در حال حاضر تکنولوژی اسمز معکوس (RO)کاملترین نوع فیلتراسیون آب محسوب می شود و سیستم های مجهز به فیلتر ممبران ROدستگاههای بسیار قدرتمند و موثری برای تولید آب آشامیدنی سالم هستند. بیشتر ممبران های صنعتی ROکه در تصفیه آب کاربرد دارند، به شکل حلزون مارپیچی و یا لوله های فیبر توخالی از جنس فیلم نازک کامپوزیت(TFC) هستند. جنس لایه خارجی این ممبران ها از پلی آمید است و همین لایه بسیار نازک باعث عملکرد عالی ممبران می شود؛ و حتی نمک های محلول را نیز از آب حذف می کند. مطالب بیشتر

برای حفظ کارایی دستگاه تصفیه آب صنعتی و افزایش عمر ممبران باید یک سیستم پیش تصفیه مناسب بر اساس کیفیت آب خوراک، قبل از ممبران وجود داشته باشد. علاوه بر این، در کنار بهره مندی از این روش قدرتمند برای تصفیه آب، همیشه با این مسأله روبرو هستیم که ممبران به دلیل وجود همین منافذ ریز به مرور دچار رسوب و گرفتگی می شود. علت تشکیل رسوب بر روی لایه های ممبران نیز آب هاییبا غلظت بالای کلسیم، سولفات و یونهای بی کربنات می باشد. حتی در بهترین حالت هم موادی مثل گچ و کلسیت به حالت اشباع در می آیند و بر روی سطح ممبران های آب شیرین کن صنعتی،به صورت کریستال می نشینند.

ضرورت استفاده از آنتی اسکالانت در آب شیرین کن های صنعتی

رسوب مواد معدنی، اکسید و هیدروکسید فلزات، مواد بیولوژیک و میکروارگانیسم ها از مهمترین عوامل گرفتگی ممبران یا به اصطلاح فولینگ هستند. به طور کلی به تجمع لایه هایی از مواد مختلف از جمله کلوئیدهای ارگانیک (مثل چربی و میکرو ارگانیسم ها) و مواد غیرارگانیک (مثل مواد معدنی) در سطح ممبران فولینگ می گویند، که شامل پدیده اسکالینگ هم می شود.

جهت مشاهده دستگاه های تصفیه آب خانگی به آدرس اینترنتی http://abin.ir/products/domestic-water-purification/domestic-water-purification-systems/مراجعه فرمایید.

رسوب گذاری نمک های کم حلالیت بر روی سطح ممبران موجب ایجاد پدیده اسکالینگ می شود.بنابر این بدون استفاده از مواد ضد رسوبی به نامآنتی اسکالانت ها، ممبران های ROبه دلیل رسوب گذاری موادی مثل کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، سولفات باریم و سولفات استرونتیوم دچار گرفتگی و رسوب شده و به مرور زمان کارایی خود را به طور کامل از دست می دهند.

فولانت (Foulant) به صورت تجمعی از مواد نرم و غیرکریستالی بر روی ممبران ظاهر می شود؛ این مواد معمولا با اسید تمیز می شوند. برای جلوگیری از تجمع فولانت بر روی سطح فیلتر ممبران صنعتی، پلیمرهایی مصنوعی به نام دیسپرسنت ها (Dispersant) طراحی شده اند. دیسپرسنت ها به اسم آنتی فولانت (Antifoulant)هم به فروش می رسند. دیسپرسنت ها از نظر شیمیایی اغلب همان ویژگی های آنتی اسکالانت را دارند و بر روی هر نوع فولانت از دیسپرسنت مخصوص آن باید استفاده شود. در نتیجه برای استفاده از آنتی فولانت ها باید در ابتدا نوع فولانت ایجاد شونده تعیین شود و متناسب با آن از دیسپرسنت مناسب برای از بین بردن آن استفاده کرد.

تجمع رسوب مانع از عبور موثر آب از لایه های ممبران می شود، بازدهی سیستم را به شدت کاهش داده و هزینه های آن را بالا می برد. بنابراین از نظر اقتصادی بهتر است از رسوب گذاری جلوگیری شود؛ حتی اگر حل کننده های قوی برای این رسوب ها وجود داشته باشد. پاکسازی رسوب ها از ممبران، کار مشکل و بسیار وقت گیری است؛ هم چنین این احتمال هم وجود دارد که رسوب گذاری به ممبران آسیب برساند. تعویض ممبران به خصوص در تجهیزات صنعتی بزرگ به طور قابل ملاحظه ای پرهزینه تر از روش هایی است که برای جلوگیری از این مشکل وجود دارد.

بیشتر: ممبران فیلمتک

روش های موثر جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی ممبران

برای جلوگیری از تشکیل رسوب و املاح موجود در آب بر روی ممبران از روش های مختلفی استفاده می شود. در زیر به سه روش متداول برای این کار می پردازیم.

1- اسیدی کردن آب ورودی به ممبران

اضافه کردن اسید به آب ورودی به ممبران های صنعتی، باعث از بین رفتن یون های کلسیم و بنابراین حذف یکی از واسطه های فعال مورد نیاز برای رسوب کردن کربنات کلسیم می شود. این روش برای جلوگیری از ایجاد رسوب کربنات کلسیم کارآمد است؛ اما در برابر انواع دیگر رسوب تاثیری ندارد. علاوه بر این اسید موجب خوردگی تانک و تجهیزات نظارتی سیستم نیز می شود و مهمتر از همه این که در نهایت باعث اسیدی شدن آب خروجی از دستگاه تصفیه آب می گردد.

2- نرم کردن آب با استفاده از مکانیسم تعویض یونی

در این مکانیسم با استفاده از رزین های تبادل یونی و جایگزینی یون های منیزیم و کلسیم آب خوراک با یون سدیم موجود در رزین، آب ورودی به دستگاه تصفیه آب صنعتی نرم می شود. پس از آن نیز ممبران با یک محلول نمکی شستشو داده می شود. این روش نیاز به استفاده مداوم از اسید و یا آنتی اسکالانت را کمتر می کند، اما هزینه نسبتا بالایی دارد.

3- استفاده مداوم از آنتی اسکالانت در پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب

آنتی اسکالانت ها مواد سطحی فعالی هستند که با رسوب گذاری در سطح ممبران های صنعتیمقابله می کنند. عملکرد آنتی اسکالانت ها برای از بین بردن رسوبات و املاح، به سه روش انجام می شود. برخی از آنتی اسکالانتها توانایی نگهداری محلول های فوق اشباع را به حالت محلول دارند و بعضی از آن ها شکل کریستال ها را تغییر می دهند و شکل نرم و غیر چسبنده ایجاد می کنند، که تراکم کمتری دارند. بعضی از آنتی اسکالانت ها هم توانایی جذب شدن بر روی کریستال ها و یا ذرات کلوئیدی را دارند، که باعث ایجاد بار منفی بر روی ذرات می شوند و به این ترتیب ذرات در حال رسوب را از هم جدا می کنند.

روش اسیدی کردن به دلیل هزینه زیادی که باید برای اسید، تانک ها و تجهیزات مونیتورینگ دارد، روش مقرون به صرفه ای نیست. علاوه بر این که اسید کربونیک اضافی وارد شده به آب هم هزینه نرم کردن آن را با روش های تعویض یون بیشتر می کند.

اماآنتی اسکالانت ها نسبتا ارزان هستند و بعد از استفاده از آنها نیز هزینه اضافی دیگری برای سیستم ایجاد نمی شود.در مقایسه با روش اسید زدن یا استفاده ازآنتی اسکالانت برای جلوگیری از تشکیل رسوب، مهمترین اشکال نرم کردن آب به دلیل نیاز به تجهیزات خاص، هزینه  بالایی دارند.

آنتی اسکالانت ها مواد شیمیایی هستند که برای جلوگیری از تشکیل کریستال های نمک های معدنی و رسوب آن ها طراحی شده اند. در طول دو دهه اخیر نسل های جدید آنتی اسکالانت به بازار آمده اند که عمدتا از جنس پلیمرهای ارگانیک مصنوعی مانند پلی کربوکسیلات و پلی آکریلات هستند. هگزامتوفسفات از اولین آنتی اسکالانت هایی بود که برای ممبران RO به بازار آمد؛ ولی این نوع آنتی اسکالانت به دلیل محدودیت هایی که در هنگام کار داشت، بعد از ظهور انواع جدیدتر کمتر مورد استقبال قرار گرفت.

تا این جا مشخص شد که استفاده از آنتی اسکالانت برای تمامی دستگاه های تصفیه آب صنعتی ضروری می باشد. اما در قدم بعدی موضوع استفاده از دوز مناسب آنتی اسکالانت در بخش پیش تصفیه آب شیرین کن های صنعتی است.استفاده از دوز کمتر از حد بهینه لازم نمی تواند از ایجاد رسوب بر روی  ممبران جلوگیری کند و استفاده از دوزهای بالاتر هم باعث تجمع آنتی اسکالانت و دیسپرسنت در سطح ممبران می شود.

روش های محاسبه ای دقیقی وجود دارند که با استفاده از نتایج آنالیز مواد معدنی آب ورودی به دستگاه می توانند احتمال تشکیل رسوب بر روی سیستم را به صورت کامپیوتری برآورد کرده و نوع و دوز مورد نیاز آنتی اسکالانت مناسب را تعیین کنند. مثلا در آنتی اسکالانت هایی که از پلی آکریلیک اسید ساخته شده اند، اگر غلظت بالایی از یون در محیط وجود داشته باشد، مستعد ایجاد فولانت هستند که بر روی سطح ممبران رسوب می کند.

نکته مهم دیگر این است که، در زمان توقف کار ممبران، تزریق آنتی اسکالانت باید متوقف شود و آنتی اسکالانت با فشار از ممبران خارج شود وگرنه در آن ته نشین شده و باعث ایجاد فولینگ می شود. در دستگاه های تصفیه آب صنعتی، معمولا یک میکسر برای مخلوط کردن آنتی اسکالانت قبل از ورود به ممبران و یک دوزینگ پمپ برای تزریق آنتی اسکالانت به سیستم استفاده می شود، که در هر چند ثانیه مقدار مشخصی از آن را به سیستم تزریق می کند.

در نگهدای از دستگاه های آب شیرین کن صنعتی، علاوه بر استفاده از پیش تصفیه مناسب، استفاده از مواد شیمیایی یا همان آنتی اسکالانت ها برای جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی ممبران نیز ضروری می باشد. استفاده از آنتی اسکالانت در سیستم اسمز معکوس صنعتی، باعث افزایش طول عمر ممبران و کاهش هزینه های نگهداری سیستم می شود.

بازار آنلاین تصفیه آب آبین https://www.abin.ir