بهبود کیفیت دستگاه تصفیه آب با آنتی اسکالانت

بهبود کیفیت دستگاه تصفیه آب با آنتی اسکالانت امکان پذیر است. در اصل آنتی اسکالانت ها نوعی مواد شیمیایی هستند که برای فرآیند های تصفیه اب اسمز معکوس به منظور جلوگیری از رسوب و پوسته پوسته شدن فیلتر ممبران مورد استفاده قرار می گیرند. به همین دلیل نقش مهمی برای بهوبد کیفیت دستگاه تصفیه آب و ممبران اسمز معکوس دارند.

در اصل آنتی اسکالانت ها یک عامل بازدارنده رسوب محسوب می شوند و به صورت گسترده برای جلوگیری از رسوب موادی مانند سیلیس، آهن، سولفات باریم، کربنات کلسیم، گچ و … مورد استفاده قرار می گیرند.

رسوب چیست و چه مشکلاتی را ایجاد می کند؟

رسوب مجموعه ای از ترکیبات و مواد معدنی است که بر روی سطح غشاء یا فیلتر ممبران اسمز معکوس قرار می گیرد. رسوب می تواند باعث کاهش سرعت جریان آب و در نتیجه کاهش عملکرد دستگاه تصفیه آب صنعتی شود. این در حالی است که فیلتر ممبران اسمز معکوس یکی از قطعات مهم در دستگاه تصفیه آب صنعتی است که میتواند آب ورودی با TDS بالا را کنترل کند.

توجه داشته باشید میزان غلظت ترکیبات معدنی در آب متفاوت است و بر همین اساس آنتی اسکالانت تصفیه آب با قابلیت متفاوت جرم گیری و بازدارندگی وجود دارد. برخی از انواع آنتی اسکالانت ها با ظرفیت متفاوت در جدول زیر اورده شده اند.

روش های بهبود کیفیت دستگاه تصفیه آب

به صورت رایج سه روش بهبود کیفیت دستگاه تصفیه آب با آنتی اسکالانت وجود دارد که عبارتند از:

• استفاده از اسید: با استفاده از اسید به آب خوراک شما می توانید pH آب را کاهش داده و نمک ها را حل کنید. این روش باعث می شود رسوب بر روی ممبران اسمز معکوس تشکیل نشود و غشا پوسته پوسته نگردد. شاید گفت این روش یکی از راهکارهای قدیمی و ساده برای بازدارندگی رسوب است.
• نصب دستگاه سختی گیر رزین: این دستگاه با استفاده از رزین سختی گیر آب سخت را به آب نرم تبدیل می کنند. منظور از آب سخت آبی است که دارای مواد معدنی مانند کلسیم، منیزیم و سایر نمک های تشکیل دهنده رسوب باشد. این مواد معدنی می توانند باعث ایجاد رسوب در فیلتر ممبران شوند.
• استفاده از مواد آنتی اسکالانت تصفیه آب: این روش به صورت گسترده به منظور عدم تشکیل رسوب مورد استفاده قرار می گیرد. مواد آنتی اسکالانت (Anitscalant) قبل از ورود فیلتر ممبران به آب خوراک اضافه می شود و به عنوان بازدارنده رسوب عمل می کند.
• آنتی اسکالانت ها به  دو شکل وجود دارند که عبارتند از :

1. یکی به شکل جامد ( توپی شکل) در دستگاه تصفیه آب خانگی که در محفظه فیلتر پیش رسوب نگهداری میشود.
2. آنتی اسکالانت به فرم مایع شیمیایی در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس استفاده میشود. در این روش آنتی اسکالانت به صورت مایع از طریق پمپ دوز با سرعت دوز مناسب به آب ورودی اضافه می شود. در سیستم های تصفیه اب ro  صنعتی توپ آنتی اسکالانت استفاده نمی شود زیرا نیاز به تعویض زیادی دارد که چیزی بین 20 تا 30 بار در روز است.

مکانسیم آنتی اسکالانت چگونه است؟

آنتی اسکالانت ها با داشتن مکانیسم های مختلف می توانند باعث عدم رسوب نمک در فیلتر ممبران شوند. سه مکانیسم مهم آنتی اسکالانت عبراتند از:

• استفاده از مهار آستانه که در این حالت نمک به شکل فوق اشباع در آب نگهداری می شود.
• اصلاح کریستال که در این حالت ضد رسوب باعث تخریب کریستال های نمک می شود و آن را نرم و غیر چسبنده می کند.
• ایجاد پراکندگی که در این روش اجازه تشکیل یون های کریستالی را نمی دهد و باعث عدم رسوب در ممبران می شود.

ناخالصی های تداخلی در فرآیندهای آنتی اسکالانت

آب ورودی یا خوارک نقش مهمی بر حلالیت و سرعت تبلور مواد رسوب دارد. در این شرایط کاتیون ها و آنیون ها معلق در آب باید به صورت الگوی خاص قرار گیرند تا کریستال هایی تشکیل دهند. دقت داشته باشید با افزایش میزان غلظت جامدات محلول ( TDS ) شکل گیری کریستال های آنیون و کاتیون کمتر می شود. در عین حال یون های مختلف با بارها و شکل های مشابه می توانند به صورت برنامه ریزی نشده روی سطح کریستال‌های در حال رشد قرار بگیرند.

انواع مکانیسم بازدارندگی آنتی اسکالانت

بهبود کیفیت دستگاه تصفیه آب با آنتی اسکالانت می تواند با انواع مکانیسم های بازدارندگی اتفاق بیفتد. که برخی از این موارد عبارتند از:

• مکانیسم کیلاسیون که در این مکانیسم، آنتی‌اسکالانت‌ها از طریق واکنش استوکیومتری، ترکیبی را با کاتیون‌های تشکیل‌ دهنده رسوب تشکیل می‌دهند که می‌تواند حلالیت نمک‌های کم محلول را افزایش دهد. (کیلیت نوعی پیوند یون ها و مولکول ها به یون های فلزی است. این شامل تشکیل یا حضور دو یا چند پیوند مختصات مجزا بین یک لیگاند چند دندانه (چند پیوندی) و یک اتم فلز مرکزی می باشد.)
• مکانیسم پراکندگی که در این روش آنتی‌اسکالانت‌ها روی کریستال‌ ها جذب می‌شوند و کریستال‌های معدنی تشکیل می دهند تا یکدیگر را از طریق فعل و انفعالات دفع کنند. این باعث می شود آنها در محلول پراکنده شوند.
• اعوجاج شبکه کریستالی که در این فرآیند آنتی‌اسکالانت‌ها با هسته‌های معدنی واکنش نشان می دهند و با مهار و اعوجاج رشد کریستال، فرآیند تبلور را مختل می‌کند.
• اثر آستانه که در این روش آنتی اسکالانت بر فرآیند خوشه‌ بندی تأثیر می‌گذارد و از رسوب نمک‌های کم محلول جلوگیری می‌کند.

آیا آنتی اسکالانت ها برای محیط زیست مضر هستند؟ در اصل آنتی اسکالانت ها دارای گروه های فسفونات، کربوکسیلیک و سولفونیک هستند که میل ترکیبی بالایی با کریستال های بذری دارند و به هیچ عنوان مضر نیستند.

دقت داشته باشید محاسبه میزان تزریق آنتی اسکالانت برای دستگاه تصفیه اب صنعتی بر اساس پارامترهای مهمی از جمله: نوع آب خوراکی، نوع آنتی اسکالانت و میزان غلظت آن، برند انتخابی، بزرگی یا کوچکی سیستم و … است.

طبقه بندی آنتی اسکالانت ها بر اساس مواد تشکیل دهنده

توجه داشته باشید طبقه بندی آنتی اسکالانت ها بر اساس نوع مواد را می توان در سه دسته قرار داد.

• دسته اول بر پایه فسفر:

آنتی اسکالانت های پایه فسفر دو نوع هستند. فسفات ها ترکیباتی هستند که حاوی پیوند PO با یون ارتوفسفات [PO4]¯3 به عنوان واحد ساختمانی پایه هستند. دیگری فسفونات ها که حاوی یک یا چند گروه C-PO(OH)2 هستند که به دلیل وجود پیوند کووالانسی CP پایدارتر از فسفات ها می باشند. ضد رسوب فسفر بیشتر استفاده می شود زیرا عملکرد مناسبی دارند و مقرون به صرفه نیز هستند.

• دسته دوم بر پایه پلیمرهای مصنوعی:  بازدارنده های پلیمری مصنوعی تا حدودی جایگزین آنتی اسکالانت های فسفر شده اند. این پلیمرها دارای گروه های عاملی متنوعی در زنجیره پلیمری و یونی هستند. این دسته به دلیل اثرات هم افزایی، عملکرد بازدارندگی بهتری نسبت به گروه‌های تک عملکردی واحد  دارند. برخی از این دسته عبارتند از: هیدروکسیل، سولفونیک، آمینو و … می باشد.

توجه داشته باشید وزن مولکولی یک پارامتر ساختاری اساسی و مهم محسوب می شود که می تواند میزان مهار رسوب را مشخص کند. هر چقدر MW کم (وزن مولکولی) باشد برای سرکوب تبلور مطلوب است و هر چقدر MW نسبتا بالا باشد به عنوان پراکنده عمل
می کند.

• دسته سوم آنتی اسکالانت های زیست تخریب پذیر:

این دسته از ضد رسوب ها به دلیل مقرون به صرفه بودن، سازگاری با محیط زیست و نوع ساختار بدون فسفر مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. برخی از این نمونه های آنتی اسکالانت عبارتند از: PASP، PESA و مشتقات آنها بهترین جایگزین برای مهارکننده های پلیمری مصنوعی فسفر معمولی یا غیرقابل تجزیه زیستی هستند.

با توجه به اهمیت آنتی اسکالانت در تصفیه اب برخی از تولید کنندگان آنتی اسکالانت ترکیبات و فرمول های تولیدی خود را برای بهبود عملکرد انواع سیستم های اسمز معکوس بهینه کرده اند و آن را توسعه داده اند.

برخی از معروف ترین ضد رسوب ها در جدول زیر آورده شده اند.

نتیجه گیری:

بهبود کیفیت دستگاه تصفیه آب با آنتی اسکالانت یک ضرورت اجتناب ناپذیر است. اما اینکه شما برای دستگاه اسمز معکوس خود کدام آنتی اسکالانت را با چه ظرفیتی تهیه کنید وابسته به نوع آب خوراک، نوع آنتی اسکانت مورد استفاده و عملکرد آن در سیستم شما، بزرگی یا کوچکی سیستم، نوع برند انتخابی و … دارد. پیشنهاد می شود برای نتیجه بهتر از یک متخصص در این زمینه بهره ببرید و قبل از هر چیز آب ورودی را آزمایش دهید تا میزان مواد آلی و رسوبات مورد نظر مشخص شود. زیرا بعد از این مساله به راحتی می توانید آنتی اسکالانت با بهره وری بالاتر را انتخاب کنید.

برای اطلاعات بیشتر می توانید اینجا کلیک کنید.