آنتی اسکالانت Antiscalant ضد رسوب ممبران اسمز معکوس

آنتی اسکالانت Antiscalant ها پلیمرهایی بر پایه آکریلیک اسید (Acrylic acid polymers) و یا ارگانوفسفات (Organophosphatess) می باشند که وظیفه کنترل تشکیل رسوب کربنات کلسیم در شرایط LSI  و S&DSI مثبت و کنترل تشکیل سایر رسوبات (سولفات ها ، فلوئورید ، سیلیس و …) در شرایط SR  بالاتر از ۱۰۰ % را بر روی ممبرین های اسمز معکوس بر عهده دارند و به زبان ساده تر، آنتی اسکالانت ها مانع از تشکیل رسوب (scaling) روی سطح ممبرین RO می شوند.

 

آنتی اسکالانت antiscalant chemical مواد شستشوی ممبران CIP آنتی اسکالانت
آنتی اسکالانت antiscalant chemical مواد شستشوی ممبران CIP آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت ( Antiscalant )

آنتی اسکالانت ها معممولا قبل از فیلتر کارتریج تزریق می شوند و چون دارای بار الکتریکی منفی می باشند ، جذب کریستال های رسوب با بار مثبت می شوند و باعث می شوند که رسوب دیگر رشد نکند، در واقع آنتی اسکالانت ها رسوب را از بین نمی برند ، بلکه سرعت تشکیل رسوب را کند می کنند تا رسوب به راحتی شکل نگیرد (کریستالی نشود) و توسط آب حل شده و از سطح ممبرین شسته شود.

باید به این نکته دقت داشت که هر آنتی اسکالانت روی یک دسته از رسوبات تاثیر می گذارد و به همین دلیل نمی توان از یک آنتی اسکالانت برای تمام رسوبات استفاده کرد.

مواد ضد رسوب (آنتی اسکالانت Antiscalant ) ممبران اسمز معکوس
نام ماده کاربرد ویژگی‌ها مشخصات فیزیکی
RO-100 بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس جلوگیری از تشکیل رسوبات کربنات کلسیم، فسفات کلسیم و آهن، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۲ و سیلیس پایین و سولفات پایین تا متوسط، مقدار مصرف: حدود ppm8-2 رنگ: زرد یا کهربایی کمرنگدانسیته در دمای °C20: 14/1-09/1

pH محلول: کمتر از ۳

RO-110 بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس جلوگیری از تشکیل رسوبات کربنات کلسیم، فسفات کلسیم، آهن و نیز سولفات و سیلیکای پایین تا متوسط، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۵/۲،مقدار مصرف: حدود ppm8-2 رنگ: زرد کمرنگدانسیته در دمای °C20: 11/1-06/1

pH محلول: کمتر از ۲

RO-120 بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس جلوگیری از تشکیل رسوبات کربنات کلسیم، فسفات کلسیم و آهن و نیز سولفات و سیلیکای پایین تا متوسط، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۵/۲ و قلیائیت پایین تا متوسط،مقدار مصرف: حدود ppm5-2 رنگ: کهربایی یا زرددانسیته در دمای °C20: 25/1-18/1

pH محلول: کمتر از ۳

RO-140 بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس دامنه کاربرد بسیار گسترده و قابل استفاده در تمامی دستگاه‌های اسمز معکوس با آب‌های خام متفاوت (حتی آب دریا) و تا اندیس لانژلیر حدود ۵/۲ و مقدار سیلیکای حدودppm120،مقدار مصرف: حدود ppm8-2 رنگ: کهربایی یا زرددانسیته در دمای °C20: 15/1-11/1

pH محلول: کمتر از ۵

RO-160 بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستم‌های اسمز معکوس و  نانوفیلتراسیون که با آب دریا تغذیه می‌شوند و نیز آب‌هایی که دارای سولفات، سیلیکا، باریم و استرونسیم بالا هستند، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۳ و مقدار سیلیکای حدود ppm130 مقدار مصرف: حدود ppm5-1 رنگ: کهربایی یا زرددانسیته در دمای °C20: 25/1-16/1

pH محلول: کمتر از ۴

RO-180 بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس ضدرسوب قلیایی برای جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستم‌های اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون با انواع مختلف آب خام (لب شور، سیلیکای بالا، سولفات بالا، دریا و…) ، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۳ و مقدار سیلیکای حدود ppm130مقدار مصرف: حدود ppm8-2 رنگ: قهوه‌ای یا کهرباییدانسیته در دمای °C20: 15/1-10/1

pH محلول: ۱۳-۱۰

آنتی اسکالانت چیست؟

محلولی به جهت کاهش اثرات رسوب ناشی از گرفتگی روزنه های غشای اسمز معکوس توسط نمک های محلول در آب  استفاده می شود، آنتی اسکالانت در طول  عمر  ممبران اسمز معکوس تاثیر زیادی دارد و  از هزینه های تعویض فیلتر های مصرفی سالیانه می کاهد.
به دلیل وجود نمک های محلول در آب ورودی به سیستم های تصفیه آب به روش اسمز معکوس و آب شیرین کن  و ایجاد گرفتگی و رسوب در روزنه های میکرونی پلی آمید ممبرین های اسمز معکوس و اصطلاحا پدیده scaling به وجود می آید. از جمله موادی که روی غشای پلی آمید ( ممبرین) رسوب می کنند، می توان به کربنات کلسیم (CaCO₃)، سولفات کلسیم (CaSO₄)، سولفات باریم (BaSO₄)، و سولفات استرونیوم (SrSO₄) اشاره کرد. رسوبات سیلیکا (SiO₂) و فلوراید کلسیم (CaF) کمتر متداول هستند ولیکن مشکل ساز می باشند. جهت جلوگیری این نمک های محلول بر روی ممبرین به آب ورودی به سیستم RO آنتی اسکالانت Antiscalant  تزریق می شود.
معایب استقاده از آنتی اسکالانت نا مرغوب باعث کاهش ظرفیت تولید ،بالا رفتن میزان نمک های محلول در آب تولید TDS خروجی تولید، افزایش فشار بر پمپ های طبقاتی و کاهش طول عمر پمپ و افزایش برق مصرفی ناشی از بالا رفتن میزان آمپر ، تعدد شستشوی ممیران ناشی از گرفتگی و در نهایت کاهش طول عمر در ممبران ها و تعویض زود هنگام آن می گردد.
آنتی اسکلانت مربوطه به دلیل کاهش رسوبات عناصر جدول زیر در درجه بالایی از کارایی در صنعت آب و سیستم های اسمز معکوس از خود نشان داده است.
آنتی اسکالانت در انواع مختلف جهت راهبری در سیستم های اسمز معکوس با آب ورودی لب شور و سیستم اسمز معوس با آب ورودی دریایی و انواع آنالیزهای ورودی آب محاسبه و در اختیار مشتریان محترم قرار داده می شود.
میزان مصرف ، عملکرد و کاربرد آنتی اسکالانت با توجه به نرم افزار های شرکت سازنده و نیز کیفیت آب ورودی (لب شور – دریایی) به سیستم های اسمز معکوس محاسبه و در اختیار مصرف کنندگان قرار داده می شود.

تزریق آنتی اسکالانت   (نرم افزار CoRoLa-T )

میزان تزریق انواع مواد ضد رسوب آب بستگی به پارامترهایی همچون آنالیز آب، میزان دبی، دما، pH، میزان ریکاوری سیستم، منبع آب، نوع ممبرین و نحوه آرایش ممبرین ها دارد. به طور معمول میزان تزریق آنتی اسکالانت ها در محدوده ۱ الی ppm 6 می باشد.

فروش مواد ضد رسوب ممبران (آنتی اسکالانت)

علت تزریق آنتی اسکالانت

علت تزریق آنتی اسکالانت ها در سیستم های تصفیه آب صنعتی به طریقی می باشد که  آنتی اسکالانت ها باعث پراکندگی رسوبات در آب های تصفیه نشده و یا حاوی انواع املاح های  رسوب گذار میگردد و همین پراکندگی رسوبات باعث میشود که در ممبران های سیستم های اسمز معکوس (تصفیه آب) رسوب گذاری انجام نشود .

 طریقه تزریق آنتی اسکالانت

معمولا آب های خام و یا به عبارتی تصفیه نشده دارای املاح ذیل می باشند که با ورود به سیستم های تصفیه آب صنعتی (آب شیرین کن) باعث رسوب گذاری در غشاء میکرونی ممبرانها میگردند و میتوان با تزریق مقدار مناسبیآنتی اسکالانت و  با استفاده از نرم افزارهای مربوطه نظیر (coro-laT) میتوان از این رسوب گذاری ها جلوگیری نمود:

۱٫ کربنات کلسیم (CaCO₃)

۲٫ سولفات کلسیم (CaSO₄)

۳٫ سولفات باریم (BaSO₄)

۴٫ سولفات  استرانسیوم

معمولا رسوبات سیلیکا (SiO₂) و فلورید کلسیم (caf) کمتر شایع هستند، اما می تواند مشکل ساز باشد.

اهمیت استفاده از آنتی اسکالانت

اهمیت استفاده ازآنتی اسکالانت در سیستم های تصفیه آب به روش اسمز معکوسRO به علت پدیده رسوب و گرفتگی بر روی غشاء ممبران ها سرمایه گذاری  بر روی آنتی اسکالانت ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.

تولید آنتی اسکالانت

ساخت آنتی اسکالانت های دست ساز جهت حذف رسوباتی سخت نظیر سیلیس sio2 توسط شرکت جهان آب آنتی اسکالانت ساخت شرکت جهان آب  با تمامی ممبران ها سازگار می باشد و طریقه ساخت آنتی اسکالانت این شرکت بر اساس فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت های اروپایی  می باشد. (از اینرو شرکت جهان آب مفتخر می باشد که یکی از بزرگترین وارد کننده و تولید کننده  آنتی اسکالانت در داخل کشور باشد و فروش آنتی اسکالانت ها را با بهترین کیفیت و قیمت  مناسب در اختیار هموطنان گرامی قرار میدهد.)

آنتی اسکالانت antiscalant chemical مواد شستشوی ممبران CIP آنتی اسکالانت
آنتی اسکالانت antiscalant chemical مواد شستشوی ممبران CIP آنتی اسکالانت

هر سیستم غشائی نظیر سیستم 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 یک نمک از حلالیت آن در شرایط محلول بالاتر رود. هسته­های اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستالهای بیشتر از نمک بازی می­کند. این کریستالهای نمک به شرط اینکه به اندازه و جرم حجمی لازم برسند از حالت معلق خارج می‌شوند و شروع به رسوب‌دهی می‌کنند. فرآیند ته‌نشینی رسوب تا زمانی ادامه خواهد داشت که یونهای تشکیل دهنده نمک در محلول به صورت فوق اشباع باشند.

علل لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) 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 ( Scaling ) 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 گرفتگی قادر به کاهش فضای موثر بین مواد بوده و موجب کاهش تلاطم جریان می‌شوند که نتیجه آن، افزایش پلاریزاسیون غلظت در سطح غشاء است. هر چه غلظت محلول در سطح غشاء بیشتر باشد به همان نسبت، املاح بیشتری از خود عبور می‌دهد. وقتی که سطح موثر غشاء کاهش یابد، تلاطم، کاهش خواهد یافت و تمیز نمودن سطح غشاء  مشکلتر می‌شود، زیرا امکان فرستادن محلول شیمیایی به سطوح مسدود شده توسط مواد جامد کاهش می یابد. امکان جلوگیری از تشکیل رسوب با استفاده از بازدهی صحیح سیستم و تزریق مواد شیمیایی وجود دارد.
مواد بازدارنده با جلوگیری از رشد کریستال نمک، سرعت فرآیند ته نشینی را کاهش می‌دهند. این مواد در سطح کریستال نمک تشکیل شده جذب و با جلوگیری از جذب بیشتر نمک فوق اشباع در سطوح کریستال، سرعت گسترش کریستال نمک را کاهش می‌دهند و به این ترتیب هسته­ های اولیه کریستال هرگز به اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمی­رسند.
اکثر مواد بازدارنده، خاصیت معلق نگهدارندگی نیز دارا هستند. خاصیت معلق نگهدارندگی با محاصره‌ ذرات معلق نمک، آهن یا مواد جامد آلی 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.
بازدارنده‌های رسوب فقط در کاهش فرآیند تشکیل رسوب یا کاهش فرآیند و تراکم ذرات رسوب مؤثرند و فرایند ترسیب را بطور کامل متوقف نمی­سازند. البته در یک سیستم RO کافی است تا مواد بازدارنده از تشکیل رسوب تا هنگام خروج جریان غلیظ از سیستم بخوبی عمل کند.

مقایسه مواد بازدارنده رسوب

اغلب بازدارنده‌های رسوب دارای ساختار مولکولی با گروههای عاملی شامل اسید کربوکسیلیک (-COOH) یا فسفات هستند. مولکول‌های پلی اکریل با وزن مولکولی پائین (جرم مولکولی بین ۱۰۰-۵۰۰۰) شامل چندین گروه عامل اسید کربوکسیلیک هستند و به طور مشترک در بسیاری از بازدارنده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این بازدارنده‌ها در جلوگیری از تشکیل سولفات و کربنات جزء بهترین‌ها هستند، اما خاصیت پراکنده‌سازی آنها محدود است.
هگزا متا فسفات سدیم (SHMP )، یکی از موادی است که به عنوان بازدارنده انتخاب می‌شود، زیرا علاوه بر نقش بازدارندگی خوب، ارزان قیمت نیز می­باشد. از جمله معایب این ماده، ناپایداری و نیز انحلال دشوار آن در آب می­باشد. در حقیقت، اگر SHMP هر سه روز مجدداً به هم زده نشود، هگزا متا فسفات، به فسفات هیدرولیز می‌شود که در pH خنثی باکلسیم ترکیب شده و فسفات تشکیل می‌‌دهد. این نمک می‌تواند موجب گرفتگی غشاء سیستم شود. استفاده از هگزا متا فسفات به عنوان یک بازدارنده‌ رسوب برای سیستم‌های RO به دلیل وابستگی زیاد آن به مصرف صحیح، عمومیت پیدا نکرده است.
ارگانو فسفوناتها در مقایسه با سدیم هگزا متا فسفات پایدارتر هستند. خواص بازدارندگی و پراکنده‌سازی این ماده شبیه به سدیم هگزا متا فسفات است. اما بر خلاف سدیم هگزا متا فسفات، این ماده پایدار است.
پلی اکریل با جرم مولکولی سنگین (جرم مولکولی بین ۶۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰) در پراکنده‌سازی، بهترین اثر را دارد، اما به اندازه‌ی اکریلهای سبک در بازدارندگی رسوب مؤثر نیستند.
همانطور که پیش از این گفته شد، کاربرد بازدارنده‌های ترکیبی، نتایج بهتری را نسبت به بازدارنده‌های تک مولکولی از خود نشان می‌دهند. در صورت استفاده از یک بازدارنده‌ تک مولکولی، احتمال بیشتری وجود دارد که تزریق بیش از حد بازدارنده موجب شود که خود بازدارنده به صورت کاتیون چند ظرفیتی از محلول خارج شود. با ترکیب تولیدات و استفاده از بازدارنده چند مولکولی، سایر بازدارنده‌ها می‌توانند در جلوگیری از رسوب‌دهی اولین بازدارنده مؤثر باشند. همچنین به غلظت کمتری از هر یک از اجزای مستقل بازدارنده‌ها نیاز خواهد بود.
بعضی انواع بازدارنده‌های ترکیبی، شامل پلی اکریل با جرم مولکولی سبک وسنگین هستند تا از قدرت کافی برای باز دارندگی و پراکنده‌سازی برخوردار باشند. به علاوه سایر بازدارنده‌ها، ترکیبی از ارگانوفسفات اکریلات با جرم مولکولی سبکتر هستند که علاوه بر متفرق نمودن خوب، خصوصیات یک بازدارنده را دارا می‌باشند.
بعضی اوقات، فعالیت بیولوژیکی در تانک بازدارنده رسوب می‌تواند موجب ایجاد مشکل شود. رشد بیولوژیکی می‌تواند موجب انسداد مسیر خوراک پمپ تزریق شده و در نتیجه جریان 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.

مشاهده بیشتر

دستگاه-سختی-گیر-رزینی-تصفیه-آب

آشنایی با عملکرد سختی گیر رزینی

سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگ ­های بخار، مبدل­ های حرارتی، برج­های خنک کننده …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفاً پاسخ معادله زیر را واردکنید * لطفاً سوال امنیتی را مجدداً فراخوانی کنید