آنتی اسکالانت چگونه عمر سیستم‌های اسمز معکوس را نجات می‌دهد؟

به گزارش بازرگانی نمابان و به نقل از خبرگزاری مهر، سیستم‌های اسمز معکوس (RO) از روش‌های کارآمد تصفیه آب در صنایع مختلف شناخته می‌شوند. اما مشکل اصلی این سیستم‌ها رسوبگذاری املاح معدنی بر روی غشاهای RO است که باعث کاهش بازدهی و آسیب به تجهیزات می‌شود. آنتی اسکالانت‌ها ترکیبات شیمیایی هستند که با جلوگیری از تشکیل و رشد رسوبات، عمر و کارایی این را افزایش می‌دهند.

عکس | تهران‌گردی امیر عابدزاده و خواهرش در تهران

آنتی اسکالانت در اسمز معکوس

آنتی اسکالانت در سیستم‌های اسمز معکوس یک ماده شیمیایی پیشگیرانه است که قبل از ورود آب به غشاها تزریق می‌شود. این ترکیبات با تغییر در ساختار بلوری املاح محلول در آب مانند کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، سولفات باریم و سیلیس، از چسبیدن و رسوب آنها بر سطح غشا جلوگیری می‌کنند. آنتی اسکالانت‌ها معمولاً در غلظت‌های بسیار پایین (ppm) به آب خوراک اضافه می‌شوند و با ایجاد اختلال در فرآیند کریستالیزاسیون، املاح را در حالت معلق نگه می‌دارند تا همراه با جریان کنسانتره از سیستم خارج شوند.

ویژگی‌های آنتی اسکالانت برای سیستم‌های RO

برای خرید آنتی اسکالانت مناسب مخصوصاً برای سیستم‌های RO باید ویژگی‌های خاصی را دارا باشند. این مواد باید در محدوده وسیعی از pH (معمولاً ۳ تا ۱۰) کارایی داشته باشند و با انواع مختلف املاح معدنی سازگار باشند. سازگاری با غشاهای پلی‌آمید و عدم ایجاد خوردگی در تجهیزات از الزامات اساسی است. همچنین باید در دماهای مختلف عملکرد پایدار داشته و نیاز به شستشوی مکرر سیستم را کاهش دهند. آنتی اسکالانت‌های مرغوب دارای پایداری شیمیایی بالا بوده و نباید با کلر یا سایر مواد شیمیایی موجود در آب واکنش نشان دهند. توانایی کنترل همزمان انواع مختلف رسوبات و عدم ایجاد فوم نیز از ویژگی‌های مهم این محصولات است. قابلیت تزریق آسان، سمیت پایین و دوستدار محیط زیست بودن نیز از معیارهای انتخاب آنتی اسکالانت مناسب هستند.

انواع آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند. پلیفسفاتها از قدیمی‌ترین انواع هستند که عمدتاً برای کنترل رسوبات کربنات کلسیم استفاده می‌شوند اما محدودیت‌هایی در برابر سولفات‌ها دارند. ارگانوفسفاتها نسل بهبود یافته پلی‌فسفات‌ها هستند که طیف وسیع‌تری از رسوبات را کنترل می‌کنند. پلیمرهای کربوکسیلیک مانند پلیاکریلیک اسید از رایج‌ترین آنتی اسکالانت‌های امروزی هستند که عملکرد عالی در برابر انواع املاح دارند. فسفونات‌ها نیز گروه دیگری از آنتی اسکالانت‌های قوی هستند که در شرایط سخت و با غلظت‌های بالای املاح کاربرد دارند.

کاربرد آنتی اسکالانت در سیستم‌های RO

آنتی اسکالانت‌ها در صنایع و کاربردهای مختلف در سیستم‌های اسمز معکوس استفاده می‌شوند. این مواد برای هر نوع منبع آب با ترکیبات متفاوت طراحی شده‌اند.

تصفیه آب شرب شهری: در تصفیه‌خانه های بزرگ شهری که آب دریا یا آب‌های لبشور را به آب شرب تبدیل می‌کنند، آنتی اسکالانت‌ها برای جلوگیری از رسوب املاح فراوان دریا مانند سولفات کلسیم و منیزیم کاربرد دارند.

صنایع نفت و گاز: در واحدهای تولید آب صنعتی و تصفیه پسابهای نفتی که آب با سختی و شوری بالا دارند، استفاده از آنتی اسکالانت مهم است.

صنایع غذایی و نوشیدنی: در تولید آب خالص برای فرآوری مواد غذایی و تولید نوشابه‌ها که نیاز به آب با کیفیت بالا دارند، آنتی اسکالانت ها برای محافظت از غشاها استفاده می‌شوند.

صنایع دارویی: در تولید آب خالص دارویی (Purified Water) و آب برای تزریق (WFI) که استانداردهای بسیار سختگیرانهای دارند، از آنتی اسکالانت‌های استفاده می‌شود.

نیروگاه‌ها: در سیستم‌های تولید آب دیگ‌ها و برج‌های خنککننده نیروگاه‌ها برای کنترل رسوب در مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های RO.

صنایع الکترونیک: تولید آب فوق خالص (Ultrapure Water) برای شستشوی قطعات الکترونیکی و تولید نیمه‌هادی‌ها نیازمند سیستم‌های RO با عملکرد بهینه است.

کشاورزی: در سیستم‌های آبیاری قطرهای و گلخانه‌ها که از آب‌های زیرزمینی با سختی بالا استفاده می‌کنند.

نحوه استفاده از آنتی اسکالانت در اسمز معکوس

استفاده از آنتی اسکالانت در سیستم‌های RO نیازمند رعایت اصول فنی است. ابتدا باید آنالیز کامل آب خوراک انجام شود تا ترکیب املاح، pH، دما و سایر پارامترها مشخص شوند. سپس با استفاده از نرم افزارهای تخصصی یا جداول تولیدکننده، نوع و دوز مناسب آنتی اسکالانت محاسبه می‌شود. آنتی اسکالانت باید در نقطه مناسبی قبل از ورود به غشاها و بعد از فیلتراسیون اولیه تزریق شود. معمولاً یک پمپ دوزینگ دقیق برای تزریق مداوم و یکنواخت آنتی اسکالانت به خط آب خوراک استفاده می‌شود. زمان تماس کافی (معمولاً ۱۰ تا ۳۰ ثانیه) قبل از رسیدن به غشا برای اثربخشی کامل ضروری است.

این مواد باید در محیطی خنک و دور از نور مستقیم خورشید نگهداری شوند. مانیتورینگ مداوم پارامترهای سیستم مانند افت فشار، نرخ جریان و کیفیت آب تولیدی برای تنظیم دوز آنتی اسکالانت واجب است. معمولاً هر ۳ تا ۶ ماه یک بار باید دوز تزریق بر اساس عملکرد سیستم بازبینی و در صورت نیاز تنظیم شود.

مزایای استفاده از آنتی اسکالانت در اسمز معکوس

مزیت اصلی، افزایش قابل توجه عمر مفید غشاها است که می‌تواند هزینه‌های تعویض را تا ۵۰ درصد کاهش دهد. با جلوگیری از رسوبگذاری، راندمان تولید آب و کیفیت آب خروجی در سطح بهینه حفظ می‌شود و نیاز به افزایش فشار عملیاتی برای جبران افت کارایی کاهش می‌یابد.

کاهش دفعات شستشوی شیمیایی غشاها که خود باعث کاهش عمر غشا می‌شود، از دیگر مزایای استفاده از آنتی اسکالانت است. این موضوع همچنین زمان توقف تولید و هزینه‌های نیروی انسانی را کم می‌کند. مصرف انرژی سیستم نیز به دلیل حفظ کارایی بهینه غشاها کاهش می‌یابد و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی کلی تقلیل پیدا می‌کند.

از نظر اقتصادی، هزینه استفاده از آنتی اسکالانت بسیار کمتر از هزینه تعویض غشاها و تعمیرات است. همچنین پایداری و قابلیت اطمینان سیستم افزایش یافته و مشکلات غیرمنتظره کاهش می‌یابد که برای صنایعی که نیاز به تولید مداوم آب دارند بسیار حیاتی است.

میزان تزریق آنتی اسکالانت در سیستم‌های RO

تعیین میزان دقیق تزریق آنتی اسکالانت از عوامل در عملکرد بهینه سیستم است. این میزان بستگی به عوامل مختلفی دارد از جمله کیفیت آب خوراک، نوع و غلظت املاح محلول، درصد بازیابی سیستم، دمای آب و نوع آنتی اسکالانت استفاده شده. معمولاً دوز استاندارد آنتی اسکالانت بین ۲ تا ۵ ppm (قسمت در میلیون) نسبت به حجم آب خوراک است. برای آب‌های با کیفیت خوب، دوز ۲ تا ۳ ppm کافی است اما برای آب‌های با سختی بالا یا شوری زیاد، ممکن است دوز تا ۸ یشا حتی ۱۰ ppm افزایش یابد. در سیستم‌های شیرین سازی آب دریا، به دلیل غلظت بالای املاح، معمولاً دوزهای بالاتری مورد نیاز است. محاسبه دقیق میزان تزریق نیازمند استفاده از نرم افزارهای تخصصی مانند ROSA، IMSDesign یا Wave است که با ورود پارامترهای آب خوراک و طراحی سیستم، دوز بهینه را پیشنهاد می‌دهند. همچنین تولیدکنندگان آنتی اسکالانتها معمولاً راهنماهای دوزینگ و نمودارهایی برای تعیین مقدار مناسب ارائه می‌دهند.

تنظیم پمپ دوزینگ باید به گونه‌ای باشد که میزان تزریق به صورت خودکار با تغییرات نرخ جریان آب خوراک تطبیق یابد. بسیاری از سیستم‌های مدرن از کنترلرهای اتوماتیک استفاده می‌کنند که بر اساس سیگنال فلومتر، دوز تزریق را تنظیم می‌کنند.

نتیجه‌گیری

با جلوگیری از رسوبگذاری املاح معدنی بر روی غشاها، این مواد شیمیایی نه تنها هزینه‌های تعویض و تعمیرات را کاهش می‌دهند بلکه کارایی تولید و کیفیت آب را نیز در سطح مطلوب حفظ می‌کنند. انتخاب نوع مناسب آنتی اسکالانت بر اساس تحلیل دقیق آب خوراک، محاسبه صحیح دوز تزریق و مانیتورینگ مستمر سیستم، کلیدهای موفقیت در استفاده بهینه از این مواد هستند.

با توجه به اهمیت فزاینده تصفیه آب در صنایع مختلف و افزایش هزینه‌های تعویض تجهیزات، سرمایه گذاری در استفاده از آنتی اسکالانت و مدیریت صحیح آن، یک تصمیم اقتصادی برای سیستم RO است.

این مطلب، یک خبر آگهی بوده و خبرگزاری مهر در محتوای آن هیچ نظری ندارد.

منبع: خبرگزاری مهر