چه نوع آنتی اسکالانتی انتخاب کنیم؟

آب ورودی به سیستم تصفیه آب اسمز معکوس دارای مقادیر قابل ملاحظه ای از نمک های محلول در آب می باشد، در نتیجه پس از عبور آن از غشای فیلتر ممبران و گذشت زمان، روزنه های موجود در غشا دچار گرفتگی شده و اصطلاحاً فولینگ (fouling) ممبران اتفاق رخ می دهد. 
نمک های معدنی متداولی که معمولاً بر سطح غشای ممبران تشکیل می شوند، عمدتاً کلسیم کربنات (CaCo3)، کلسیم سولفات (CaSo4)، باریم سولفات (BaSo4) و استرانیوم سولفات (SrSo4) هستند. از جمله مواد رسوب زای غیرمتداول دیگری که می توانند باعث تشکیل رسوب بر سطح فیلترهای تصفیه آب به ویژه ممبران شوند، کلسیم فسفات (CaPo4) و کلسیم فلوراید (CaF2) می باشند. راه حلی که به منظور رفع معضل فولینگ ممبران ارائه شده است، استفاده از مواد شیمیایی ویژه به نام آنتی اسکالانت است. آنتی اسکالانت در انواع و برندهای مختلفی توسط شرکت های تولید کننده ساخته و به بازار عرضه شده اند.

آنتی اسکالانت 

آنتی اسکالانت ها مواد شیمیایی ضد رسوب و حاوی ترکیبات موثری هستند که از تشکیل رسوب نمک های معدنی در آب جلوگیری می کند. این مواد دارای کاربرد فراوانی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب است، اما بیشترین کاربرد این مواد در تصفیه آب صنعتی و به منظور جلوگیری از تشکیل رسوب گذاری بر ممبران RO می باشد. اگرچه آنتی اسکالانت ها از نظر نوع مواد سازنده دارای انواع مختلفی هستند اما تمامی آنها با قدرت بالایی از تشکیل رسوب کلسیم کربنات ممانعت می کنند. 
اهمیت آنتی اسکالانت در سیستم RO به حدی می باشد که به منزله خون در رگ های دستگاه تصفیه آب صنعتی است. این مواد ضد رسوب با بازده بالایی مانع از فولینگ ممبران در تمام دستگاه های تصفیه آب RO با خوراک مختلف (آب لب شور یا چاه، آب دریا، سیلیکا یا سولفات بالا و ...) می گردد. استفاده از آنتی اسکالانت ها در سیستم تصفیه آب اسمز معکوس امری بسیار ضروری می باشد و به دلیل  اهمیت این مساله، در تمام دستگاه های تصفیه آب RO، سیستم تزریق آنتی اسکالانت تعبیه شده است. 

علت فولینگ ممبران

یکی از مهمترین دلایل ایجاد فولینگ و گرفتگی در ممبران تصفیه آب صنعتی را می توان عدم طراحی و استفاده از پیش تصفیه متناسب با خوراک دستگاه بیان نمود، زیرا اگر پیش تصفیه RO به خوبی انجام شود بی تردید آب ورودی به سیستم اسمز معکوس میزان املاح و نمک های بسیار پایینی خواهد داشت. برخی از دلایل گرفتگی فیلترهای ممبران صنعتی به شرح زیر هستند:

•    افزایش غلظت مواد محلول در آب ورودی به ممبران
•    بالا رفتن PH آب
•    ایجاد و افزایش سطح مورد نیاز برای رسوب گذاری
•    بالا رفتن دمای آب

عملکرد آنتی اسکالانت

مواد بازدارنده رسوب یا آنتی اسکالانت ها با خاصیت ویژه ای خود از تشکیل رسوب مواد معدنی جلوگیری نموده و سرعت ته نشینی این مواد را کاهش می دهد. این ضد رسوب ها در سطح غشای فیلتر ممبران جذب شده و از گسترش بیشتر کریستال های نمک و رسیدن به غلظت کافی برای رسوب گذاری ممانعت می کند. اکثر این آنتی اسکالانت ها خاصیت معلق سازی یا دیسپرسانتی داشته و  از طریق محاصره ذرات معلق نمک، ذرات آهن و مواد آلی موجب دفع شدن این مواد توسط آنیون های موجود در محلول می گردد. بدین ترتیب از تجمع ذرات و تشکیل ذراتی که احتمال رسوب گذاری بیشتر آنها وجود دارد، ممانعت می کند. این ضد رسوب ها به منظور جلوگیری از تشکیل رسوب گذرای از سه مکانیزم زیر استفاده می کنند:    

•    افزایش آستانه بازدارندگی:

آنتی اسکالانت ها با قدرت بالایی از تشکیل رسوب نمک های فوق اشباع جلوگیری می کنند.

•    تغییرات در ساختار بلوری:

این ضد رسوب ها با تغییر در ساختار بلوری رسوبات آنها را به رسوبات غیر چسبنده و نرم تبدیل می کنند. آنتی اسکالانت هایی که بار سطحی منفی دارند یون های مثبت کریستالی را جذب کرده و مانع تشکیل رسوب در سطح غشای ممبران خواهند شد.

•    خاصیت پخش کنندگی یا دیسپرسانتی:

اکثر آنتی اسکالانت ها ساختار آنیونی دارند و از طریق القای بار منفی به ذرات رسوب منجر به معلق سازی آنها و ممانعت از تشکیل توده ذرات می گردند. 

مزیت های آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت ها کاربرد وسیعی در صنعت فاضلاب و تصفیه آب می باشد و اگر این ضد رسوب متناسب با واحد تصفیه آب صنعتی مورد نظر انتخاب شود، موجب رفع فولینگ فیلترهای ممبران و بهبود عملکرد دستگاه می گردد. از جمله این مزیت ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1-    استفاده ویژه در سیستم های RO ،UF با قابلیت بازدارندگی بالا
2-    سیستم های نانوفیلتراسیون (NF)
3-    دستگاه های آب شیرین کن صنعتی و نیمه صنعتی
4-    دستگاه آب شیرین کن دریایی
5-    سیستم های آب خنک کننده (برج های خنک کننده)
6-    دیگ های بخار و سیستم های حرارتی
7-    رسوب زدا در سیستم های برودتی

مشکلات ناشی از فولینگ ممبران

وظیفه اصلی فیلتراسیون در دستگاه تصفیه آب صنعتی به عهده ممبران های دستگاه می باشد. ایجاد هرگونه در این ممبران ها موجب اختلال در عملکرد دستگاه و خرابی آن می شود. به جرات می توان گفت که مهمترین مشکل در دستگاه تصفیه صنعتی فولینگ و گرفتگی غشای ممبران است. از جمله مشکلات ایجاد شده در اثر گرفتگی فیلتر ممبران در تصفیه آب صنعتی موارد زیر هستند:

•    کاهش و کیفیت آب خروجی از دستگاه
•    افزایش TDS آب خروجی
•    از کار افتادگی مکرر ممبران ها و سیستم تصفیه آب
•    افزایش افت فشار و انرژی مصرفی
•    کاهش عمر دستگاه
•    پارگی غشای در اثر برخورد با کریستال نمک های رسوبی
•    افزایش شستشوی فیلتر ممبران با فواصل زمانی کمتر

بیشتر: آنتی اسکالانت فلوکن

 
انواع آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت ها علاوه بر دو نوع اسیدی و قلیایی، براساس ساختار و فرمول شیمیایی خود به دو نوع زیر تقسیم می شوند:

•    آنتی اسکالانت پایه فسفاته
آنتی اسکالانت های پایه فسفاته دارای گروه های عاملی اسید کربوکسیلیک و فسفاته می باشند. این آنتی اسکالانت ها در جلوگیری از تشکیل رسوب سولفات و کربنات از بهترین انواع ضد رسوب هستند، اما خاصیت پخش کنندگی آنها بسیار محدودتر است. مولکول های پلی اکریل (با وزن مولکولی بین 100 تا 5000) این ضد رسوب ها حاوی چند گروه عاملی اسید کربوکسیلیک می باشد  که کاربرد گسترده ای در تولید بازدارنده های رسوب دارند.

•    آنتی اسکالانت پایه پلیمری
این نوع آنتی اسکالانت ها وزن مولکولی بالایی دارند و از تشکیل رسوباتی مانند رسوبات کربناته و فسفاته به خوبی جلوگیری می کند. این ضد رسوب ها غیر سمی هستند و دارای غلظت بالا و نرخ خوردگی بسیار پایینی هستند و استفاده از آنها جهت آب دریا، چاه های شور و آب هایی که سختی آنها کمتر از 1000 میلی گرم بر لیتر باشد، مناسب است.  

انتخاب آنتی اسکالانت

یکی از مهمترین اقدامات در تعمیر و نگهداری از دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده از یک آنتی اسکالانت مناسب جهت جلوگیری از تشکیل رسوب و رفع فولینگ فیلتر ممبران است. بدین منظور انتخاب آنتی اسکالانت اسیدی یا بازی و جنس آن باید متناسب با آنالیز کامل آب خوراک، مشخصات دستگاه و نوع رسوب تشکیل شده بر غشای فیلتر ممبران صورت گیرد. این آنالیز شامل مقدار TDS، سولفات، قلیائیت و سختی کل آب می باشد. این انتخاب دارای اهمیت بسزایی می باشد و اگر به درستی انجام شود می تواند موجب رسوب زدایی بهتر از سطح ممبران گردد. علاوه بر این، بسیار مهم است که آنتی اسکالانت انتخاب شده باید با فیلتر ممبران دستگاه سازگار باشد، زیرا چنانچه از ماده شیمیایی ناسازگار استفاده شود، منجر به  ایجاد گرفتگی و فولینگ بر سطح ممبران خواهد شد.

 
معایب استفاده از آنتی اسکالانت نامناسب

باید توجه نمود که چنانچه آنتی اسکالانت به درستی انجام نشود، نه تنها باعث رفع گرفتگی ممبران ها نخواهد شد بلکه موجب ایجاد مشکلات جدی در سیستم تصفیه آب خواهد شد که از جمله آنها موارد زیر می باشند: 

•    فشار بیشتر بر روی پمپ های طبقاتی و خرابی آنها
•    افزایش مصرف انرژی
•    کاهش آب خروجی دستگاه
•    افزایش میزان نمک ها در آب خروجی و TDS آن
•    افزایش شستشوی ممبران ها و کاهش عمر مفید آنها

انتخاب آنتی اسکالانت مناسب و سازگار با فیلترهای ممبران اهمیت فراوانی دارد زیرا اگر این انتخاب با دقت کافی انجام نشود بلعکس می تواند سبب تشکیل رسوب و گرفتگی ممبران ها گردد. آنتی اسکالانت های وبسایت آبین از مواد اولیه مرغوب و توسط برند های معتبر و مشهور تهیه شده اند. چنانچه در انتخاب آنتی اسکالانت متناسب با سیستم واحد صنعتی خود به مشاوره نیازمند هستید، می توانید از مشاوره رایگان با کارشناسان آبین بهره مند شوید.