مقدار تزریق آنتی اسکالانت در سیستم آب شیرین کن RO
در سیستم های تصفیه آب به روش اسمز معکوس، تزریق آنتی اسکالانت نقش کلیدی در جلوگیری از رسوب گذاری روی فیلتر ممبران ایفا می کند. فیلتر ممبران که اصلی ترین بخش فرآیند تصفیه را بر عهده دارد، در اثر وجود ترکیباتی مانند کلسیم، باریم، استرانسیوم، فلوراید و سیلیس در آب، مستعد تشکیل رسوب است و این رسوبات می توانند موجب کاهش کارایی سیستم شوند. استفاده از آنتی اسکالانت برای مهار این رسوبات ضروری است، اما مقدار تزریق آن باید به دقت محاسبه و تنظیم شود. در این مقاله به بررسی دوز مناسب تزریق آنتی اسکالانت در سیستم های RO و عوامل مؤثر بر آن می پردازیم.
فرآیند ایجاد رسوب در سیستم اسمز معکوس
در سیستم های اسمز معکوس (RO)، آب خام هنگام عبور از فیلتر ممبران تحت فشار، تصفیه می شود و نمک ها و یون های محلول در پشت غشا باقی می مانند. با ادامه این فرآیند، غلظت یون های محلول در بخش تغلیظ شده افزایش یافته و شرایط برای تشکیل رسوبات معدنی فراهم می شود. این رسوبات در اثر ترکیب یون هایی نظیر کلسیم، منیزیم، باریم و سیلیس با یکدیگر، به شکل کریستال های نمک نامحلول در سطح غشا رسوب می کنند. اگر این فرآیند به‌درستی کنترل نشود، تجمع تدریجی رسوبات باعث انسداد منافذ ممبران، کاهش راندمان سیستم، افزایش افت فشار و در نهایت آسیب دیدگی اجزایی مانند پمپ خواهد شد.
برای جلوگیری از این مشکل، استفاده از آنتی اسکالانت به عنوان یکی از مؤثرترین روش های کنترل رسوب گذاری شناخته می شود. با انتخاب روش استفاده از آنتی اسکالانت مناسب و تنظیم دقیق دوز تزریق آنتی اسکالانت بر اساس آنالیز شیمیایی آب ورودی، می توان از تشکیل کریستال های معدنی جلوگیری کرده و طول عمر فیلتر ممبران را افزایش داد. انتخاب دوز نادرست نه تنها از ایجاد رسوب جلوگیری نمی کند، بلکه ممکن است موجب مشکلات ثانویه در سیستم شود.
انواع رسوب در فیلتر ممبران و دلایل آن
رسوب گذاری در فیلتر ممبران سیستم های اسمز معکوس یکی از چالش های متداول در بهره برداری از سامانه های تصفیه آب صنعتی به شمار می رود. این پدیده که به عنوان فولینگ (Fouling) شناخته می شود، در اثر تجمع انواع مواد معدنی، آلی، میکروبی یا کلوییدی بر سطح ممبران رخ می دهد و منجر به کاهش راندمان، افزایش افت فشار، نیاز به شستشوی مکرر و کاهش عمر مفید ممبران می گردد. آگاهی از دلایل شکل‌گیری رسوب و شناخت دقیق انواع آن، نقش مهمی در طراحی بهینه پیش تصفیه، تعیین دوز تزریق آنتی اسکالانت، انتخاب صحیح مواد شیمیایی و برنامه ریزی مناسب برای شستشو و نگهداری دارد. در جدول زیر، انواع رسوب گذاری ممبران به همراه دلایل ایجاد آن ها ارائه شده است:
| نوع رسوب | دلیل تشکیل |
| فولینگ آلی (Organic Fouling) | وجود ترکیبات آلی محلول در آب مانند اسیدهای آمینه، قندها، چربی ها، اسیدهای هیومیک و منعقدکننده ها |
| رسوب گذاری معدنی (Scaling) | افزایش غلظت یون های معدنی (مانند کلسیم، سولفات، باریم و سیلیس) فراتر از حد اشباع |
| بایوفولینگ (Biofouling) | رشد میکروارگانیسم ها (باکتری، جلبک، قارچ) و تشکیل بیوفیلم بر سطح ممبران |
| فولینگ کلوئیدی (Colloidal Fouling) | تجمع ذرات معلق مانند گل و لای، اکسیدهای فلزات، سیلیس کلوئیدی در سطح ممبران |
| فولینگ میکروبی (Microbial Fouling) | آلودگی میکروبی ناشی از فاضلاب، آب سطحی یا رشد ثانویه روی لایه های آلی موجود |
راهکارهای جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستم های اسمز معکوس
یکی از روش های مؤثر برای جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستم های اسمز معکوس، استفاده از آنتی اسکالانت است. در این روش، آنتی اسکالانت به عنوان یک ماده ضد رسوب بر پایه پلیمرهای آلی فرموله شده، به مقدار مشخص به جریان آب خام ورودی تزریق می شود. این ماده با یون های رسوب زا مانند کلسیم، منیزیم و سولفات واکنش داده و از تشکیل و ته نشینی رسوبات بر روی غشای ممبران جلوگیری می کند. در نتیجه، ترکیبات تشکیل دهنده رسوب به جای تجمع در ممبران، همراه با پساب از سیستم خارج می شوند و عمر مفید فیلتر ممبران افزایش می یابد.
دوز تزریق آنتی اسکلانت در سیستم تصفیه آب اسمز معکوس
دوز تزریق آنتی اسکالانت نقش کلیدی در جلوگیری از تشکیل رسوبات معدنی در سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس دارد. تعیین مقدار مناسب برای تزریق آنتی اسکالانت وابسته به عوامل متعددی از جمله شرایط عملیاتی سیستم، غلظت یون های محلول در آب، دبی جریان ورودی، نوع و چیدمان فیلترهای ممبران است. در روش استفاده از آنتی اسکالانت، ابتدا پارامترهای فوق بررسی شده و سپس دوز تزریق متناسب با نوع ماده ضد رسوب انتخاب می شود.
از آنجایی که دوز تزریق آنتی اسکالانت بسته به نوع برند و ترکیبات شیمیایی آن متفاوت است، شرکت های تولیدکننده معمولاً نرم افزارهای اختصاصی برای محاسبه دوز بهینه ارائه می دهند. به عنوان مثال، نرم افزار Avista Advisor برای آنتی اسکالانت آویستا و Genesys Membrane Master برای آنتی اسکالانت جنسیس مورد استفاده قرار می گیرند. البته دسترسی به این نرم افزارها اغلب محدود به نمایندگان فروش رسمی است.
به طور معمول، دوز مصرفی آنتی اسکالانت در محدوده ۱ تا ۶ میلی گرم بر لیتر (mg/L) قرار دارد. این مقدار بر اساس عواملی نظیر درصد ریکاوری سیستم، ترکیب شیمیایی آب خوراک و طراحی سیستم تعیین می شود. لازم به ذکر است که در اغلب سیستم ها، تزریق آنتی اسکالانت پس از سدیم متا بی سولفیت انجام می گیرد تا با حذف کلر باقی مانده، از آسیب به ممبران جلوگیری شود.
برای برآورد تقریبی دوز مورد نیاز، می توان از فرمول زیر استفاده کرد:
مقدار مصرف آنتی اسکالانت در ۲۴ ساعت (گرم) = دوز پیشنهادی (mg/L) × حجم آب ورودی در ۲۴ ساعت (m³)
در نهایت، تعیین دقیق دوز تزریق باید توسط کارشناس فنی و با استفاده از آنالیز آب و نرم افزار محاسباتی انجام شود. بنابراین، توصیه می شود برای انتخاب صحیح روش استفاده از آنتی اسکالانت و محاسبه دقیق دوز، حتماً از مشاوره متخصصان این حوزه از جمله مشاوران آبین بهره مند شوید.
مشکلات عدم تزریق دوز مناسب آنتی اسکالانت
تزریق دوز مناسب آنتی‌اسکالانت در سیستم های اسمز معکوس از اهمیت بالایی برخوردار است. عدم رعایت این دوز می تواند مشکلاتی را ایجاد کند؛ تزریق دوز بیش از حد آنتی اسکالانت باعث ایجاد محیط اسیدی و در نتیجه خوردگی تجهیزات می شود. از سوی دیگر، دوز کم آنتی اسکالانت نیز اثربخشی لازم را نخواهد داشت و ممکن است رسوبات همچنان بر روی غشای فیلتر ممبران تشکیل شوند.
آیا آنتی اسکالانت برای جلوگیری از تشکیل رسوب ممبران کافی است؟
در بسیاری از موارد آنتی اسکالانت به تنهایی برای جلوگیری از تشکیل رسوب در فیلتر ممبران کافی است، به شرط آن که دوز تزریق آنتی اسکالانت، نوع آن و زمان تزریق بر اساس آنالیز دقیق آب ورودی، طراحی سیستم و نوع فیلترهای ممبران به درستی انتخاب شوند. آنتی اسکالانت ها بر اساس ترکیبات شیمیایی خود به انواع مختلفی مانند فسفاته و پلیمری تقسیم می شوند.
آنتی اسکالانت های فسفاته، به دلیل وجود گروه های کربوکسیلیک و فسفاته، در کاهش رسوب گذاری کلی تأثیر بسزایی دارند، در حالی که انواع پلیمری آن بیشتر برای جلوگیری از تشکیل رسوبات کربناته و سولفاته مناسب هستند. با این حال، برای افزایش اثربخشی و جلوگیری از تشکیل رسوبات کربناتی، می توان همزمان با تزریق آنتی اسکالانت از تزریق اسید نیز استفاده کرد.
نکات مهم استفاده از آنتی اسکالانت
در این قسمت به بررسی نکات لازم برای استفاده و تزریق آنتی اسکالانت در سیستم های اسمز معکوس می پردازیم:
• دوز تزریق آنتی اسکالانت اهمیت بسیار زیادی دارد و بر اساس آنالیز آب ورودی و نوع آنتی اسکالانت تعیین می شود. بنابراین در این مورد با متخصصان در ارتباط باشید.
• توجه داشته باشید که آنتی اسکالانت قلیایی و اسیدی مواد شیمیایی خطرناکی هستند و نباید با بدن افراد تماس پیدا کنند، بنابراین برای کار با آنتی اسکالانت از پوشش مخصوص، ماسک و عینک مخصوص استفاده کنید.
• آنتی اسکالانت به چشم آسیب جدی وارد می کند. در صورت تماس چشم را 15 دقیقه با آب بشویید.
• استشمام آنتی اسکالانت به ریه های انسان آسیب می زند، در این صورت باید فرد را به محیط باز برده و از دستگاه تنفس مصنوعی در صورت نیاز استفاده کنید.
وبسایت تصفیه آب آبین عرضه کننده انواع آنتی اسکالانت می باشد، در صورت نیاز به دریافت مشاوره در مورد خرید، قیمت و دوز تزریق آنتی اسکالانت با شماره های موجود در وبسایت تماس گرفته و با متخصصان تیم ما به صورت رایگان در ارتباط باشید.
