احیا عملیات تعویض یون میشود.
نرمسازی با زئولیت:
عملیات نرمسازی با بکار بردن از زئولیت شامل بکارگیری رزین جابجایی کاتیونی اسیدی قوی با فرم یونی سدیم میباشد. سدیم موجود در رزین با یون های کلسیم و منیزیم موجود در خوراک واحد RO تعویض می شود. این واکنش ها به شکل معادلات شیمیایی زیر است. NaZ معرف رزین زئولیت - سدیم است. Ca و Mg به ترتیب کلسیم و منیزیم هستند.
Mg+2 + 2NaZ → 2Na+ + MgZ2
Ca+2 + 2NaZ → 2Na+ + CaZ2
زمانی که کلیه یون های سدیم با کلسیم و منیزیم تعویض شد، رزین بواسطه محلول کلرید سدیم مهیا میشود. عملیات نرم سازی با زئولیت نیاز به تزریق مکرر اسید و آنتی اسکالانت را برطرف مینماید. برخی از پیامدهای جانبی عملیات نرمسازی با زئولیت شامل حذف مواد آلی موجود درRO و باعث کاهش فولینگ سطوح ممبرین توسط آلودگی های کلوئیدی است.
درهنگامی که اسید و آنتی اسکالانت را اضافه میکنید، مهمترین مشکل عملیات نرمسازی، هزینه است. جدول زیر مقایسه بین هزینه های مابین نرمسازی و تزریق آنتی اسکالانت را در اندازه های متفاوت سختی را نمایش میدهد. این جدول براساس یک سیستم RO با ظرفیت هفتاد و پنج گالن در شصت ثانیه آب تصفیه شده و 75 درصد ریکاوری میباشد. که شامل هزینه های مصرفی احیا رزین نمی شود هر چند که در بعضی مکانها این هزینه ها زیاد میباشد. با توجه به هزینه های تجهیزاتی و تحلیل بهایی مشخص است که عملیات نرم سازی در هیچ یک از مقادیر سختی قابل رقابت با تزریق آنتی اسکالانت نیست.
آنتی اسکالانت:
آنتی اسکالانت ها مواد فعالی هستند که در عملیات رسوب به سه صورت اضافه میشوند:
• ممانعت در غلظت های کم آستانه
• درست کردن کریستال
• پراکندگی
ممانعت در غلظت های کم آستانه ای شامل توانایی یک آنتی اسکالانت در حفظ محلولهای فوق اشباع بخشی از نمک های حل شده در محلول. هنگامی که کریستال ها در لای زیر میکروسکوپی شکل میگیرند، بخش هایی که بر روی مولکول آنتی اسکالانت به قطب مثبت هسته رسوب شده حمله میکند و باعث متوقف کردن تعادل بار الکترونیکی لازم جهت ادامه رشد کریستال می شوند.
تصویر 2 فرآیند کم آستانه ای کربنات کلسیم را نمایش میدهد. در تصویر، آنتی اسکالانت R رشد کریستال را با حرکت به بارهای مثبت کلسیم در گوشه های کریستال نگه میدارد.
درست کردن کریستال به این معنی میباشد که خاصیت یک آنتی اسکالانت در متحول کردن اشکال کریستال میباشد هنگامی که کریستالهای رسوب توسط این مواد کامل می شوند.
پراکندگی عبارت است از توانایی بعضی آنتی اسکالانت ها در جذب شدن بر روی کریستال ها و یا ذرات کلوئیدی و انتقال مقدار بالایی بار آنیونی به آنها.
آنتی اسکالانت (دکیوست) برای جداسازی لایه ها و غشاها مورد استفاده قرار میگیرد. کارایی بالا، سازگار بودن ممبرین و توانایی این را دارد تا در عملیات های شیمیایی صورت گرفته در امر تصفیه آب، از جمله ویژگیهای آنتی اسکالانت های است.
دیدگاه ها