Anti Scalant

 آنتی اسکلانت  یا ماده ضد رسوب (R.O Scale Inhibitor)

 کلیات

هر سيستم غشائي نظير سيستم RO بطور طبیعی بر اثر موجود مواد معلق، املاح محلول و پارامترهای میکروبی موجود در آب خوراک دچار گرفتگی می­شود که این امر لزوم در نظر داشت پیش تصفیه فیزیکی و شیمیایی صحیح سیستم را ضروری می سازد.
فرایند ترسیب عبارت از نشست نمکهای کم محلول روی سطح غشاء و فولینگ عبارت از تجمع مواد معلق جامد و میکروارگانیسمها روی سطح غشاء می­باشد. فولینگ در سیستمهای RO یک پدیده طبیعی تلقی می­شود که با عملیات پیش تصفیه و فیلتراسیون مناسب و شستشوی شیمیائی در مواقع نیاز قابل کنترل است.

 لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) ناشی از ترکیبات معدنی محلول در آب همچون کربنات کلسیم  (CaCO3) ، سولفات کلسیم  (CaSO4 )، سیلیکا (SiO2) یا دی اکسید سیلیکون ، سولفات باریم (BaSO4)و ... می تواند موجب محدودیت راندمان کاری سیستم های فیلتراسیون غشایی ، افزایش فشار و درنتیجه افزایش مصرف انرژی و هزینه های مرتبط با آن ، کاهش کیفیت آب بدست آمده ، شست و شوها و از کارافتادگیهای مکرر می شود . لازم به ذکر است عمر مفید فیلترهای غشایی بر اثر پدیده هایی چون لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) کاهش می یابد . 

تشکیل رسوب زمانی آغاز می شود که غلظت يك نمك از حلاليت آن در شرایط محلول بالاتر رود. هسته­های اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستالهای بیشتر از نمک بازی می­کند. اين كريستالهاي نمك به شرط اينكه به اندازه و جرم حجمي لازم برسند از حالت معلق خارج مي‌شوند و شروع به رسوب‌دهي مي‌كنند. فرآيند ته‌نشيني رسوب تا زماني ادامه خواهد داشت كه يونهای تشکیل دهنده نمک در محلول به صورت فوق اشباع باشند.

 

علل لایه گذاری شیمیایی sclaing را می توان به چهار دسته کلی تقسیم بندی نمود 

  •  افزایش غلظت مواد معدنی محلول در آب ورودی به غشا .
  • افزایش PH آب .
  • ایجاد و افزایش سطوح مورد نیاز برای ترسیب که با استمرار لایه گذاری شیمیایی  این سطح موردنیاز افزایش می یابد.
  • افزایش دمای آب .

معمولا مشکلاتی که در اثر لایه گذاری شیمیایی scaling در فیلتر های غشایی به وجود می آید ، عبارتند از 

  • کاهش کیفیت و مقدار جریان آب عبوری .
  • افزایش افت فشار و فشار مورد نیاز و مصرف انرژی و هزینه ناشی از آن .
  • شست و شوهای بیشتر و با فواصل زمانی کمتر  برای بهبود عملیات  که منجر به کاهش عمر مفید غشاها و افزایش هزینه می شود .
  • از کارافتادگی های مکرر و بلند مدت .
  • پارگی و گسیختگی غشا در برخورد با کریستال های رسوبی نوک تیز .

تشکیل رسوبات مختلف با توجه به ماهیت رسوب قابل کنترل یا غیر کنترل می­باشد. برخی رسوبات نظیر سولفات و سیلیکات پس از تشکیل بسیار سخت شستشو می­شوند. همچنین این رسوبات باعث کاهش سریع و شدید کارائی سیستم RO می­شوند. بنابراین باید با پیش تصفیه مناسب، کار با میزان جریانهای طراحی و تزریق مواد شیمیایی مناسب از تشکیل این رسوبات جلوگیری نمود.

رسوب و گرفتگي قادر به كاهش فضاي موثر بين مواد بوده و موجب كاهش تلاطم جريان مي‌شوند كه نتيجه آن، افزايش پلاريزاسيون غلظت در سطح غشاء است. هر چه غلظت محلول در سطح غشاء بيشتر باشد به همان نسبت، املاح بيشتري از خود عبور مي‌دهد. وقتي كه سطح موثر غشاء كاهش يابد، تلاطم، كاهش خواهد يافت و تميز نمودن سطح غشاء  مشكلتر مي‌شود، زيرا امكان فرستادن محلول شيميايي به سطوح مسدود شده توسط مواد جامد كاهش مي يابد. امكان جلوگيري از تشكيل رسوب با استفاده از بازدهي صحيح سيستم و تزريق مواد شيميايي وجود دارد.

مواد بازدارنده با جلوگيري از رشد كريستال نمك، سرعت فرآيند ته نشيني را كاهش مي‌دهند. اين مواد در سطح كريستال نمك تشكيل شده جذب و با جلوگيري از جذب بيشتر نمك فوق اشباع در سطوح كريستال، سرعت گسترش كريستال نمك را كاهش مي‌دهند و به این ترتیب هسته­های اولیه کریستال هرگز به اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمی­رسند.
اكثر مواد بازدارنده، خاصیت معلق نگهدارندگی نیز دارا هستند. خاصیت معلق نگهدارندگی با محاصره‌ ذرات معلق نمك، آهن يا مواد جامد آلي صورت گرفته و سبب دفع آنها توسط سایر آنیونهای موجود در محلول می­شود. این فرایند از تجمع ذرات و تشکیل ذرات بزرگتر که احتمال ترسیب آنها وجود دارد، جلوگیری می­نماید.

بازدارنده‌هاي رسوب فقط در كاهش فرآيند تشكيل رسوب يا كاهش فرآيند و تراكم ذرات رسوب مؤثرند و فرایند ترسیب را بطور کامل متوقف نمی­سازند. البته در یک سيستم RO کافی است تا مواد بازدارنده از تشکیل رسوب تا هنگام خروج جریان غلیظ از سیستم بخوبی عمل کند.

مقايسه مواد بازدارنده رسوب

اغلب بازدارنده‌هاي رسوب دارای ساختار مولکولی با گروههای عاملی شامل اسيد كربوكسيليك (-COOH) یا فسفات هستند. مولكول‌هاي پلي اكريل با وزن مولکولی پائین (جرم مولكولي بين 100-5000) شامل چندين گروه عامل اسيد كربوكسيليك هستند و به طور مشترك در بسياري از بازدارنده‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين بازدارنده‌ها در جلوگيري از تشكيل سولفات و كربنات جزء بهترين‌ها هستند، اما خاصيت پراكنده‌سازي آنها محدود است.

هگزا متا فسفات سديم (SHMP )، يكي از موادي است كه به عنوان بازدارنده انتخاب مي‌شود، زيرا علاوه بر نقش بازدارندگي خوب، ارزان قيمت نیز می­باشد. از جمله معایب اين ماده، ناپايداري و نیز انحلال دشوار آن در آب مي­باشد. در حقيقت، اگر SHMP هر سه روز مجدداً به هم زده نشود، هگزا متا فسفات، به فسفات هيدروليز مي‌شود كه در pH خنثي باكلسيم تركيب شده و فسفات تشكيل مي‌‌دهد. اين نمك مي‌تواند موجب گرفتگي غشاء سيستم شود. استفاده از هگزا متا فسفات به عنوان يك بازدارنده‌ رسوب براي سيستم‌هاي RO به دليل وابستگي زياد آن به مصرف صحيح، عموميت پيدا نكرده است.
ارگانو فسفوناتها در مقايسه با سديم هگزا متا فسفات پايدارتر هستند. خواص بازدارندگي و پراكنده‌سازي اين ماده شبيه به سديم هگزا متا فسفات است. اما بر خلاف سديم هگزا متا فسفات، اين ماده پايدار است.

پلي اكريل با جرم مولكولي سنگين (جرم مولكولي بين 6000 تا 25000) در پراكنده‌سازي، بهترين اثر را دارد، اما به اندازه‌ي اكريلهاي سبك در بازدارندگي رسوب مؤثر نيستند.

همانطور که پیش از این گفته شد، کاربرد بازدارنده‌هاي تركيبي، نتايج بهتري را نسبت به بازدارنده‌هاي تك مولكولي از خود نشان مي‌دهند. در صورت استفاده از يك بازدارنده‌ تك مولكولي، احتمال بيشتري وجود دارد كه تزريق بيش از حد بازدارنده موجب شود كه خود بازدارنده به صورت كاتيون چند ظرفيتي از محلول خارج شود. با تركيب توليدات و استفاده از بازدارنده چند مولكولي، ساير بازدارنده‌ها مي‌توانند در جلوگيري از رسوب‌دهي اولين بازدارنده مؤثر باشند. همچنين به غلظت كمتري از هر يك از اجزاي مستقل بازدارنده‌ها نياز خواهد بود.

بعضی انواع بازدارنده‌هاي تركيبي، شامل پلي اكريل با جرم مولكولي سبك وسنگين هستند تا از قدرت كافي براي باز دارندگي و پراكنده‌سازي برخوردار باشند. به علاوه ساير بازدارنده‌ها، تركيبي از ارگانوفسفات اكريلات با جرم مولكولي سبكتر هستند كه علاوه بر متفرق نمودن خوب، خصوصيات يك بازدارنده را دارا مي‌باشند.

بعضي اوقات، فعاليت بيولوژيكي در تانك بازدارنده رسوب مي‌تواند موجب ايجاد مشكل شود. رشد بيولوژيكي مي‌تواند موجب انسداد مسير خوراك پمپ تزريق شده و در نتيجه جريان بازدارنده‌ متوقف شود. معمولاً مواد بازدارنده یا معلق نگهدارنده حاوی مقداری مواد بایوساید نیز می­باشند. اما باید در زمان رقیق سازی این محلولها در تانکهای مصرف روزانه دقت کافی مبذول گردد تا غلظت این مواد بایوساید در محلول رقیق از حداقل مقدار موثر کمتر نشود. این مقدار معمولاً از سوی سازندگان قید می­شود. با توجه به اینکه مواد بازدارنده فرایند ترسیب را کند نه متوقف می­نمایند، لذا نباید سیستم برای مدت طولانی در حالت فوق اشباع از نمکها خارج از سرویس باقی بماند. معمولاً یک شیر اتوماتیک برقی بطور موازی با جریان دفعی نصب می­شود تا درست قبل از سرویس خارج شدن سیستم باز شده و کل المنتها از نمکهای فوق اشباع تخلیه گردد.
در برخی موارد از یک تانک برای تزریق دو یا چند ماده شیمیائی در زمانهای مختلف استفاده می­شود. در این صورت باید دقت کافی معطوف به عدم اختلاط مواد با یکدیگر گردد تا لطمه­ای به کارائی آنها و سیستم وارد نشود.

 

.

 


s5 logo

 

تماس با ما

 آدرس : تهران ، خیابان شهرزاد ، خیابان کودکان غزه ،  پلاک 48

تلفن : 02122899562

فکس : 02122899159

    info@shimiab.ir

درباره ما

 آب حیاتی‌ترین سرمایۀ زندگی و اصلی‌ترین عامل توسعه و نیاز بشری محسوب می‌گردد. امروزه با تحولات اجتماعی و اگاهی‌های عمومی، مقولۀ کیفیت آب ادامه مطلب

                                                                    

twitter

Twitter
 twitter
Facebook
 +google