آنتی اسکالانت ها مواد شیمیایی هستند که برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن و ته نشین شدن رسوبات در غشای RO در دستگاه تصفیه آب استفاده می شوند. پوسته شدن ممکن است شامل مواد معدنی مانند سولفات کلسیم، کربنات کلسیم، سولفات باریم، سیلیس، فلوراید کلسیم و سولفات استرانتیوم باشد. باید قبل از اینکه غشای RO تخریب شود و رسوبات سولفات، کربنات کلسیم و سایر مواد معدنی را به آب اضافه کند دوز معینی از آنتی اسکالانت را به آن بیافزاید.
مواد شیمیایی آنتی اسکالانت برای فرآوری آب تغذیه شده در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس با کیفیت بسیار پایین برای افزایش نرخ بازیافت آن استفاده می شود. هنگامی که از آنتی اسکالانت ها به طور مناسب استفاده می شود، می توان زمان تمیز کردن غشا را از چند هفته تا سال ها گسترش داد. بدون آنتی اسکالانت ها، سیستم های غشایی نمی تواند به خوبی در صنعت درمان و تصفیه آب عمل کند.
دوز آنتی اسکالانت ها در برابر تبادل یونی
با افزایش استفاده از فرایندهای تصفیه غشا، مسائل شکل گیری پوسته شدن (مقیاس) در نتیجه افزایش غلظت غشا نیز در حال افزایش است؛ این مموضوع به شدت بر عملکرد سیستم های تصفیه تأثیر می گذارد، به خصوص در غشاهای نانوفیلتر NF و غشا های دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس RO.
در زمان استفاده از دستگاههای تصفیه آب اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون، همیشه باید از پوسته پوسته شدن غشاها جلوگیری کنید. هنگامی که غشای RO و یا NF پوسته پوسته شود، نرخ جریان کاهش می یابد و پمپ بیش از حد بارگیری می شود. دو روش برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن در سیستم اسمز معکوس وجود دارد.
1) آب نرم یا نرم کننده آب
2) سیستم آنتی اسکالانت
در حالی که هر دو روش به عنوان یک روش پیش پردازشی قبل از یک سیستم غشایی موثر هستند، تصمیمات ما در آنتخاب آنها به اندازه سیستم نیز بستگی دارد. برای سیستم های کوچکتر با میزان تغذیه آب کمتر از 20 گالن در دقیقه، ممکن است افزودن آنتی اسکالانت به میزان 5/0 ppm در جریان آب ورودی مشکل باشد. اگر تزریق آنتی اسکالانت به سیستمی با تغذیه 20 گالن در دقیقه با نرخ 4 ppm باشد، میزان محلول استاندارد آنتی اسکالانت مورد نیاز در هر 24 ساعت اجرا چیزی در حدود 0.11 گالن است. با رقیق کردن آنتی اسکالانت به میزان 9: 1، نرخ تزریق به 1/1 گالن در هر 24 ساعت می رسد. در طول همان دوره، بسته به سطح سختی آب تغذیه شده، نرم کننده تبادل یون ممکن است حدود 75 پوند نمک برای بازسازی (5 دانه / گالن یا 85 پیمانه از کل سختی) نیاز داشته باشد. ممکن است یک سیستم با این اندازه (نرخ جریان 20 گالن در دقیقه، دارای سختی 10 گرم در گالن) را به عنوان نقطه اوج برای مقایسه بین نرم کننده تبادل یون و تزریق آنتی اسکالات در نظر بگیرید. همانطور که سیستمها بزرگتر میشوند، هم میزان استفاده از نمک بیشتر استفاده می شود و هم نیاز به میزان تزریق آنتی اسکالانت بیشتری دارد. با این حال، هزینه تجهیزات به طور تقریبی برای تزریق آنتی اسکالانت و افزایش سایز نرم کننده ها نیز یکسان می باشد. در مثال فوق، اپراتور از هر 75 پوند برای تهیه نمک و یا .11 گالن آنتی اسکالانت برای کنترل پوسته شدن غشاء استفاده می کند. به طور کلی، مواد شیمیایی آنتی اسکالانت ها ارزان تر از نمک هستند. در حالت کلی، سیستم های فاضلاب بهداشتی و سیستم های سپتیک، کلرید سدیم را که در نرم کننده ها استفاده می شود، را مناسب نمی داند، زیرا ممکن است تأثیر منفی بر روش های بیولوژیکی که اغلب مورد استفاده قرار می گیرد، داشته باشد. یک راه حل برای حل این مشکل، جایگزینی پتاسیم است، گرچه گرانتر از کلرید سدیم است.
علاوه بر این، یکی دیگر از نگرانی های اصلی، کنترل اجزاء است. اگر مقیاس(پوسته شدن) مربوط به سختی آب تنها مسئله موجود نباشد (مثلا سیلیکا، سطح پایین فلزات حل نشده)، پس استفاده از آنتی اسکالانت ها و یا ضد عفونی کننده ها می تواند کنترل وسیع تر و یا هدفمندتری ارائه به ما ارائه دهد. علاوه بر این، نرم کننده ها نیاز به نگهداری و تعمیر دارند تا این اطمینان حاصل شود که به خوبی به کار خود ادامه می دهند.
نرم کننده آب:
آب که حاوی سطح بالایی از کلسیم و منیزیم است را "آب سخت" می نامند به دلیل وجود کلسیم و منیزیم در آن که می تواند با یون های دیگر ترکیب شوند و رسوبات سختی را بر روی سطوح که آنها لمس می کنند ب جای بگذارند.
یک نرم کننده ی مبدل یونی می تواند مشکلات سختی آب را کاهش دهد و یا آنها را از بین ببرد و به عنوان یک روش پیشگیرانه مناسب برای سیستم RO آب شیرین عمل کند. روش تبادل یون با حذف سختی ایجاد شده توسط یون هایی مانند کلسیم و منیزیم و جایگزینی آنها با یون هایی که باعث سختی آب نمی شوند، عمل می کند. این فرآیند برگشت پذیر است و بوسیله یک رزین مصنوعی به عنوان وسیله ای برای انجام مبادله انجام می پذیرد. پس از اینکه رزین با یونهای ناخواسته اشباع شده (رزین دارای بیشترین وابستگی به این یونهای ناخواسته مانند کلسیم، منیزیم و دیگر کاتیونهاست) است، با شستشو آن با یک محلول یون مورد نظر، که در اینجا NaCl مورد نظر ماست دوباره به زندگی باز می گردد.
مزایا:
+ کاهش سختی آب به کمتر از 1 دانه در هر گالن (GPG)
+ مواد شیمیایی در آن مورد نیاز نیست
+ این روش می تواند اثرات آهن و منگنز را حذف کند
+ انتخاب بهتر برای سیستم های کوچکتر
معایب:
- هزینه سرمایه بالا
- در بازسازی آن آب به هدر می رود
- سیستم فاضلاب بهداشتی و سیستم های سپتیک استفاده از کلرید سدیم را مفید نمی دانند
- نیاز به حجم زیادی از آب برای شست وشو و بازسازی
- هزینه افزایشی پمپاژ (هزینه های الکتریکی) به علت افت فشار
- کیسه های سنگین نمک (NaCl)
- هزینه های بالا تجهیزات و هزینه های عملیاتی
- زمانی که TDS آب بالاتر از 2500ppm باشد را اعلام نمی کند
سیستم آنتی اسکالانت و ضدعفونی کننده ها:
سیستم های غشایی RO و یا NF که از آنتی اسکالانت استفاده می کنند از رسوب های معدنی جلوگیری می کنند و بنابراین می توانند برای مدت زمان طولانی بین زمان پاک شدن غشاء به خوبی عمل کنند. همچنین، آنتی اسکالانت ها اجازه می دهد تا سیستم های غشایی RO آب خالص بیشتر از هر گالن آب تغذیه شده به RO را در اختیار ما قرار دهند نسبت به مدلی که از آنتی اسکالانت استفاده نمی کند. همچنین پوسته شدن را تا میزان اشباع 100 برابر و یا بالاتر کنترل می کند.
ضد انفجار می تواند برای کنترل رسوبات کربنات رسوبات سولفات و رسوبات فلوراید کلسیم استفاده شود. به طور کلی سه نوع مهار کننده مختلف برای بازداری از پوسته شدن وجود دارد: هگزامتافسفات سدیم (SHMP)، ارگانوفسفونات ها و پلی اکریلات ها. این مواد شیمیایی با یک یا چند مکانیزم مرتبط کار می کنند که باعث اختلال در عملکرد رسوبات و جلوگیری از رشد کریستال ها می شود.
مزایا:
+ هیچ نمک مورد نیاز نیست
+ بر روی سیلیس SiO2، آهن، منگنز، کربنات ها، سولفات ها و دیگران موثر است
+ نیازمند کنترل کمتری است
+ عمر غشاء RO یا NF را افزایش می دهد
+ با 150 دانه از سختی آب کار می کند
+ هزینه های عملیاتی کمتر از سیستم ها نرم کننده آب
معایب:
- صحت رقیق سازی آن کم است
- نرخ تزریق دقیق بسیار مهم است
- نیاز به ذخیره سازی شیمیایی دارد
- نیاز به کنترل دستی مواد شیمیایی دارد
نتیجه:
کنترل مقیاس (پوسته شدن) در طول سال ها با استفاده از تزریق اسید تا استفاده از آنتی اسکالانت ها در دستگاه تصفیه آب تکامل یافته است. با وجودی که می توان از آنتی اسکالانت ها در برابر روش سیستم ها نرم کننده استفاده کرد، که باعث صرفه جویی قابل ملاحظه ای می شود، اما باید در انتخاب یک آنتی اسکالانت مناسب دقت کرد تا خطر ابتلا به پوسته پوسته شدن را بدون تاثیر بر عملکرد کلی دستگاه کاهش داد.
مواد شیمیایی آنتی اسکالانت برای فرآوری آب تغذیه شده در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس با کیفیت بسیار پایین برای افزایش نرخ بازیافت آن استفاده می شود. هنگامی که از آنتی اسکالانت ها به طور مناسب استفاده می شود، می توان زمان تمیز کردن غشا را از چند هفته تا سال ها گسترش داد. بدون آنتی اسکالانت ها، سیستم های غشایی نمی تواند به خوبی در صنعت درمان و تصفیه آب عمل کند.
دوز آنتی اسکالانت ها در برابر تبادل یونی
با افزایش استفاده از فرایندهای تصفیه غشا، مسائل شکل گیری پوسته شدن (مقیاس) در نتیجه افزایش غلظت غشا نیز در حال افزایش است؛ این مموضوع به شدت بر عملکرد سیستم های تصفیه تأثیر می گذارد، به خصوص در غشاهای نانوفیلتر NF و غشا های دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس RO.
در زمان استفاده از دستگاههای تصفیه آب اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون، همیشه باید از پوسته پوسته شدن غشاها جلوگیری کنید. هنگامی که غشای RO و یا NF پوسته پوسته شود، نرخ جریان کاهش می یابد و پمپ بیش از حد بارگیری می شود. دو روش برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن در سیستم اسمز معکوس وجود دارد.
1) آب نرم یا نرم کننده آب
2) سیستم آنتی اسکالانت
در حالی که هر دو روش به عنوان یک روش پیش پردازشی قبل از یک سیستم غشایی موثر هستند، تصمیمات ما در آنتخاب آنها به اندازه سیستم نیز بستگی دارد. برای سیستم های کوچکتر با میزان تغذیه آب کمتر از 20 گالن در دقیقه، ممکن است افزودن آنتی اسکالانت به میزان 5/0 ppm در جریان آب ورودی مشکل باشد. اگر تزریق آنتی اسکالانت به سیستمی با تغذیه 20 گالن در دقیقه با نرخ 4 ppm باشد، میزان محلول استاندارد آنتی اسکالانت مورد نیاز در هر 24 ساعت اجرا چیزی در حدود 0.11 گالن است. با رقیق کردن آنتی اسکالانت به میزان 9: 1، نرخ تزریق به 1/1 گالن در هر 24 ساعت می رسد. در طول همان دوره، بسته به سطح سختی آب تغذیه شده، نرم کننده تبادل یون ممکن است حدود 75 پوند نمک برای بازسازی (5 دانه / گالن یا 85 پیمانه از کل سختی) نیاز داشته باشد. ممکن است یک سیستم با این اندازه (نرخ جریان 20 گالن در دقیقه، دارای سختی 10 گرم در گالن) را به عنوان نقطه اوج برای مقایسه بین نرم کننده تبادل یون و تزریق آنتی اسکالات در نظر بگیرید. همانطور که سیستمها بزرگتر میشوند، هم میزان استفاده از نمک بیشتر استفاده می شود و هم نیاز به میزان تزریق آنتی اسکالانت بیشتری دارد. با این حال، هزینه تجهیزات به طور تقریبی برای تزریق آنتی اسکالانت و افزایش سایز نرم کننده ها نیز یکسان می باشد. در مثال فوق، اپراتور از هر 75 پوند برای تهیه نمک و یا .11 گالن آنتی اسکالانت برای کنترل پوسته شدن غشاء استفاده می کند. به طور کلی، مواد شیمیایی آنتی اسکالانت ها ارزان تر از نمک هستند. در حالت کلی، سیستم های فاضلاب بهداشتی و سیستم های سپتیک، کلرید سدیم را که در نرم کننده ها استفاده می شود، را مناسب نمی داند، زیرا ممکن است تأثیر منفی بر روش های بیولوژیکی که اغلب مورد استفاده قرار می گیرد، داشته باشد. یک راه حل برای حل این مشکل، جایگزینی پتاسیم است، گرچه گرانتر از کلرید سدیم است.
علاوه بر این، یکی دیگر از نگرانی های اصلی، کنترل اجزاء است. اگر مقیاس(پوسته شدن) مربوط به سختی آب تنها مسئله موجود نباشد (مثلا سیلیکا، سطح پایین فلزات حل نشده)، پس استفاده از آنتی اسکالانت ها و یا ضد عفونی کننده ها می تواند کنترل وسیع تر و یا هدفمندتری ارائه به ما ارائه دهد. علاوه بر این، نرم کننده ها نیاز به نگهداری و تعمیر دارند تا این اطمینان حاصل شود که به خوبی به کار خود ادامه می دهند.
نرم کننده آب:
آب که حاوی سطح بالایی از کلسیم و منیزیم است را "آب سخت" می نامند به دلیل وجود کلسیم و منیزیم در آن که می تواند با یون های دیگر ترکیب شوند و رسوبات سختی را بر روی سطوح که آنها لمس می کنند ب جای بگذارند.
یک نرم کننده ی مبدل یونی می تواند مشکلات سختی آب را کاهش دهد و یا آنها را از بین ببرد و به عنوان یک روش پیشگیرانه مناسب برای سیستم RO آب شیرین عمل کند. روش تبادل یون با حذف سختی ایجاد شده توسط یون هایی مانند کلسیم و منیزیم و جایگزینی آنها با یون هایی که باعث سختی آب نمی شوند، عمل می کند. این فرآیند برگشت پذیر است و بوسیله یک رزین مصنوعی به عنوان وسیله ای برای انجام مبادله انجام می پذیرد. پس از اینکه رزین با یونهای ناخواسته اشباع شده (رزین دارای بیشترین وابستگی به این یونهای ناخواسته مانند کلسیم، منیزیم و دیگر کاتیونهاست) است، با شستشو آن با یک محلول یون مورد نظر، که در اینجا NaCl مورد نظر ماست دوباره به زندگی باز می گردد.
مزایا:
+ کاهش سختی آب به کمتر از 1 دانه در هر گالن (GPG)
+ مواد شیمیایی در آن مورد نیاز نیست
+ این روش می تواند اثرات آهن و منگنز را حذف کند
+ انتخاب بهتر برای سیستم های کوچکتر
معایب:
- هزینه سرمایه بالا
- در بازسازی آن آب به هدر می رود
- سیستم فاضلاب بهداشتی و سیستم های سپتیک استفاده از کلرید سدیم را مفید نمی دانند
- نیاز به حجم زیادی از آب برای شست وشو و بازسازی
- هزینه افزایشی پمپاژ (هزینه های الکتریکی) به علت افت فشار
- کیسه های سنگین نمک (NaCl)
- هزینه های بالا تجهیزات و هزینه های عملیاتی
- زمانی که TDS آب بالاتر از 2500ppm باشد را اعلام نمی کند
سیستم آنتی اسکالانت و ضدعفونی کننده ها:
سیستم های غشایی RO و یا NF که از آنتی اسکالانت استفاده می کنند از رسوب های معدنی جلوگیری می کنند و بنابراین می توانند برای مدت زمان طولانی بین زمان پاک شدن غشاء به خوبی عمل کنند. همچنین، آنتی اسکالانت ها اجازه می دهد تا سیستم های غشایی RO آب خالص بیشتر از هر گالن آب تغذیه شده به RO را در اختیار ما قرار دهند نسبت به مدلی که از آنتی اسکالانت استفاده نمی کند. همچنین پوسته شدن را تا میزان اشباع 100 برابر و یا بالاتر کنترل می کند.
ضد انفجار می تواند برای کنترل رسوبات کربنات رسوبات سولفات و رسوبات فلوراید کلسیم استفاده شود. به طور کلی سه نوع مهار کننده مختلف برای بازداری از پوسته شدن وجود دارد: هگزامتافسفات سدیم (SHMP)، ارگانوفسفونات ها و پلی اکریلات ها. این مواد شیمیایی با یک یا چند مکانیزم مرتبط کار می کنند که باعث اختلال در عملکرد رسوبات و جلوگیری از رشد کریستال ها می شود.
مزایا:
+ هیچ نمک مورد نیاز نیست
+ بر روی سیلیس SiO2، آهن، منگنز، کربنات ها، سولفات ها و دیگران موثر است
+ نیازمند کنترل کمتری است
+ عمر غشاء RO یا NF را افزایش می دهد
+ با 150 دانه از سختی آب کار می کند
+ هزینه های عملیاتی کمتر از سیستم ها نرم کننده آب
معایب:
- صحت رقیق سازی آن کم است
- نرخ تزریق دقیق بسیار مهم است
- نیاز به ذخیره سازی شیمیایی دارد
- نیاز به کنترل دستی مواد شیمیایی دارد
نتیجه:
کنترل مقیاس (پوسته شدن) در طول سال ها با استفاده از تزریق اسید تا استفاده از آنتی اسکالانت ها در دستگاه تصفیه آب تکامل یافته است. با وجودی که می توان از آنتی اسکالانت ها در برابر روش سیستم ها نرم کننده استفاده کرد، که باعث صرفه جویی قابل ملاحظه ای می شود، اما باید در انتخاب یک آنتی اسکالانت مناسب دقت کرد تا خطر ابتلا به پوسته پوسته شدن را بدون تاثیر بر عملکرد کلی دستگاه کاهش داد.
دیدگاه ها