آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت

هر سيستم غشایي نظير سيستم دستگاه تصفیه آب و یا دستگاه اسمز معکوس بطور طبیعی بر اثر وجود مواد معلق، املاح محلول و پارامترهای میکروبی موجود در آب خوراک دچار گرفتگی می­ شود که این امر لزوم در نظر داشتن پیش تصفیه فیزیکی و شیمیایی دستگاه تصفیه آبصحیح سیستم را ضروری می سازد.ماده ضد عفونی کننده HDC-ASI-ECO ما یک ماده شیمیایی کاملاً آلی برای دستگاه تصفیه آب ضد عفونی کننده و بر پایه ترکیبات زیست تخریب پذیر است. این ماده شیمیایی ضد عفونی کننده رسوبات غیر آلی را پراکنده می کند تا جریان بهینه آب در سیستم آبرسانی شما را تضمین کند. این مواد می تواند ساختار کریستال را تغییر دهد و در آخر یک ته نشینی جدا از هم را شکل دهد.این مواد به گونه ای عمل می کند که وقتی کریستال ها درحال تشکیل شدن هستند البته با بار منفی، وقتی مواد آنتی اسکالات به این مواد اضافه می کنیم با بار مثبت مانع تشکیل و زیاد شدن کریستال ها می شوند.این مواد در داخل آب هنگامی که تبدیل به کریستال می شوند بیشتر به شکل بیضی دیده می شود. قیمت آنتی اسکالانت یکی از عوامل مهم هست که به توضیح آن می پردازیم

درباره تاریخچه آنتی اسکالت ها چه می دانید؟
این مواد در طول دو قرن برای اقتصاد بسیار مفید بوده است. امروزه مواد اولیه که در دسترس ما است موادی مخلوط از پلی اکریلاتها وپلی کربوکسیلاتها که وزن مولکولی متفاوتی دارند، می باشند.

به کمک بعضی از نرم افزارهای محاسباتی می توان قبل از تشکیل رسوب و یا ته نشینی آن را شناسایی کنید. این عمل بسیار به آنالیز کردن آب کمک می کند،به شکلی که نشان می دهد در سراسر دستگاه اسمز معکوس چگونه رسوب تشکیل شده است و برای ازبین بردن آن از کدام مواد آنتی اسکارلانت باید استفاده کنیم. قیمت آنتی اسکالانت و کارایی ان باعث افزایش عمر دستگاه تصفیه آب می شود.

استفاده از مواد آنتی اسکالانت چه کمکی در اقتصاد می تواند داشته باشد؟
برای جلوگیری از رسوب وته نشینی مواد از اسید می توان استفاده کرد ولی اسیدها اصلان اقتصادی نمی باشند چرا که قیمت بسیار بالایی دارند و همچنین برای نگه داری اسیدها تجهیزات مانیتورینگ احتیاج دارید. این مواد برای احیا کردن باید هزینه ی زیادی را صرف آن کرد.در حالی که قیمت آنتی اسکالانت کم بوده و کم بودن قیمت آنتی اسکالانت باعث صرفه جویی می شود.

با استفاده از آنتی اسکالانتها می توانید هزینه استفاده را کمتر کنیم چرا که این مواد از اسیدها بسیار کم هزینه تر خواهد بود. مهمترین تفاوت قیمت این دو مواد در هزینه نگهداری آنها می باشد. برای نگهداری اسید ها باید تجهیزات پرهزینه ای را بپردازید ولی برای نگهداری آنتی اسکالانت ها تجهیزات ویژه ای احتیاج نیست.

چرا باید از آنتی اسکالانت استفاده کنید؟
در هنگام استفاده از دستگاه اسمز معکوس هنگامی که آب وارد این دستگاه می شود ،دارای موادی مثل نمک ،محلولی از کلسیم ،منیزیم و املاح دیگر است.

با عبور این آب از دستگاه اسمزمعکوس ممکن است بر روی برخی قسمت های داخلی این دستگاه رسوب هایی را ایجاد کند،و رسوب و ته نشینی در این دستگاه باعث این می شود که عملکرد آن پایین بیاید. برای رفع این اتفاق ما از محلول های آنتی اسکالانت استفاده می کنیم چرا که این مواد مانع رسوب و ته نشینی می شوند.

چرا مواد شیمیایی ضد عفونی سازگار با محیط زیست را انتخاب کنیم:

ضد عفونی کننده مناسب برای سازندگان آب با دستگاه اسمز معکوس
یک محصول سازگار با محیط زیست ، زیست تخریب پذیر
سیستم ضد رسوبی غیر خطرناک و در عین حال بسیار کارآمد

فرآیند ترسیب
فرآیند ترسیب عبارت از نشست نمک های کم محلول روی سطح غشاء و فولینگ عبارت از تجمع مواد معلق جامد و میکروارگانیسمها روی سطح غشاء. فولینگ در سیستم های دستگاه اسمز معکوس یک پدیده طبیعی تلقی می ­شود که با عملیات پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب و فیلتراسیون مناسب و شستشوی شیمیایی 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 دارایفیلتر ممبران، افزایش فشار و درنتیجه افزایش مصرف انرژی و هزینه های مرتبط با آن، کاهش کیفیت آب بدست آمده، شست و شوها و از کارافتادگی های مکرر می شود. لازم به ذکر است عمر مفید فیلتر ممبرین 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. هسته­ های اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستال های بیشتر از نمک بازی می­ کند. اين كريستال های نمك به شرط اينكه به اندازه و جرم حجمي لازم برسند از حالت معلق خارج مي‌شوند و شروع به رسوب‌دهی می كنند. فرآيند ته‌نشينی رسوب تا زمانی ادامه خواهد داشت كه يون های تشکیل دهنده نمک در محلول به صورت فوق اشباع باشند.علل لایه گذاری شیمیایی (Scaling) بر روی فیلتر ممبران دستگاه اسمز معکوس 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 غیرکنترل می­ باشد. برخی رسوبات نظیر سولفات و سیلیکات پس از تشکیل بسیار سخت شستشو می شوند. همچنین این رسوبات باعث کاهش سریع و شدید کارایی سیستم دستگاه اسمز معکوسفیلتر ممبران می­ شوند. بنابراین باید با پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب مناسب، کار با میزان جریان های طراحی و تزریق آنتی اسکالانت مناسب از تشکیل این رسوبات جلوگیری نمود.

رسوب و گرفتگی قادر به كاهش فضای موثر بين مواد بوده و موجب كاهش تلاطم جريان می شوند كه نتيجه آن، افزايش پلاريزاسيون غلظت در سطح غشاء است. هر چه غلظت محلول در سطح غشاء بيشتر باشد به همان نسبت املاح بيشتری از خود عبور مي‌دهد. وقتی كه سطح موثر غشاء كاهش يابد، تلاطم كاهش خواهد يافت و تميز نمودن سطح غشاء مشكلتر می شود، زيرا امكان فرستادن محلول شيميايی به سطوح مسدود شده توسط مواد جامد كاهش می يابد. امكان جلوگيری از تشكيل رسوب با استفاده از بازدهی صحيح سيستم و تزريق آنتی اسکالانت وجود دارد.

آنتی اسکالانت با جلوگيری از رشد كريستال نمك، سرعت فرآيند ته نشينی را كاهش مي‌دهند. اين مواد در سطح كريستال نمك تشكيل شده جذب و با جلوگيری از جذب بيشتر نمك فوق اشباع در سطوح كريستال، سرعت گسترش كريستال نمك را كاهش می دهند و به این ترتیب هسته های اولیه کریستال هرگز به اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمی ­رسند.

اكثر آنتی اسکالانت ها، خاصیت معلق نگهدارندگی نیز دارند.و با توجه به قیمت آنتی اسکالانت در این مورد تاثیر دارد. خاصیت معلق نگهدارندگی با محاصره‌ ذرات معلق نمك، آهن يا مواد جامد آلی صورت گرفته و سبب دفع آنها توسط سایر آنیون های موجود در محلول می­ شود. این فرایند از تجمع ذرات و تشکیل ذرات بزرگتر که احتمال ترسیب آنها وجود دارد، جلوگیری می­ نماید.

انواع آنتی اسکالانت
آنتی اسکالانت پایه فسفوناته (فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت)
اغلب آنتی اسکالانت ها دارای ساختار مولکولی با گروه های عاملی شامل اسيد كربوكسيليك (-COOH) یا فسفات هستند. مولكول‌های پلی اكريل با وزن مولکولی پایین (جرم مولكولي بين 100-5000) شامل چندين گروه عامل اسيد كربوكسيليك هستند و به طور مشترك در بسياري از آنتی اسکالانت ها مورد استفاده قرار می گيرند. اين آنتی اسکالانت ‌ها در جلوگيری از تشكيل سولفات و كربنات جزء بهترين‌ها هستند، اما خاصيت پراكنده‌سازی آنها محدود است. قیمت آنتی اسکالانت این مدل نسبت به بقیه به صرفه تر است.

هگزا متا فسفات سديم(SHMP)، يكی از موادي است كه به عنوان آنتی اسکالانت انتخاب مي شود، زيرا علاوه بر نقش بازدارندگی خوب، ارزان قيمت نیز می ­باشد. از جمله معایب اين ماده، ناپايداری و نیز انحلال دشوار آن در آب می باشد. در حقيقت اگر SHMP هر سه روز مجدداً به هم زده نشود، هگزا متا فسفات، به فسفات هيدروليز می شود كه در PH خنثي با كلسيم تركيب شده و فسفات تشكيل می دهد. اين نمك می تواند موجب گرفتگی غشاء سيستم شود. استفاده از هگزا متا فسفات به عنوان يك "آنتی اسکالانت" برای سيستم‌های دستگاه اسمز معکوس به دليل وابستگی زياد آن به مصرف صحيح، عموميت پيدا نكرده است.

ارگانو فسفوناتها در مقايسه با سديم هگزا متا فسفات پايدارتر هستند. خواص بازدارندگی و پراكنده‌سازی اين ماده شبيه به سديم هگزا متا فسفات است. اما بر خلاف سديم هگزا متا فسفات، اين ماده پايدار است.

پلی اكريل با جرم مولكولی سنگين (جرم مولكولی بين 6000 تا 25000) در پراكنده‌سازی بهترين اثر را دارد، اما به اندازه‌ی اكريل های سبك در بازدارندگی رسوب مؤثر نيستند.

همانطور که پیش از این گفته شد، کاربرد آنتی اسکالانت های تركيبی، نتايج بهتری را نسبت به آنتی اسکالانت های تك مولكولی از خود نشان می دهند. در صورت استفاده از يك آنتی اسکالانت تك مولكولی، احتمال بيشتری وجود دارد كه تزريق بيش از حد بازدارنده موجب شود كه خود آنتی اسکالانت به صورت كاتيون چند ظرفيتی از محلول خارج شود. با تركيب توليدات و استفاده از بازدارنده چند مولكولی، ساير آنتی اسکالانت‌ها مي‌توانند در جلوگيری از رسوب‌دهی اولين بازدارنده مؤثر باشند. همچنين به غلظت كمتری از هر يك از اجزای مستقل بازدارنده‌ها نياز خواهد بود.

بعضی انواع آنتی اسکالانت های تركيبی، شامل پلی اكريل با جرم مولكولی سبك وسنگين هستند تا از قدرت كافی برای باز دارندگی و پراكنده‌سازی برخوردار باشند. به علاوه ساير آنتی اسکالانت‌ها، تركيبي از ارگانوفسفات اكريلات با جرم مولكولی سبك تر هستند كه علاوه بر متفرق نمودن خوب، خصوصيات يك بازدارنده را دارا می باشند.

بعضی اوقات، فعاليت بيولوژيكی در تانك آنتی اسکالانت می تواند موجب ايجاد مشكل شود. رشد بيولوژيكی می تواند موجب انسداد مسير خوراك پمپ تزريق شده و در نتيجه جريان آنتی اسکالانت متوقف شود. معمولاً مواد بازدارنده یا معلق نگهدارنده حاوی مقداری مواد بایوساید نیز می باشند. اما باید در زمان رقیق سازی این محلول ها در تانک های 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 می شود. با توجه به اینکه آنتی اسکالانت فرایند ترسیب را کند و نه متوقف می نمایند، لذا نباید سیستم برای مدت طولانی در حالت فوق اشباع از نمک ها، خارج از سرویس باقی بماند. معمولاً یک شیر اتوماتیک برقی بطور موازی با جریان دفعی نصب می شود تا درست قبل از سرویس و خارج شدن سیستم باز شده و کل المنتها از نمک های فوق اشباع تخلیه گردد.قیمت آنتی اسکالانت این مدل بالاتر هست

در برخی موارد از یک تانک برای تزریق دو یا چند ماده شیمیایی در زمان های مختلف استفاده می شود. در این صورت باید دقت کافی معطوف به عدم اختلاط مواد با یکدیگر گردد تا لطمه ای به کارایی آنها و سیستم وارد نشود.

آنتی اسکالانت پایه پلیمر
مزایای آنتی اسکالانت های پلیمری:
غلظت بالایی دارند.
اجازه رسوب گذاری به هیچ نوع رسوب کربناتی و فسفاتی را نمی دهد.
جهت طیف وسیعی از آبها از جمله آب دریا، آب شور چاه ها، آب های سخت شیرین، آب های با سختی زیر 1000ppm استفاده می گردند.
به علت قدرت بالای کیلیت کنندگی (chelating agent) عملکرد بهتری از خود نشان می دهد.
با نرخ خوردگی بسیار پایین تر (ضدخوردگی).
غیرسمی بوده و مشکلات پوستی و تنفسی جهت انسان ندارند.
عملکرد خوب پراکنده کنندگی (dispersant) در برابر رسوبات کربناتی و سولفاتی دارند.
نیاز به شستشوی ممبراین را در فاصله زمانی طولانی تری فراهم می کنند.
احتمال تشکیل جلبک و آلاینده های زیستی را به مقدار زیادی کاهش می دهند.

رسوب زدای آنتی اسکالانت

به دلیل وجود نمک های محلول در آب دز دستگاه های صنعتی اسمز معکوس منافظ عبور آب در غشای فیلتر ممبران گرفته و کیپ می شود و برای رفع این رسوبات میزان مناسبی از آنتی اسکالانت بر روی فیلتر ممبران در ورودی آب به دستگاه تزریق می شود. اگر از آنتی اسکالات استفاده نشود فیلتر ممبران آسیب جدی می بیند و آب خروجی کاهش یافته و TDS آب بالا می رود.

آنتی اسکالانت در واکنشات تولید رسوبات اختلال ایجاد می کند و باعث می شود در مدت زمان عبور آب از فیلتر ممبران امکان تشکیل رسوب از بین برود.میزان مصرفی مواد ضد رسوب آنتی اسکالانت به مواردی چون دما، آنالیز آب ، دبی آب ، Ph، منبع آب ، نوع فیلتر ممبران بستگی دارد و معمولا میزان تزریق آنتی اسکالانت ها در محدوده ۱ الیppm 6 می‌باشد.کربنات کلسیم و سولفات کلسیم و سولفات سترونیم و … از جمله املاحی هستند که روی غشاء فیلتر ممبران رسوب می کنند.برای جلوگیری از ایجاد رسوب با این مواد مقدار مناسبی از ضد رسوب را وارد سیستم اسمز معکوس می کنند.

برای کنترل رسوب ها سه روش وجود دارد از جمله:
۱- اضافه کردن آنتی اسکالانت

۲- استفاده از سختی گیر از طریق یونی

۳- استفاده از اسید

در اثر ایجاد رسوب یا اصطلاحا (Scaling) در فیلترهای غشایی، کیفیت و مقدار جریان آب عبوری کاهش میابد و افت فشار و فشار مورد نیاز و مصرف انرژی افزایش میابد.

شست و شوهای بیشتر و با فواصل زمانی کمتر برای بهبود عملیات که منجر به کاهش عمر مفید غشاها و افزایش هزینه می شود. باعث پارگی غشاء فیلتر ممبران در برخورد با رسوبات نوک تیز و از کارافتادگی های مکرر و بلند مدت دستگاه می شود و یکی از راهکارهای مفید برای رفع این موارد ستفاده از آنتی اسکالانت ها می‌باشد.

قیمت آنتی اسکالانت

قیمت آنتی اسکالانت هر مقدار هم زیاد باشد بدلیل اینکه وظیفه مهمی دارد و از تحمیل شدن هزینه های بسیار زیاد تعویضفیلتر ممبران به کارفرما جلوگیری میکند دارای ارزش می باشد.

در حقیقت قیمت فیلتر ممبران بسیار بیشتر از قیمت آنتی اسکالانت بوده و چنانچه آنتی اسکالانت مرغوب با قیمت بالا استفاده نمائیم تا فیلتر ممبران ها سالم بماند چیزی از دست نداده ایم . روش کار دستگاه های آب شیرین کن صنعتی بر اساس روش اسمز معکوس طراحی شده اند و به صورت روزانه مقادیر زیادی آنتی اسکالانت مصرف می نمایند.
بنابراین مالکین این دستگاه ها اقدام به خرید آنتی اسکالانت می نمایند. که نهایتاً انتخاب بهترین کیفیت آنتی اسکالانت با کمترین قیمت تمام شده می باشد.

نظر به اینکه قیمت فیلتر ممبران اسمز معکوس به عنوان هسته مرکزی دستگاه تصفیه آب بسیار بالا است و در صورت استفاده از آنتی اسکالانت با کیفیت پایین، فیلتر ممبران ها دچار مشکلات متعددی می گردند و از جمله مشکلات می توان به کاهش چشمگیر طول عمر مفید فیلتر ممبران ها خواهد بود.
در حال حاضر انواع آنتی اسکالانت با انواع قیمت ها در کشورهای مختلف وجود دارد که از جمله مهمترین آن ها می توان به آنتی اسکالانت فلوکن، آنتی اسکالانت جنسیس، آویستا اشاره نمود.دوز تزریق آنتی اسکالانت بین 2 الی 10 میلی گرم بر لیتر مانع از ایجاد رسوب و فولینگ بر روی فیلتر ممبران اسمز معکوس می گردد.