آیا آنتی اسکالانت ها برای محیط زیست مضر هستند ؟
1403-04-28 1403-04-28 10:21
مدیر سایت آیا آنتی اسکالانت ها برای محیط زیست مضر هستند ؟
آیا آنتی اسکالانت ها برای محیط زیست مضر هستند؟ مواد آنتی اسکالانت‌ها یا مواد ضد رسوب در صنایع مختلف برای جلوگیری از تشکیل رسوبات معدنی یا آلی در سیستم‌ها و تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این رسوبات می‌توانند از مواد معدنی مانند کربنات کلسیم، سولفات، فسفات، سیلیکات، مواد آلی و غیره باشند. آنتی اسکالانت‌ها عمدتاً به دلیل مزایای زیر در صنایع مختلف استفاده می‌شوند:
- حفظ بهره‌وری و عملکرد سیستم‌ها: رسوبات معدنی می‌توانند عملکرد تجهیزات و سیستم‌ها را تحت تأثیر قرار دهند و باعث کاهش کارایی و افزایش مصرف انرژی شوند. آنتی اسکالانت‌ها از تشکیل این رسوبات جلوگیری می‌کنند و باعث حفظ بهره وری می شوند.
- افزایش دوام تجهیزات: رسوبات معدنی می‌توانند باعث فرسایش و زنگ‌زدگی در تجهیزات شوند. ضد رسوب با ایجاد عدم تشکیل مواد معدنی به دوام و عمر مفید تجهیزات کمک می‌کنند.
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: استفاده از آنتی اسکالانت‌ها می‌تواند هزینه‌های ناشی از تعمیر و نگهداری تجهیزات را کاهش دهد، زیرا نیاز به تمیزکاری و تعویض قطعات کمتری خواهد بود.
- محافظت محیط زیست: تشکیل رسوبات معدنی می‌تواند به محیط زیست ضربه‌هایی بزند، از جمله آلودگی آب و کاهش کیفیت آب که با جلوگیری از تشکیل رسوبات، آنتی اسکالانت‌ها به حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کنند.
صنایع مختلفی که از آنتی اسکالانت‌ها استفاده می‌کنند شامل صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، نیروگاه‌ها، صنایع غذایی، صنایع آب و فاضلاب، صنایع تولید کاغذ، و … می باشد.
مقالات پیشنهادی : محاسبه میزان تزریق آنتی اسکالانت در تصفیه آب | نرم افزار محاسبه آنتی اسکالانت
بازدارنده‌های رسوب یا آنتی‌اسکالانت‌ها معمولاً ترکیبات آلی با گروه‌های عاملی سولفونات‌ها، فسفونات یا کربوکسیلیک اسید و عوامل کیل‌کننده مانند کربن، زاج و زئولیت‌ها هستند تا یون خاصی را که ممکن است رخ دهد جدا و خنثی کنند. در ادامه نحوه کار هر کدام را مورد بررسی قرار داده ایم.
نحوه کار ضد رسوب سولفونات ها
سولفونات‌ها به عنوان یک ضد رسوب عمل می‌کنند و به دلیل ویژگی‌های شیمیایی خود، به ویژه خاصیت اسیدی بودن گروه سولفونات (-SO3H) که با رسوبات معدنی در سیستم‌ها و تجهیزات واکنش داده و از تشکیل رسوبات جلوگیری می‌کند.
نحوه کار ضد رسوبی سولفونات‌ها به صورت زیر است:
- رفتار اسیدی: گروه سولفونات در سولفونات‌ها به شکل اسیدی عمل می‌کند. این اسیدیته موجب تولید یون‌های هیدروژن (H+) در محیط می‌شود. این یون‌های هیدروژن با یون‌های کاتیونی موجود در رسوبات معدنی مانند کربنات کلسیم و منیزیم واکنش می دهند.
- تشکیل کمپلکس: در اثر واکنش اسیدیته سولفونات‌ها با یون‌های کاتیونی موجود در رسوبات، کمپلکس‌های حلال (مایع) ایجاد می‌شوند. این کمپلکس‌ها قابل حل و رهایی از سطح تجهیزات می‌باشند و به عنوان یک پوشش حلال روی سطح تجهیزات قرار می‌گیرند.
- پیشگیری از تشکیل رسوبات: با تشکیل کمپلکس‌های حلال، سولفونات‌ها باعث پیشگیری از تشکیل رسوبات معدنی می‌شوند. این کمپلکس‌ها کاهش میزان رسوبات کلسیم، منیزیم، و دیگر مواد معدنی موجود در آب و سیالات را فراهم می‌کنند.
فسفونات‌ها نیز همانند سولفونات‌ها به عنوان ضد رسوب عمل می‌کنند، اما با روش‌هایی متفاوت که عبارتند از:
تشکیل کمپلکس‌ها: فسفونات‌ها به عنوان مواد (chelating agents) عمل می‌کنند، یعنی توانایی دارند با یون‌های فلزی موجود در آب و سیالات مانند فلزات سخت (مانند کلسیم، منیزیم و …) کمپلکس‌های استیلن بندی ایجاد کنند. این کمپلکس‌ها به دلیل حلال بودن، به عنوان یک پوشش محافظ بر روی سطح تجهیزات و لوله‌ها قرار می‌گیرند و از تشکیل رسوبات جلوگیری می‌کنند.
پایین آوردن کشش سطحی و چسبندگی آب: فسفونات‌ها همچنین می‌توانند کشش سطحی اب و چسبندگی آن (surface tension) را کاهش دهند، که این امر می‌تواند به عملکرد ضد رسوبی آنها کمک کند.
تثبیت یون‌های فلزی: فسفونات‌ها می‌توانند یون‌های فلزی را تثبیت کنند و جلوی رسوبات معدنی شکل دهنده این یون‌ها را بگیرند. این اثر مانع از تشکیل رسوبات معدنی می‌شود.
به طور کلی، عملکرد ضد رسوبی فسفونات‌ها نیز بر اساس تشکیل کمپلکس‌هایی با یون‌های فلزی، کاهش کشش سطحی سیالات، و تثبیت یون‌های فلزی موجود در آب و سیالات صورت میگیرد. این عملکرد به پیشگیری از تشکیل رسوبات معدنی در سیستم‌ها و تجهیزات کمک می‌کند.
کربوکسیلیک اسیدها نیز مانند فسفونات‌ها و سولفونات‌ها به عنوان ضد رسوبات در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. نحوه کار ضد رسوب کربوکسیلیک اسیدها به صورت زیر است:
۱. تشکیل کمپلکس‌ها: کربوکسیلیک اسیدها نیز مانند فسفونات‌ها و سولفونات‌ها توانایی تشکیل کمپلکس با یون‌های فلزی موجود در آب و سیالات را دارند. این کمپلکس‌ها از تشکیل رسوبات معدنی مانند کربنات کلسیم و منیزیم جلوگیری می‌کنند.
۲. کاهش pH: کربوکسیلیک اسیدها می‌توانند pH محلول را کاهش دهند. با کاهش pH، توانایی تشکیل رسوبات معدنی مانند کربنات‌ها کاهش می‌یابد.
۳. تغییر مورفولوژی رسوبات: کربوکسیلیک اسیدها ممکن است توانایی تغییر مورفولوژی رسوبات معدنی را داشته باشند، به طوری که رسوبات به شکل‌هایی که بر روی سطح تجهیزات یا سطوح دیگر قرار گرفته‌اند، غیر قابل چسبندگی شوند و به راحتی پاک شوند.
در کل، کربوکسیلیک اسیدها به عنوان ضد رسوبات با تشکیل کمپلکس‌های با یون‌های فلزی، کاهش pH، و تغییر مورفولوژی رسوبات، از تشکیل و چسبندگی رسوبات معدنی جلوگیری می‌کنند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این اسیدها به عنوان ضد رسوبات در صنایع مختلف مورد استفاده قرار بگیرند.
نحوه کار آنتی اسکالانت های پلی اکریلیک اسید
اگر مقادیر قابل توجهی آهن وجود داشته باشد، آنها مستعد ایجاد یک رسوب هستند که روی سطح غشاء جمع می شوند. اگرچه این رسوب به فشار آب ورودی بیشتری نیاز دارد، اما معمولاً می توان آن را با استفاده از محلول تمیزکننده با pH پایین تمیز کرد.
آیا آنتی اسکالانت ها برای محیط زیست مضر هستند؟
یک رسوب می تواند بسیار چسبناک باد که همین مساله نیاز به فشار آب ورودی (آب خوراک) را افزایش می دهد و حذف این رسوب در سیستم می تواند بسیار چالش برانگیز باشد. به همین دلیل لازم است یک منعقد کننده بر پایه کاتیونی یا کمک فیلتر کننده در پیش تصفیه استفاده شود.
آنتی اسکالانت ها در انواع مختلفی ساخته و تولید می شوند. برخی از آنها بر پایه پلیمر و برخی دیگر بر پایه فسفونات هستند. بسیاری از آنها مخلوط هایی برای به حداکثر رساندن مزایای این دو هستند. اگر آنتی اسکالانت ها مضر بودند، استفاده از آنها در آب آشامیدنی تایید نمی شد. آنتی اسکالانت های مبتنی بر پلیمر و فسفونات هر دو در طول زمان زیست تخریب پذیر هستند. از آنجایی که پیوندهای شیمیایی در اثر اشعه ماوراء بنفش مختل می شود، برخی از باکتری ها آنزیم هایی ایجاد می کنند که پیوندها را می شکند و در نتیجه سرعت تجزیه افزایش می یابد.
البته توجه داشته باشید برای بررسی و اطمینان از اینکه آیا آنتی اسکالانت ها برای محیط زیست مضر هستند یا نه؟ باید هر ماده خاص را بررسی کنیم. این وابسته به ترکیبات و ویژگی‌های شیمیایی مواد ضد رسوب است. برخی از مواد ضد رسوب ممکن است دارای اثرات زیست محیطی منفی باشند، در حالی که برخی دیگر ممکن است برای محیط زیست کمترین خطر را داشته باشند یا حتی بی‌خطر باشند.
به طور کلی، مواد ضد رسوب با استفاده از فرایندهای مطالعاتی مناسب و رعایت استانداردهای محیط زیستی می‌توانند طراحی و ارزیابی شوند تا اطمینان حاصل شود که اثرات منفی بر محیط زیست حداقل ممکن باشد. همچنین، استفاده از مواد ضد رسوب قابل تجدیدپذیر و بی‌خطر برای محیط زیست همواره ترجیح داده می‌شود.
ویژگی بهترین آنتی اسکالانت برای تصفیه آب
ویژگی‌های بهترین آنتی اسکالانت برای استفاده در آب ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- کارایی بالا: آنتی اسکالانت باید دارای کارایی بالا در جلوگیری از تشکیل رسوبات باشد. این به این معناست که حتی در غلظت‌های کمتر نیز بتواند از تشکیل رسوبات معدنی به طور موثر جلوگیری کند.
- پایداری: آنتی اسکالانت باید پایدار و مقاوم در برابر شرایط محیطی مختلف باشد، از جمله دما، pH، و ترکیب شیمیایی آب و … باشد.
- عدم خطر برای محیط زیست: آنتی اسکالانت باید برای محیط زیست بی‌خطر باشند و هیچ اثر زیان‌آوری برای جانداران زنده و زیستگاه‌های آبی نداشته باشد.
- قابلیت استفاده در ترکیبات مختلف آب: بهترین آنتی اسکالانت باید در ترکیبات مختلف آب، از جمله آب‌های سخت و نرم، عملکرد مطلوبی داشته باشد.
- قابلیت انتقال آسان: آنتی اسکالانت باید به طور آسان در آب حل شده و به ترکیبات دیگر آب مخلوط شود.
- قیمت آنتی اسکالانت: برای انتخاب بهترین آنتی اسکالانت، توجه به قیمت آنتی اسکالانت تصفیه آب و مقایسه هزینه و کارایی اهمیت زیادی دارد. زیرا شما می توانید هزینه های کل سیستم را کنترل و تعدیل کنید و در عین حال بهره وری را بالا نگه دارید.
با توجه به این ویژگی‌ها، بهترین آنتی اسکالانت باید دارای ترکیبات مطلوب و خواصی که باعث جلوگیری از تشکیل رسوبات معدنی در آب شود، باشد.
