آنتی اسکالانت یکی از اجزای مهم در فرآیند تصفیه آب است که در جلوگیری از تشکیل رسوب‌های کلسیم و مواد معدنی دیگر در دستگاه‌های تصفیه آب نقش بسیار حیاتی دارد. این ترکیب به عنوان یک عامل ضد تشکیل رسوب، با جلوگیری از تجمع ذرات و تشکیل رسوبات آهکی در دستگاه، به دوام ممبران و سیستم تصفیه آب کمک می‌کند. در ادامه فرآیند تصفیه، این آلاینده‌ها با جریان پساب دستگاه تصفیه آب صنعتی دفع خواهند شد. پس می‌توان گفت که خرید آنتی اسکالانت و استفاده درست از آن در دستگاه تصفیه آب، مانع از گرفتگی غشا و افت عملکرد سیستم می‌شود. استفاده از آنتی اسکالانت منجر به بهینه‌سازی هزینه‌های نگهداری و تعمیرات دستگاه‌های تصفیه آب می‌شود.
ضد رسوب یا آنتی اسکالانت به عنوان یکی از محصولات پرکاربرد در سیستم های تصفیه آب است که باعث افزایش دوام فیلترهای ممبران و بهره‌وری دستگاه تصفیه آب می‌شود. این محصول در عملکرد دستگاه ها و نگهداری از آن ها بسیار مؤثر است به همین دلیل آشنایی با آنتی اسکالانت‌ها، طریقه مصرف و انواع آن به صاحبان دستگاه های تصفیه آب صنعتی در ظرفیت های مختلف جهت سنجش معیار های مختلف برای انتخاب صحیح ضد رسوب ممبران مورد نظرشان کمک کننده خواهد بود.
آنتی اسکالانت (Antiscalant) یک نوع ماده شیمیایی است که از دو کلمه "آنتی" به معنای ضد و "اسکالانت" به معنای رسوب تشکیل شده است. این ماده به آب خوراکی که وارد ممبران می‌شود، تزریق شده و از پوسته شدن غشا جلوگیری می‌کند به همین دلیل به عنوان ضد رسوب ممبران نیز شناخته می‌شود. پوسته پوسته شدن ممبران RO زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات آلاینده روی آن تجمع کرده و باعث مسدود شدن منافذ غشا می‌شوند و عدم رسیدگی به رفع این مشکل عمر و کارایی فیلترها را کاهش می‌دهد.
فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت، ترکیبی از یک پلی الکترولیت دی آنیونی به نام پلی دی سدیم پروپان فسفونات است که از طریق فرایندی به نام سیکلوپلیمریزاسیون باتلر تولید می‌شود. این فرمول بسته به پایه تشکیل دهنده هر نوع آنتی اسکالانت، متغیر بوده و برای برخی از پرکاربردترین محصولات از این دسته به شرح زیر است:
آنتی اسکالانت‌ها را بر اساس پایه تشکیل دهنده آن‌ها به دو دسته آنتی اسکالانت پایه فسفاته (فسفونات) و آنتی اسکالانت پایه پلیمری تقسیم می‌کنند. در جدول زیر می‌توانید پارامترهای مختلف این دو نوع را با هم مقایسه کنید.
| آنتی اسکالانت پایه فسفاته (فسفونات) | آنتی اسکالانت پایه پلیمری |
| دارای بهترین کارایی در پیشگیری از تشکیل رسوب کربنات و سولفات | جلوگیری از تشکیل رسوباتی مانند کربنات و فسفات به میزان زیاد و بدون ایجاد مشکلات پوستی و تنفسی |
| خاصیت پخش کنندگی یا دیسپرسانتی محدود | خاصیت پخش کنندگی بیشتر نسبت به آنتی اسکالانت پایه فسفاته |
| تشکیل شده از مولکول‌های پلی آکریل با وزن مولکولی پایین (در محدوده 100 تا 5000) یا وزن مولکولی بالا (در بازه 6000 تا 25000) به همراه چند گروه عاملی اسید کربوکسیلیک (COOH-) | دارای وزن مولکولی بالای پلیمری، غلظت زیاد و بدون خاصیت خورندگی |
از جمله مهمترین مزایای آنتی اسکالانت (ضد رسوب ممبران) باید به موارد زیر اشاره کرد:
دامنه کاربرد استفاده از آنتی اسکالانت در تصفیه آب و فاضلاب بسیار وسیع است. استفاده از این ماده شیمیایی بازدارنده رسوب در دوز مناسب، باعث رفع فولینگ فیلتر ممبران و در نتیجه بهبود عملکرد کلی دستگاه می‌شود. البته کاربرد آن به این مورد محدود نمی‌شود و باید به موارد زیر در این حوزه اشاره کرد:
آنتی اسکالانت بازده بالایی در جلوگیری از رسوب‌گیری غشای ممبران در دستگاه تصفیه آب صنعتی، صرف نظر از منابع مختلف تامین آب خوراک مختلف (نظیر آب لب شور یا چاه، آب دریا، آب حاوی سیلیکا یا سولفات بالا) دارد. این منابع آبی حاوی املاح و نمک‌های معدنی زیادی هستند که موجب تشکیل رسوبات زیر در سطح غشای ممبران می‌شوند:
اصلی‌ترین کاربرد آنتی اسکالانت در دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی RO، جلوگیری از رسوب گذاری در فیلتر ممبران است. عدم استفاده از این ضد رسوب ممبران در سیستم اسمز معکوس در زمان مناسب و در ابتدای شکل گیری رسوبات، باعث بروز مشکلات زیر خواهد شد:
فرصت رسیدگی به مشکل فولینگ به نوع ترکیبات و همچنین میزان اشباع آن‌ها بستگی دارد. دبی تولیدی در دستگاهی که مقادیر زیادی کربنات کلسیم در آب خوراک خود دارد، پس از 2 روز افت شدیدی پیدا می‌کند. این مدت زمان برای سیستم‌هایی با مشکل کلسیم سولفات، حدود 8 روز است. با توجه به این آمار می‌توان دریافت که کلسیم کربنات مشکلات بسیار جدی برای سیستم ایجاد خواهد کرد. نکته قابل توجه آن است که هرچند ضد رسوب‌های مختلف فیلتر ممبران از نظر ترکیبات سازنده با هم متفاوت هستند اما همه آن‌ها توان بالایی در جلوگیری از تشکیل رسوبات کلسیم کربنات بر سطح ممبران دارند.
به جرئت می‌توان گفت که استفاده پیوسته از دوز مناسب آنتی اسکالانت در سیستم تصفیه آب، یکی از بهترین اقدامات در راستای جلوگیری از فولینگ ممبران است. به این ترتیب طول عمر ممبران و دستگاه افزایش یافته و هزینه‌های نگهداری از آن نیز کاهش می‌یابد.
فیلتر ممبران لایه‌های غشایی از جنس پلی آمید با منافذی به دقت 0.0001 میکرون (یک ده هزارم میکرون) دارد که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند. این فیلترها به شدت با مشکل گرفتگی یا فولینگ با ذرات رسوب پذیر مواجه هستند. به طور کلی سه روش عمده به منظور کنترل رسوبات بر سطح غشای ممبران وجود دارد که به شرح زیر است:
آنتی اسکالانت از سه مکانیزم اساسی برای جلوگیری از رسوب گذاری غشای ممبران تصفیه آب صنعتی استفاده می‌کند:
آنتی اسکالانت‌ها عمدتاً بر اساس قدرت بازدارندگی توسط شاخصی به نام اندیس لانژلیر یا لانژلیه (LSI) نامگذاری می‌شوند. این شاخص در حقیقت بیانگر میزان تمایل به ایجاد رسوب و خوردگی در سیستم است و به پارامترهایی نظیر دما، PH و سختی آب بستگی دارد. بر این اساس LSI صفر، حالت تعادل و عدم تمایل به ایجاد رسوب و خوردگی در سیستم را نشان می‌دهد. باید توجه داشت که شاخص لانژلیر تنها در دمای پایین‌تر از 80 درجه و در جریان‌های آرام آب کاربرد دارد، بنابراین استفاده از ضد رسوب ممبران برای سیستم‌هایی مانند بویلرها یا دیگ‌های بخار مناسب نیست.
شاخص لانژلیه مناسب برای آنتی اسکالانت معمولاً در محدوده 1 تا 2 است و اگر شاخص لانژلیر ضد رسوب مورد نظر بالاتر از 2 باشد، جهت کاهش اندیس لانژیلر معمولاً از این محصول به همراه اسید استفاده می‌شود. اسیدهایی که عمدتاً بدین منظور استفاده می‌شوند، شامل اسید کلریدریک و اسید سولفوریک هستند. از آنجایی که تزریق اسید سولفوریک به میزان بالا می‌تواند سبب فولینگ فیلتر ممبران شود، بنابراین از آن به صورت محدودتری استفاده می‌کنند.
برای تزریق مداوم ضد رسوب از واحد تزریق آنتی اسکالانت در دستگاه RO استفاده می‌شود. بدین منظور توجه به این نکته اهمیت دارد که در صورت خاموش کردن دستگاه، واحد تزریق نیز بلافاصله متوقف گردد. مناسب‌ترین مکان برای نصب واحد تزریق این ماده، بعد از فیلترهای شنی و کربنی و همچنین پیش از فیلترهای کارتریجی یا میکرونی است. در این صورت موجب جلوگیری از تشکیل رسوب بر سطح فیلتر ممبران شده و در صورتی که رسوب یا لخته‌ای ایجاد شود، در فیلترهای کارتریج حذف شده و به فیلترهای ممبران نمی‌رسد. سیستم تزریق آنتی اسکالانت دارای یک میکسر، دوزینگ پمپ و مخزنی برای نگهداری محلول است.
آنتی اسکالانت باید به صورت دائم با آب خوراک دستگاه مخلوط شده و به سیستم تزریق گردد. دوز تزریق مجاز ماده ضد رسوب ممبران تحت تاثیر عواملی به شرح زیر است:
توجه داشته باشید که در سیستم تصفیه آب صنعتی معمولاً آنتی اسکالانت را پس از متا بی سولفیت سدیم به دستگاه تزریق می‌کنند تا پیش از ورود آب به فیلتر ممبران، کلر موجود در آب حذف شود. میزان تزریقی مناسب ضد رسوب در سیستم اسمز معکوس طبق فرمول اندازه گیری می‌شود. دوز تزریق آنتی اسکالانت در سیستم عمدتاً حدود 1 تا 6 ppm است. اما باید دقت داشت، که تزریق این ماده باید به صورت دقیق انجام شود، زیرا دوز نامناسب این ماده حتی به میزان اندکی بالاتر از حد مجاز می‌تواند منجر به فولینگ ممبران شود. مقدار ضد رسوب مصرفی در ۲۴ ساعت (gr) از طریق فرمول زیر بدست می‌آید:
(۱-۶ppm) دوز مصرفی پیشنهادی × حجم آب ورودی به سیستم در (m3) مدت 24 ساعت
باید دقت داشت که چنانچه از آنتی اسکالانت به درستی استفاده نشود، نه تنها سبب رفع گرفتگی فیلترهای ممبران نخواهد شد، بلکه باعث ایجاد مشکلات جدی در سیستم تصفیه آب نیز می‌شود. این مشکلات شامل موارد زیر است:
بنابراین، آنتی اسکالانت مورد استفاده برای سیستم تصفیه آب باید بر اساس معیارهایی مثل، نوع رسوب ایجاد شده در غشای فیلتر ممبران، دبی آب ورودی و سایر عواملی که پیش از این نیز ذکر شدند، انتخاب شود.
انتخاب آنتی اسکالانت مناسب و سازگار با فیلترهای ممبران از اهمیت بسزایی برخوردار است، زیرا اگر این انتخاب با دقت لازم انجام نشود، ممکن است باعث ایجاد اثرات منفی مثل تشکیل رسوب و فولینگ ممبران‌ها گردد. ضد رسوب ممبران در انواع و برندهای مختلفی توسط شرکت‌های مختلف تولید و به بازار عرضه شده‌اند. ضد رسوب‌های ممبران موجود در ایران دارای انواع مختلفی از جمله مدل‌های وارداتی و داخلی هستند. محصولات وارداتی شامل موارد زیر می‌شوند:
معروف‌ترین محصول در ایران را باید آنتی اسکالانت فلوکن 260 ساخت کشور انگلستان، برند آویستا و جنسیس دانست که از بهترین مواد اولیه در تولید آن‌ها استفاده شده است.
آنتی اسکالانت Flocon 260 یک محلول آبی از پلی کربوکسیلیک اسید است که از تشکیل رسوب نمک‌های معدنی و گرفتگی فیلتر ممبران صنعتی ممانعت می‌کند. این ضد رسوب باید در مرحله پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس به آب اضافه شود. آنتی اسکالانت فلوکن 260 در واقع نوعی ضد رسوب چند منظوره محسوب می‌شود.
دوز مجاز تزریق آنتی اسکالانت Flocon 260 می‌تواند میزان pH آب را کاهش داده و موجب افزایش حلالیت کربنات کلسیم و رفع فولینگ ممبران شود. انواع دیگر این برند آنتی اسکالانت، فلوکن 135، 190 و فلوکن پلاس هستند اما استفاده از ضد رسوب Flocon 260 در سیستم اسمز معکوس نسبت به محصولات دیگر بسیار مرسوم‌تر است. مشخصات این محصول را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید:
| مشخصات آنتی اسکالانت فلوکن 260 | |
| شکل ظاهری | مایعی به رنگ زرد روشن |
| میزان pH | اسیدی و پایین‌تر از 2 |
| حوزه کاربرد | طیف وسیعی از آب‌های خوراک از جمله آب دریا و لب شور و آب چاه |
| جلوگیری از تشکیل رسوبات | کلیه رسوبات حاوی کربنات، سولفات و فلوراید |
آنتی اسکالانت آویستا محصولی از برند Avista Vitec است که در گالن‌های 25، 230 و 1100 کیلوگرمی با کیفیت و قیمت مناسب به فروش می‌رسد. این ضد رسوب ممبران با انواع مواد آلی کاملا سازگار بوده و حتی در دوزهای تزریق پایین نیز عملکرد خوبی دارد. آنتی اسکالانت‌های آویستا در انواع و مدل‌های مختلفی نظیر مدل Vitec 4000، 2000، 3000 و Vitec 1000 تولید می‌شوند و پرفروش‌ترین محصولات آن مدل‌های 5000، Vitec ،5100 و 5300 هستند.
ترکیب شیمیایی آنتی اسکالانت آویستا مدل 5300 مشابه فلوکن 260 است و پیشنهاد می‌شود که به صورت خالص در سیستم استفاده گردد. این محصول به گونه‌ای فرموله شده تا از ایجاد رسوب در ممبران‌های پلی آمید و سلولز استات جلوگیری کند. فرمولاسیون این مدل با مواد منعقد کننده کاملا سازگار بوده و توانایی بالایی در مقابله با رسوبات کلسیم کربنات، استرانسیوم سولفات، باریم سولفات، کلسیم سولفات، سیلیس و کلسیم فلوراید دارد. دوز تزریق دقیق آنتی اسکالانت‌های آویستا برای استفاده در مصارف مختلف را می‌توان با استفاده از نرم‌افزار مخصوص این شرکت با نام Avista Advisor محاسبه کرد. اگر نیاز به رقیق سازی این محصول وجود دارد، بهتر است ابتدا با تامین کننده محصول مشورت کنید.
| مشخصات آنتی اسکالانت آویستا | |
| شکل ظاهری | مایعی به رنگ کهربایی روشن |
| میزان pH | محدوده 5.5 تا 6.5 |
| حوزه کاربرد | سیستم‌های اسمز معکوس دریایی و آب شرب شهری |
| جلوگیری از تشکیل رسوبات | بسیاری از رسوبات معدنی و آلی شامل کلسیم کربنات، کلسیم سولفات، باریم سولفات، فلوراید کلسیم، استرانسیوم سولفات و رسوبات سیلیکا |
آنتی اسکالانت Genesys یک محلول خنثی حاوی اسید فسفونیک بوده که از مواد غیر سمی تشکیل شده است. ضد رسوب جنسیس با انواع فیلترهای ممبران سازگار است و در گالن‌های 25، 250 و 1300 لیتری به فروش می‌رسد. آنتی اسکالانت برند جنسیس به دلیل نوع مواد تشکیل دهنده خود با کلیه لوله‌های کربن استیل و مواد مشابه آن کاملاً سازگار است. دوز تزریق این محصول در سیستم اسمز معکوس معمولاً بین 0.5 تا 1 ppm است و بر اساس استاندارد NSF باید از این ضد رسوب در غلظت‌های پایین‌تر از 5 ppm استفاده شود. از آنجایی که مانند دیگر ضد رسوب‌های ممبران، تزریق دوز دقیق آنتی اسکالانت جنسیس در سیستم از اهمیت زیادی برخوردار است، مقدار دقیق آن را می‌توان با استفاده از نرم‌افزار اختصاصی Genesys Membrane Master محاسبه کرد.
آنتی اسکالانت جنسیس LF یکی از پرکاربردترین محصولات از این برند است که از اسید فسفونیک قوی تشکیل شده است. سایر مشخصات این محصولات را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید:
| مشخصات آنتی اسکالانت جنسیس | |
| شکل ظاهری | مایع کاهی رنگ |
| میزان pH | محدوده 9.8 تا 10.2 |
| حوزه کاربرد | به منظور بازیافت آب شور و کاهش pH آب خام |
| جلوگیری از تشکیل رسوبات | کربنات، سولفات و فلزات سه ظرفیتی نظیر آهن، آلومینیوم و منگنز |
آنتی اسکالانت اکسپتا (Accepta) نیز یکی از معروف‌ترین برندهای ضد رسوب ممبران محسوب می‌شود. این محصولات با انواع فیلترهای ممبران سازگاری دارند. وجه تمایز آنتی اسکالانت‌های accepta با سایر ضد رسوب‌های مشابه، غیر فعال نشدن آن‌ها در حضور آهن است. از جمله نکات مهمی که باید هنگام خرید آنتی اسکالانت از برند اکسپتا به آن‌ها توجه داشته باشید، عبارتند از:
| مشخصات آنتی اسکالانت اکسپتا | |
| شکل ظاهری | مایع کهربایی رنگ |
| میزان pH | محدوده 9.8 تا 10.2 |
| حوزه کاربرد | منابع دارای مقدار سیلیس بالا |
| جلوگیری از تشکیل رسوبات | سولفات کلسیم، کربنات کلسیم، سولفات باریم و غیره |
آنتی اسکالانت به طور کلی دارای دو نوع اسیدی و قلیایی است. برای نگهداری از این ضد رسوب ممبران در محیط توجه به نکات مهم زیر ضروری است:
آنتی اسکالانت‌های اسیدی و قلیایی، مواد شیمیایی خطرناکی هستند که در صورت تماس با بدن فرد سبب آسیب جدی به سلامتی او خواهند شد. بنابراین ضرورت دارد که در هنگام استفاده از این محصولات از دستکش و عینک مخصوص مواد شیمیایی، ماسک ضد اسید دارای فیلتر مناسب، لباس و چکمه‌های ضد اسید استفاده شود. در صورت بروز این مشکل، رعایت توصیه‌های ایمنی زیر می‌تواند از آسیب بیشتر به فرد حادثه دیده پیشگیری کند:
در فرآیند تعمیر و نگهداری از دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده از آنتی اسکالانت مناسب برای جلوگیری از رسوب گذاری و رفع فولینگ فیلتر ممبران امری حیاتی است. بدین مقصود انتخاب ضد رسوب ممبران اسیدی یا بازی و جنس آن باید با توجه به آنالیز کامل آب ورودی، عملکرد سیستم و نوع رسوب ایجاد شده بر غشای ممبران صورت گیرد. این آنالیز شامل اندازی‌گیری موارد زیر می‌شود:
خرید آنتی اسکالانت صحیح از اهمیت بالایی برخوردار است و اگر به درستی انجام نشود، می‌تواند موجب رسوب گذاری بیشتر بر سطح ممبران شود. علاوه بر این، سازگاری محصول انتخاب شده با فیلتر ممبران دستگاه مهم است؛ زیرا چنانچه از ضد رسوبی ناسازگار با ممبران استفاده شود، منجر به ایجاد گرفتگی و فولینگ بر سطح آن خواهد شد. قیمت آنتی اسکالانت نیز به عوامل مختلفی از جمله برند، عوامل تشکیل دهنده و وزن آن بستگی دارد. با توجه به مزایای بسیار زیادی این محصول، همواره استفاده از آن در سیستم تصفیه آب به عنوان روشی مقرون به صرفه و کارآمد در نظر گرفته می‌شود.
درود بر شما؛ خیر در صورت استفاده از آنتی اسکالانت مرغوب و با کیفیت، مشکلی از این بابت ایجاد نشده و این ماده پس از تاثیرگذاری همراه با جریان پساب از سیستم خارج می‌شود.
خیر، آنتی اسکالانت‌ها هیچ گونه مواد شیمیایی به آب اضافه نکرده و فقط بر اساس فرآیندهای فیزیکی عمل می‌کنند.
دستورالعمل استفاده از آنتی اسکالانت توسط تولیدکننده ارائه می‌شود و شما می‌توانید برای نصب واحد دوزینگ پمپ تزریق آنتی اسکالانت از کارشناسان حوزه تصفیه آب کمک بگیرید.
