آنتی اسکالانت های سیستم اسمز معکوس     

همان طور که در بخش پیش تصفیه اسمز معکوس مطرح شد، انجام صحیح پیش تصفیه های فیزیکی و شیمیایی خوراک ممبران ها جهت بهبود کیفیت آن از لحاظ تششکیل رسوب و بایوفیلم بسیار اهمیت دارد. آنتی اسکالانت یا ضدرسوب از مهمترین ماده در بهسازی شیمیایی می باشد که انتخاب نوع آنتی اسکالانت و تزریق آن با دز مناسب از مهمترین مراحل طراحی سیستم اسمز معکوس به شمار می رود. انتخاب  آنتی اسکالانت مناسب به عملکرد درست سیستم کمک کرده و با حفظ سلامت غشاها طول عمر آن را افزایش می دهد. بدین ترتیب علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، دفعات شستشو (CIP) کاهش یافته ودر نهایت به صرفه جویی در هزینه های عملیاتی کمک زیادی خواهد شد. همه آبهای تغذیه اسمز معکوس از نظر ترکیب یونها متفاوت هستند در نتیجه، در صورت عدم استفاده از آنتی اسکالانت مناسب، انواع مختلفی از رسوبات ممکن است بر روی غشاها تشکیل گردد. در واقع صنعت تصفیه آب با سیستم های غشایی RO بدون آنتی اسکالانت بهره وری چندانی نخواهد داشت.  

تزریق آنتی اسکالانت معمولا بعد از فیلتراسیون شنی و کربنی انجام می گردد تا فیلترهای میکرونی از تاثیر مثبت عملکرد آنتی اسکالانت بهره مند شده و دیرتر دچار گرفتگی شوند. عملکرد آنتی اسکالانت در کنترل تشکیل رسوب به سه طریق زیر محتمل است:

مهار آستانه ای ( Threshold inhibition)

 در این روش تشکیل رسوب به تاخیر می افتد و آنتی اسکالانت نمک های فوق اشباع رسوبگذار را به فرم محلول در آب باقی نگه می دارد تا از طریق دورریز اسمز معکوس از سیستم خارج شوند.

تغییر شکل کریستال ها (Crystal Modification)

 دراین حالت بار منفی موجود در گروه های سطحی آنتی اسکالانت به یون های مثبت در حال تشکیل رسوب چسبیده و با خنثی سازی بار الکتریکی مانع از رشد کریستال می شوند. در واقع آنتی اسکالانت کریستال ها را از شکل طبیعی خارج کرده و آنها را به یک رسوب غیر چسبنده نرم تبدیل می نماید که از طریق دور ریز خارج می شوند.

  پراکنده کردن (Dispersion)

پراکندگی عبارتست از توانایی برخی از آنتی اسکالانت ها برای جذب شدن روی کریستال ها یا ذرات کلوئیدی و ایجاد بار آنیونی بالا است که باعث جدا شدن کریستال ها از یکدیگر می شود. این بار آنیونی بالا همچنین می تواند ذرات چسبیده به سطح غشا را نیز جدا نماید.

از عواملی که منجر به عملکرد نامطلوب غشاهای اسمز معکوس می شوند:

– ذرات معلق و گل ولای : این ذرات کلوییدی با چسبیدن به منافذ غشا باعث گرفتگی آنها می شوند که با انتخاب تجهیزات پیش تصفیه مناسب و کنترل عملکرد آنها قابل حذف هستند.

 میکروارگانیسم ها و بایوفیلم ها

این آلودگی ها با استفاده کنترل شده از بایوسایدهای اکسنده و غیراکسنده و نیز کنترل بیولوژیکی آب خام قابل مهار می

باشند.  در صورت عدم کنترل میکروارگانیسم‌ها، آنها می‌توانند روی سطوح رشد کرده باعث تشکیل بایوفیلم شوند که سطح غشا را پوشانده و گرفتگی سنگین ایجاد می نماید.

 مواد آلی 

کنترل این پارامتر خصوصا زمانی که از فاضلاب ها به عنوان خوراک اسمز معکوس استفاده می شود بسیار مهم است. حذف این مورد بسته به نوع آلودگی گاهی ممکن است با روش های اکسیداسیون پیشرفته امکانپذیز باشد.

سه مورد فوق اغلب منجر به گرفتگی (فولینگ) می شوند که کارآیی سیستم را به شدت کاهش می دهند.

شامل ته نشینی و رسوب کردن نمک های کم محلول در آب مانند سولفات کلسیم، سولفات باریم، سولفات استرنسیوم،کربنات کلسیم، سیلیس، فلورید کلسیم ، نمک های آهن و منگنز، … بر روی سطح ممبران است. این مورد را می توان با کنترل آب خام و با استفاده از آنتی اسکالانت مناسب کنترل نمود. پیش بینی رسوبگذاری نمک های کم محلول با محاسبات ثابت حاصل ضرب انحلالپذیری (KSp ) امکانپذیر است.

عوامل ذکر شده شامل فولینگ و رسوبگذاری همگی کارآیی سیستم اسمز معکوس را با مشکل مواجه ساخته و شاهد موارد زیر خواهیم بود:

• افزایش افت فشار در پمپ های فشار بالا

• افزایش عبور نمک از غشا و افزایش املاح محلول در آب تولیدی (کاهش کیفیت آب)

• کاهش بازدهی و کاهش دبی آب تولیدی

هرچند با توقف سیستم و شستشوی ممبران ها، معمولا مشکل برطرف می گردد ولی در صورت ریشه یابی نکردن مشکل این اتفاق مجدد تکرار شده و تعداد دفعات شستشو افزایش خواهد یافت. به منظور حفظ سلامت ممبران ها، کاهش هزینه های شستشو، کاهش مصرف انرژی،… کنترل کیفیت آب خام و بررسی عملکرد صحیح کلیه واحد ها توصیه می گردد.

آنتی اسکالانت پایه فسفات و فسفونات:

فسفات ها ترکیباتی هستند که که در ترکیب خود یک پیوند فسفر- اکسیژن دارند. سدیم هگزا متا فسفات از این دسته است که از قدیم در سیستم اسمز معکوس به عنوان ضدرسوب استفاده می شد. این ترکیب پایداری بالایی نداشته و امروزه جای خود را به آنتی اسکالانت های پیجیده تر با عملکرد بهتر داده است.

فسفونات ها

ترکیباتی از دسته مواد آلی فسفردار هستند که در ساختارشان علاوه بر پیوند فسفر- اکسیژن، پیوند فسفر-کربن نیز دارند. بازدارنده های رسوبی که بر پایه فسفونات ها هستند برای جلوگیری و از بین بردن تشکیل رسوبات سولفات و کربنات مناسب عمل می کنند اما خاصیت پراکندگی شان محدود است و قادر به حذف ذرات کلوئیدی نیستند.

آنتی اسکالانت پایه پلیمری

  آنتی اسکالانت های پلیمری شامل زنجیره های از پلیمر با  وزن مولکولی متغیر می باشند  و دارای قدرت رسوب زدایی بالایی در مقابل رنج وسیعی از آلاینده ها می باشند. کربوکسیلات ها، آکریلات ها،… در آنتی اسکالانت های پلیمری استفاده می شوند. آنها  به دلیل داشتن بار سطحی آنیونی بالا، خاصیت پراکندگی زیادی داشته و کاربرد وسیعی در آب شیرین کن هایی دارند که از آب دریا به عنوان آب خام استفاده می کنند.

آنتی اسکالانت ها همچنین بر اساس pH نیز قابل دسته بندی هستند. آنها را می توان بر حسب نوع آلودگی و طراحی سیستم  به صورت اسیدی، قلیائی یا خنثی تهیه نمود.

جهت کسب اطلاعات در زمینه مشخصات فنی آنتی اسکالانت های تولیدی شرکت آستا با کارشناسان این مجموعه تماس حاصل نمایید.