بایگانی دسته ی مقالات ضد رسوب

بهترین مواد برای رسوب زدایی

مواد رسوب‌زدا در تصفیه آب و فاضلاب انواع مختلف معدنی و آلی دارند. بهترین مواد رسوب‌زدای معدنی فسفات‌ها هستند که البته نوع و منشأ فسفات بسیار حائز اهمیت است. از بهترین مواد رسوب‌زدای آلی نیز می‌توان به HEDP (اتیدرونیک اسید) اشاره نمود.

دکتر کمیکال انواع مواد ضد رسوب خود را با کیفیت بالا و ضمانت به‌فروش می‌رساند.

مواد ضد رسوب دیگ بخار صنعتی

مشکل عمده در صنایعی که از تجهیزات مبدل حرارتی و دیگ بخار در فرایندهای صنعتی خود استفاده می‌کنند تشکیل رسوب است. بهترین روش کنترل رسوب دیگ بخار روش برخط با استفاده از مواد شیمیایی ضد رسوب بویلر است. تاکنون روشی که کارایی بالاتری از مواد شیمیایی ضدرسوب بویلر داشته باشد پیدا نشده است.

به منظور درک بهتر مسئله تشکیل رسوب در بویلر، لازم است رایج‌ترین اشکال رسوب را در دیگ بخار بشناسیم:

• رسوب بیولوژیکی
• رسوب گیری توسط واکنش شیمیایی
• رسوب گیری در اثر خوردگی
• رسوب گیری توسط ذرات

ترکیبات شیمیایی که به عنوان عوامل ضد رسوب بیولوژیکی در مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شوند، بایوساید نامیده می‌شوند. علاوه‌بر‌این، جداکننده‌ها، دیسپرسنت و کیلیت کننده ها نیز از دیگر مواد ضدرسوب دیگ بخار هستند که در جدول زیر مکانیسم عملکرد هرکدام را مشاهده می‌کنید:

عامل ضدرسوب بویلر	متودولوژی
جداکننده (Sequester)	مواد درون مخزن را در حالت تعلیق یا سوسپانسیون حفظ می‌کند.
دیسپرسنت (Dispersant)	با پخش بار در سطح ذرات آن ها را در معلق نگه می‌دارد.
کیلیت کننده (Chelator)	تشکیل کمپلکس شیمیایی قوی با ذرات
بایوساید (Biocide)	باعث توقف کامل یا ایجاد اختلال در فعالیت میکروارگانیسم‌ها می‌شود.

رسوب در دیگ بخار (بویلر)

آب تغذیه دیگ بخار باید عاری از سختی باشد. گاهی به سبب کوتاهی و یا بهره‌برداری نادرست از دستگاه سختی‌گیر و یا عدم احیا به‌موقع رزین‌ها، مقداری سختی وارد آب تغذیه دیگ می‌شود. افزایش دمای آب در دیگ بخار حلالیت املاح آب را کاهش می‌دهد. آب مجاور سطوح گرم اشباع می‌گردد و شرایط رسوب‌گذاری مواد کم محلول، فراهم می‌شود.

رسوب ایجاد شده در دیگ بخار، عایق حرارت است. اگر جداره لوله‌ای توسط رسوب پوشیده شود، راندمان حرارتی دیگ افت می‌کند. در نتیجه جذب حرارت از گازهای حاصل از احتراق کاهش می‌یابد، انرژی هدر می‌رود و تولید بخار کم می‌شود. به‌منظور جبران کاهش تولید بخار، سوخت و بار حرارتی دیگ افزایش می‌یابد. تحت این شرایط، لوله‌ها گداخته شده و مقاومت خود را از دست می‌دهند.

رسوب زدایی بویلر

رسوب‌های جداره و لوله‌های دیگ بخار به روش مکانیکی و یا شیمیایی پاک می‌شوند. به طور معمول مواد شیمیایی که برای این منظور بکار می‌روند، پایه اسیدی دارند. برای این منظور بکار می‌روند، پایه اسیدی دارند. برای جلوگیری از اثرات نامطلوب اسید بر روی فلز به آنها موادی به نام بازدارنده (Inhibitor) می‌افزایند. این ترکیب تحت عنوان رسوب‌زدا (Descaler) در بازار عرضه می‌شود.

اسید بکار رفته در این مواد، بسته به جنس و حساسیت دستگاه‌ها ممکن است، معدنی، آلی و یا مخلوطی از هر دو باشد. برای رسوب‌زدایی، محلول ۵ تا ۸ درصد رسوب‌زدا به کمک پمپ سیرکولاسیون از قسمت فوقانی وارد دیگ بخار می‌شود و از لوله تخلیه در قسمت تحتانی خارج و به تانک سیرکولاسیون برمی‌گردد. شیر خروجی هوای دیگ بخار، برای خروج گازها باز است. شستشو تا ثابت ماندن غلظت اسید ادامه می‌یابد.

غلظت اسید با استفاده از محلول سود یک نرمال، کنترل می‌شود. میزان مصرف اسید، بستگی به حجم دیگ بخار و مقدار رسوب دارد. درصورتی‌که رسوب سولفاتی و سیلیسی در دیگ بخار وجود داشته، به همراه رسوب‌زدا از آمونیوم بای فلوراید (NH4HF2) استفاده می‌شود.

باید توجه داشت از مخلوط اسید و این ماده، اسید فلوئوریک تولید می‌گردد که گازی سمی و خطرناک است. رعایت نکات ایمنی در حین کار الزامی است. عملیات رسوب‌زدایی در دمای پایین‌تر از ۶۰ درجه سانتیگراد انجام می‌گیرد، تا ماده محافظ تجزیه نشود و خاصیت خود را حفظ نماید.

پس از خاتمه رسوب‌زدایی و شستشو با آب، برای خنثی‌کردن باقیمانده اسید، دیگ بخار را با محلول ۵% یک خنثی‌کننده که ماده‌ای قلیایی است، پر می‌کنند. این محلول تا دمای جوش گرم می‌شود. سپس دیگ، تخلیه و دوباره با آب گرم شستشو می‌گردد.

مهم: دیگ بخار را نباید پس از رسوب‌زدایی خالی و بدون آب نگهداری کرد.

مطلب مکمل: رسوب در مبدل های حرارتی

ترکیب شیمیایی برخی از رسوب های مشاهده شده در دیگ بخار

نوع رسوب و ترکیبات آن را نمی‌توان پیش‌بینی کرد که با تغذیه آب معینی چه نوع رسوبی در دیگ بخار ایجاد خواهد شد. حتی با مصرف یک نوع آب، نوع رسوب در نقاط مختلف با یکدیگر متفاوت است. بررسی تأثیر ضخامت رسوب بر روی میزان مصرف سوخت نشان می‌دهد که رسوبی به ضخامت ۵ میلی‌متر مصرف سوخت را تا ۸ % افزایش می‌دهد. تحت این شرایط برای کارخانه‌ای که ۲۵۰۰۰۰ لیتر در سال سوخت مصرف می‌کند، ۲۰۰۰۰ لیتر سوخت اضافی نیاز است.

ترکیب شیمیایی انواع مختلف رسوب

سولفات کلسیم	CaSO
کربنات کلسیم (آرانگونیت)	CaCO3
مارسنگ (سرپانتین)	–
گزونوتلیت	–
آنالیست	Na2O.Al2O3.4SiO2.2H2O
فسفات منیزیم	Mg5(PO4)3OH
بروسیت	Mg(OH)2
هماتیت	Fe2O3
مگنتیت	Fe3O4
هیدروکسی آپاتیت	CCa10(OH)2(PO4)6
پکتولیت	Na2O.4CaO.6SiO2.H2O

پیشنهاد ما به شما: اکسیژن زدایی آب دیگ بخار

کاهش و جلوگیری از تشکیل رسوب در بویلر

به‌منظور کاهش و جلوگیری از تشکیل رسوب در دیگ‌ بخار، موارد زیر توصیه می‌شود:

• هنگام بهره‌برداری از سختی‌گیر، در احیا و نگهداری آن دقت کافی به عمل آید تا از عبور آب سخت جلوگیری شود.
• سختی باقیمانده در آب تغذیه دیگ بخار، با افزایش مواد شیمیایی مناسب (مانند فسفات‌ها و پراکنده‌کننده‌ها) کنترل شود. این ترکیبات در محیط قلیایی با سختی باقیمانده ترکیب شده و تولید مواد نامحلول لجن مانندی می‌کنند که به جداره دیگ بخار و یا لوله نمی‌چسبند.
• با زیرآب‌زدن به‌موقع و کافی، غلظت املاح داخل دیگ بخار کنترل شود.
• مقدار تزریق مواد شیمیایی به آب تغذیه دیگ بخار به نحوی تنظیم شود که باقیمانده آنها در دیگ بخار در حد مطلوب باشد تا از تشکیل رسوب در بویلر جلوگیری شود.

استفاده مواد شیمیایی برای جریان آب لوله های بویلر

آب تغذیه از آب آشامیدنی (معمولا آب شهر خارج از اتاق دیگ بخار / فرایند) و مایع (بخار مایع شده در دیگ بخار) تشکیل شده است. آب خوراکی به طور معمول حاوی ناخالصی است که می‌تواند باعث رسوب و سایر مشکلات مرتبط در داخل دیگ بخار شود.

ناخالصی‌های معمول در آب عبارتند از قلیا، سیلیس، آهن، اکسیژن محلول و کلسیم و منیزیم (سختی). تخلیه، فرایند حذف فاضلاب دوره‌ای یا پیوسته، برای محدود کردن غلظت ناخالصی‌ها در آب دیگ بخار و کنترل تولید سطح جامد محلول در دیگ بخار استفاده می‌شود. تخلیه بویلر علاوه‌بر استفاده از مواد شیمیایی ضروری است.

شرکت دکتر کمیکال تامین‌ کننده مواد ضد خوردگی و مواد ضد رسوب مورد نیاز صنایع مختلف می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه فروش مواد شیمیایی صنعتی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

رسوب کربنات کلسیم

تشکیل رسوب کربنات کلسیم با چسبندگی پایدار در تأسیسات و تجهیزات در تماس با آب یک مشکل دائمی در صنعت است. درک مکانیسم تشکیل رسوب کربنات کلسیم ضروری است و از جمله پیش‌نیازهای رسیدن به این درک، تجزیه‌وتحلیل ترمودینامیک فاز آبی سیال در تماس با آب است.

ترکیب یونی محیط آبی، شامل PH و دما، درجه انحراف سیستم از تعادل را تعیین می‌کند. در فرایندهای صنعتی، پیشگیری و کنترل رسوب یک چالش است و تلاش‌های متعددی شامل رویکردها و روش‌های بسیار متفاوتی به کار گرفته می‌شود. بااین‌حال، رایج‌ترین رویکرد، استفاده از بازدارنده‌های محلول در آب است که در روند هسته‌زایی یا رشد کریستال یا هر دو تداخل کرده و فرایندهای مربوطه را کند می‌کنند.

ترکیبات ضد رسوب در برخی موارد تشکیل رسوب را خنثی می‌کنند، درحالی‌که در بیشتر موارد، جذب این مواد ضد رسوب در مکان‌های فعال اولین کریستال‌های هسته‌زا باعث کاهش یا توقف رشد بیشتر آن‌ها و جلوگیری از تشکیل رسوبات نامطلوب می‌شود.

سطح رسوبات که به نوع و غلظت گروه‌های عاملی موجود بستگی دارد، نقش تعیین‌کننده‌ای در بر همکنش مواد افزودنی با بسترها دارد. ضد رسوب با وزن مولکولی پایین احتمالاً به دلیل جذب مؤثرتر آن بر روی بلورهای درحال‌توسعه مؤثرتر است.

نقش افزودنی‌های ضدرسوب در انحلال ممکن است به دو صورت باشد، یا انحلال را از طریق تشکیل کمپلکس تسریع می‌کنند یا از طریق مسدودکردن مکان‌های فعال برای انحلال، آن را مهار می‌کنند.

رسوب‌گذاری در فرایندهای صنعتی شامل آب یکی از چالش‌های اصلی صنعت است؛ زیرا اغلب منجر به خاموش‌شدن کوتاه‌تر یا طولانی‌تر واحدها با افزایش هم‌زمان در هزینه‌های فرایند می‌شود. بسته به عوامل گوناگون، انواع مختلفی از رسوب شناسایی شده‌اند.

رسوب‌گذاری، به‌عنوان فرایندی که در آن اجزای یونی محلول از نمک‌ها کریستالیزه می‌شود، در نظر گرفته می‌شود. نمک‌ها با حلالیت معکوس تمایل دارند که در سطوح فلزی گرم رسوب کنند، درحالی‌که نمک‌های محلول در سطوح سرد یا رسوب تشکیل می‌دهند.

رسوب آب، حتی در مواردی که ترکیب آن پیچیده نیست، بستگی به تعدادی از عوامل، از جمله شکل‌گیری یون در محیط آبی، خواص و ویژگی‌های سطوح در تماس با فاز آبی، شدت‌جریان و انتقال حرارت دارد.

کنترل رسوب کربنات کلسیم

کمبود منابع آب شیرین و مقررات زیست‌محیطی، باعث شده موضوع استفاده مجدد از آب در آب‌های خنک‌کننده را و فرایند تصفیه فاضلاب و پساب‌های صنعتی که در فرایندهای متعددی دخیل هستند، بیش‌ازپیش حائز اهمیت باشد. این در حالی است که تشکیل رسوبات متشکل از کربنات کلسیم در این فرایند مداخله می‌کند.

روش‌های مختلفی برای کنترل رسوب کلسیتی استفاده می‌شود، از جمله تنظیم pH، حذف یا کاهش گونه‌های تشکیل‌دهنده رسوب، استفاده از افزودنی‌های شیمیایی که به‌عنوان مهارکننده‌های تشکیل رسوب عمل می‌کنند و حذف با ابزارهای مکانیکی و یا شیمیایی. علاوه بر این، روش‌های کنترلی شامل جلوگیری از چسبندگی ذرات بر روی دیواره‌های تجهیزاتی که رسوبات روی آن‌ها تشکیل می‌شود نیز وجود دارند.

در نهایت، لازم به ذکر است که استفاده از روش‌های فیزیکی، از جمله تصفیه مغناطیسی و الکتریکی آب باهدف جلوگیری از تشکیل رسوب، بسیار موردتوجه قرار گرفته است. استفاده از اسیدهای معدنی، تحت شرایط خاص، ممکن است تنها روش حذف کربنات کلسیم باشد، اما مشکلات خوردگی که در پی دارد باید با استفاده هم‌زمان از بازدارنده‌ های ضدخوردگی برطرف شود.

استفاده از کیلیت‌ها برای حذف رسوبات کربنات کلسیم توصیه نمی‌شود؛ زیرا عملکرد کندی دارند. رسوبات کربنات کلسیم عمدتاً از کلسیت یا آراگونیت در شرایط خاصی تشکیل شده است که بستگی به فوق اشباع بودن محلول و وجود منیزیم در آب دارد.

مهم‌ترین رویکرد در عمل برای پیشگیری و کنترل تشکیل رسوب کربنات کلسیم، استفاده از ترکیبات محلول در آب است که پتانسیل تداخل با فرایندهای هسته‌زایی و رشد کریستال را دارند. مهار تشکیل بلورها در مرحله هسته‌زایی به دلیل وجود مواد افزودنی در محیط آبی به‌عنوان بازدارنده‌های آستانه شناخته می‌شوند.

اولین تحقیقات مربوط به مهار کربنات کلسیم در حضور پلی فسفات‌ها بود. اثر آنها با تشکیل هسته‌های کوچکی توضیح داده شد که ناپایدار بودند و دوباره حل می‌شدند، بنابراین هسته‌زایی و متعاقب آن رشد کریستال را به تأخیر می‌اندازند یا لغو می‌کردند.

به‌طورکلی، بازدارنده‌های رسوب، ترکیبات محلول در آب با اندازه نسبتاً بزرگ در مقایسه با یون‌های کوچک هستند که از طریق گروه‌های عاملی یونیزاسیونی که دارند، قادر به جذب روی مکان‌های فعال رشد کریستالی موجود در وجوه مختلف کریستالیت‌های اول هستند که پس از غلبه، مانع هسته‌زایی و رشد کریستال‌ها می‌شوند. علاوه بر تأثیر آنها بر تأخیر سینتیک، وجود بازدارنده‌ها در محیط تشکیل رسوب بر مورفولوژی بلورهای تشکیل شده تأثیر می‌گذارد.

ضد رسوب‌ها علاوه بر تأثیر بر تأخیر در شروع هسته‌زایی، ممکن است اثرات دیگری مانند اعوجاج کریستالی ایجاد کنند که در آن اثر بازدارنده‌ها در ایجاد سطوح گرد با چسبندگی نسبتاً ضعیف بر روی سطوح پوسته‌ریزه بیان می‌شود. روش دیگر عمل بازدارنده‌ها پراکندگی است. در این حالت، وجود بازدارنده منجر به ایجاد بار الکتریکی بر روی ذرات دارای علامت مشابه با بار مربوط به دیوارها می‌شود.

دافعه الکترواستاتیکی بین کریستال‌های دارای بار مشابه و دیواره‌ها منجر به کاهش رسوب روی سطوح می‌شود. گزارش‌های متعددی از این واقعیت وجود دارد که وجود مواد افزودنی مانند ترکیبات ارگانوفسفره و پلی فسفات‌ها باعث تثبیت فازهای گذرای جنبشی می‌شود.

در نهایت، رسوب‌ها ممکن است از طریق جداسازی یا کیلاسیون، اتصال کلسیم و یا یون‌های دیگر برای تشکیل کمپلکس‌های محلول عمل کنند. درصورتی‌که نرخ رشد کریستال توسط انتشار سطحی واحدهای رشد تعیین شود، جذب مولکول‌های بازدارنده در محل‌های فعال و به طور خاص در پیچ‌خوردگی‌ها ممکن است با مسدودکردن حرکت کریستال، روند رشد کریستال را به تأخیر بیندازد یا حتی لغو کند.

ضدرسوب کربنات کلسیم

مطالعات بسیاری برای توسعه محصولات پلیمری جدید که ممکن است به عنوان بازدارنده رسوب عمل کنند، انجام شده است. جنبه‌های مهم فعالیت آن‌ها شامل برهمکنش با یون‌های سختی (Ca, Mg, Ba)، روش تهیه و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی مونومرها است. گزارش شده است که ترپلیمرها نسبت به یونهای سختی آب در مقایسه با همو و کوپلیمرها تحمل بیشتری دارند. یون‌های دو ظرفیتی همچنین ممکن است ترکیب یون‌های پلیمری را تغییر داده و مورفولوژی کربنات کلسیم رسوب‌کننده را کنترل کنند.

ترکیبات پلیمری با گروه‌های عاملی قابل یونیزاسیون، از جمله -COOH، PO3 H2، -SO3H، و گروه‌های آمینه رایج‌ترین محصولات ضد رسوب تجاری هستند. بررسی مجموعه‌ای از ترکیبات پلیمری حاوی گروه‌های کربوکسیلیک (پلی اکریلیک اسید، PAA) و گروه‌های کربوکسیل و آمینو حاوی پلی اسپارتیک اسید (P-AS) نشان داده شد که شروع رسوب خودبه‌خود کربنات کلسیم را به تعویق می‌اندازد.

وجود گروه‌های فسفونی در افزودنی‌های آب از رسوب کربنات کلسیم جلوگیری می‌کند. مقایسه یک‌سری از فسفونات‌ها در مورد اثر ضد رسوبی بر کربنات کلسیم نشان داده است که این ترکیبات هر دو بازدارنده آستانه هستند. این ترکیبات همچنین به‌عنوان بازدارنده عمل می‌کنند و سرعت هسته‌زایی و رشد کربنات کلسیم را از محلول‌های فوق اشباع کاهش می‌دهند.

طبق مطالعات انجام شده، 1-هیدروکسی اتیلیدین-1،1-دی فسفونیک اسید (HEDP) به‌عنوان مؤثرترین ماده ضد رسوب بر اساس وزن شناخته شد. باتوجه‌به اینکه خاصیت ضد رسوبی بازدارنده‌ها به دلیل جذب آن‌ها بر روی بلورهای درحال‌توسعه است، هم نوع گروه‌های عاملی (pKs) و هم هندسه آنها عوامل مهمی هستند که در کارایی آنها نقش تعیین‌کننده‌ای دارند.

خرید اتیدرونیک اسید ماده‌ای موثر برای ضد خوردگی

مقایسه بازدارنده‌های پلیمری مختلف باتوجه‌به کارایی آنها در تأخیر رسوب کربنات کلسیم نشان داده است که هموپلیمرهای PAA در مقایسه با پلی (اکریلیک اسید: 2-اکریلامیدو-2- متیل پروپان سولفونیک اسید) (PAS) و حتی پلی (اکریلیک اسید: 2-اکریلامیدو-2-متیل پروپان سولفونیک اسید: استایرن سولفونه) (PSS) کارآمدتر است.

همبستگی مشابهی از کارایی مهار رسوب برای کوپلیمرهای حاوی اسید مالئیک نیز مشاهده شده است که حضور آن باعث بهبود فعالیت بازدارنده باتوجه‌به هسته‌زایی و رشد کریستالی کربنات کلسیم می‌شود.

وزن مولکولی بازدارنده‌های پلیمری موضوع مهمی است. تحقیقات در مورد کارایی PAA نشان داده‌اند که پلی آکریلات‌های با وزن مولکولی نسبتاً کم، مهارکننده‌های کارامدتری برای جلوگیری از تشکیل رسوب کربنات کلسیم هستند. نتایج مشابهی برای کنترل رسوب فسفات کلسیم توسط پلی کربوکسیلات‌ها به‌دست‌آمده است.

انحلال رسوب کربنات کلسیم در شرایط دور از تعادل از یک مکانیسم کنترل شده توسط انتقال جرم پیروی می کند. چنین شرایطی در محدوده pH پایین شایع است. انحلال کریستال‌های کلسیت منجر به تشکیل پله‌ها و حفره‌هایی می‌شود که همان محل فعال انحلال هستند. ترکیبات ضدرسوب با این مکان‌ها تعامل دارند.

انحلال کربنات کلسیم ممکن است با حضور مواد افزودنی که قادر به تشکیل کمپلکس با یون‌های کلسیم در سطح رسوبات هستند، تقویت شود. از سوی دیگر، در غلظت‌های پایین، مهارکننده‌ها ممکن است برای انحلال در محل‌های فعال کلسیت جذب شوند و در نتیجه سرعت انحلال را کاهش دهند.

شرکت دکتر کمیکال تأمین‌کننده مواد شیمیایی ضدرسوب و مواد سیستم های آب صنعتی می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید و فروش مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

مواد شیمیایی برج خنک کننده

مواد شیمیایی برج خنک کننده (آب سیر کوله) برای کنترل رسوب، خوردگی، فرسایش و کنترل بیولوژیکی در برج‌های خنک‌کننده، واحدهای انتقال حرارت و لوله‌های تأسیساتی بکار می‌روند. این پدیده توسط مواد حل شده و جامدات سوسپانس و محیط‌هایی که باعث رشد میکروارگانیسم‌ها در آب سیر کوله می‌شوند، ایجاد می‌شود.

مطلب مکمل: ضد خوردگی برج خنک کننده

مشکلات برج خنک‌ کننده

• قلیایی‌شدن؛ بر رسوب کربنات کلسیم اثرگذار است.
• کلرید؛ می‌تواند باعث خوردگی فلزات شود؛ سطوح مختلف آن بر اساس مواد بکار رفته در برج خنک‌کننده و تجهیزات تغییر می‌کند.
• سیلیس؛ به‌عنوان ایجادکننده رسوب شناخته شده است.
• سولفات‌ها؛ مانند کلرید، می‌توانند برای فلزات بسیار خورنده باشند.
• آهن؛ هنگامی که با فسفات ترکیب می‌شود، می‌تواند تجهیزات را خراب کند.
• کل جامدات معلق؛ آلاینده‌های غیر محلول که می‌توانند باعث پوسته‌پوسته شدن، بازوفیلم ها و یا خوردگی شوند.پ

سیلیس در تصفیه اب

مشکلات کیفی آب و راهکارهای شیمیایی

مواد شیمیایی اضافه شونده به سیستم	مشکلات
کرومات، زینک، مولیبدات، سیلیکات، پلی فسفات، آزول آروماتیک، کربوکسیلات	خوردگی
پلی فسفات‌ها، پلی استر، فسفات‌ها، پلی آکریلات‌ها	رسوب
پلی استر، پلی فسفات، پلی آکریلات‌ها، بایوسایدهای غیر اکسید کننده	فولینگ
کلر، برم، بایوسایدهای غیر اکسید کننده	رشد بیولوژیکی

رسوب در برج خنک‌ کننده

رسوب و کاهش سطوح تبادل گرما، کارایی انتقال حرارت را به طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و موجب افزایش شدید هزینه‌های انتقال انرژی می‌شود.

رسوب در لوله‌های مبدل حرارتی، در ورودی و خروجی پمپ‌های حذف‌کننده منجر به مسدودشدن، افت فشار بالاتر و تغییر ویژگی‌های جریان سیالات می‌شود. این می‌تواند منجر به خاموش‌شدن مکرر و افزایش تولید آلودگی‌های سیستم، و افزایش هزینه‌های نگهداری و عملیاتی شود.

احتراق آب در برج خنک‌کننده یک محیط بسیار خورنده برای اجزای برج و تجهیزات مربوطه در تماس با آب را ایجاد می‌کند. خوردگی بیش از حد باعث تعمیر و نگهداری اضافی و زودهنگام می‌شود.

این مشکلات عملیاتی را نمی‌توان کنترل کرد، مگر اینکه از مواد شیمیایی ضد خوردگی، مواد ضد رسوب، پراکنده ساز، سورفکتانت‌ها، بایوسیدها و مواد شیمیایی کنترل pH به آب‌های در چرخش اضافه شود.

مشکلات رسوبات معمولاً به دودسته – رسوب و ته‌مانده‌ها تقسیم می‌شود. هر دو نوع رسوب در انتقال گرما در مبدل‌های گرما دخالت دارند و از این طریق راندمان آنها را کاهش می‌دهند.

علل ایجاد رسوب

رسوب در سطوح انتقال حرارت و در خطوط جریان ماده به طور معمول، محلول در آب است. ازآنجاکه آب در یک برج خنک‌کننده تبخیر می‌شود، غلظت مواد جامد محلول بیشتر می‌شود تا اینکه حلالیت یک نمک کم شود.

هنگامی که این اتفاق در سیستم آب خنک‌کننده تصفیه نشده رخ دهد، نمک روی هر سطحی که در تماس با آب است، بخصوص در سطوح انتقال حرارت متبلور می‌شود.

متداول‌ترین مواد رسوب‌گذاری شده عبارت‌اند از: کلسیم فسفات، کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و سیلیس که لزوماً به‌این‌ترتیب نیست. رسوب سیلیکات منیزیم نیز در شرایط خاصی امکان‌پذیر است.

بیشتر نمک‌ها، از جمله سیلیس، در آب گرم نسبت به سرما محلول هستند. بااین‌حال، بیشتر نمک‌های کلسیم، از جمله کلسیم فسفات، کلسیم سولفات و کربنات کلسیم، در آب سرد نسبت به آب گرم محلول هستند.

با عبور آب چرخشی از سیستم خنک‌کننده، دمای آب افزایش می‌یابد. به‌عنوان یک نتیجه ممکن است در هر نقطه از سیستم شکل بگیرد، اما به‌احتمال زیاد روی سطوح مبدل حرارتی است.

غلظت نمک موجود در آب چرخشی را می‌توان اندازه‌گیری کرد. همچنین محاسبه تبخیر در سیستم امکان‌پذیر است. با انتخاب حد بالایی برای غلظت مواد جامد در سیستم، می‌توان COC بهینه یک سیستم کنترل نشده شیمیایی را محاسبه کرد.

متداول‌ترین رسوب موجود در برج‌های خنک‌کننده، کربنات کلسیم است که به شکل کلسیت رسوب می‌کند. حلالیت کربنات کلسیم که با افزایش دما کاهش می‌یابد، یک عملکرد پیچیده از عوامل دما، کل مواد جامد محلول (TDS)، سختی کلسیم، قلیایی کل و pH است.

کنترل رسوب در سیستم های خنک کننده

سه روش اساسی برای جلوگیری از شکل‌گیری رسوب در سیستم‌های خنک‌کننده آب وجود دارد:

1. مواد رسوب‌گذاری شده را قبل از استفاده از آب خارج کنید،
2. مواد تشکیل‌دهنده رسوب را در محلول نگه دارید، و
3.  اجازه دهید مواد رسوب شده به‌عنوان لجن قابل جابه‌جایی به‌جای رسوبات سخت رسوب کنند.

هر سه روش برای استفاده در تأسیسات ارتش مجاز است. مهار رسوبات کلسیم، آنهایی که بیشتر در برج‌های خنک‌کننده هستند، می‌توانند با کاهش pH آب در گردش (با افزودن اسید)، یا با افزودن یک مهارکننده رسوب کلسیم (HEDP یا AMP) انجام شوند.

کنترل کربنات کلسیم

کربنات کلسیم به طور عادی ناشی از تجزیه بی‌کربنات کلسیم، یک نمک محلول در آب است. میزان رسوب در درجه اول به میزان سختی کلسیم و قلیایی بی‌کربنات موجود در آب خنک‌کننده بستگی دارد. تجزیه بی‌کربنات کلسیم با افزایش دما افزایش می‌یابد.

دو فسفونات که بیشتر برای کنترل کربنات کلسیم در سیستم‌های برج خنک‌کننده چرخشی مورداستفاده قرار می‌گیرند عبارت‌اند از: AMP (آمینو تری متیلن فسفونیک اسید) و اسید اتیدرونیک ( 1 – هیدروکسی اتیلیدین ۱ و ۱- دی فسفونیک اسید).

واکنش شیمیایی هر دو مشابه هستند، بااین‌حال، HEDP در سطح کلر که معمولاً در برج‌های خنک‌کننده یافت می‌شود، پایدارتر است. استفاده از HEDP 3- 5 ppm باعث افزایش حلالیت کربنات کلسیم با فاکتور سه می‌شود. برج خنک‌کننده به‌جای اینکه در PSI 6.0 کار کند، قادر به کار با PSI 4.0 بدون رسوب‌گذاری بالقوه است.

بااین‌وجود، استفاده از HEDP در صورت عدم وجود سختی کلسیم و منیزیم (در مقادیر بسیار پایین)، می‌تواند باعث افزایش خوردگی خفیف هم در فولاد و هم در مس شود.

کنترل فسفات کلسیم

رسوب فسفات کلسیم در سیستم‌های خنک‌کننده آب که با برنامه مهارکننده خوردگی بر پایه فسفات کنترل می‌شوند متداول است. فسفات کلسیم نیز در pH و درجه حرارت بالاتر حلالیت کمتری دارد. اگر سختی کلسیم ۵۰۰ ppm و pH بالاتر از ۷٫۰ باشد، احتمالاً حتی در سطح پایین فسفات ۵ ppm باعث رسوب‌گذاری می‌شود. حلالیت فسفات کلسیم با فاکتور کمتر از سه با افزودن ۴ ppm فسفونات (HEDP) قابل‌افزایش است.

کنترل سولفات کلسیم

سولفات کلسیم از غلظت بالای یون‌های کلسیم و سولفات در آب چرخشی ناشی می‌شود. سولفات کلسیم محلول‌ترین نمک‌های کلسیم در رسوب است که در برج‌های خنک‌کننده یافت می‌شود (کلرید کلسیم بسیار محلول است). این بدان معنی است که رسوب سولفات کلسیم با مقادیر سختی کلسیم باقی‌مانده پس از واکنش تمام کربنات موجود در آب، تشکیل می‌شود.

بااین‌حال، رسوب سولفات کلسیم ممکن است هنگامی رخ دهد که آب چرخشی حاوی سختی کلسیم در محدوده ۳۰۰- ۵۰۰ ppm به‌عنوان CaCO3 و سولفات در محدوده ۵۰۰- ۷۰۰ ppm به‌عنوان SO4 باشد. افزودن ۳- ۵ ppm از فسفونات (HEDP) یا سایر مهارکننده‌های مناسب کلسیم باعث می‌شود تقریباً سه برابر سطح سولفات کلسیم در محلول باقی بماند.

کنترل سیلیکات منیزیم

تشکیل سیلیکات منیزیم تحت شرایط خاص امکان‌پذیر است. منیزیم ابتدا با یون‌های هیدروکسیل (OH-) واکنش نشان می‌دهد و هیدروکسید منیزیم را تشکیل می‌دهد که سپس با سیلیس محلول یا کلوئیدی واکنش نشان می‌دهد تا سیلیکات منیزیم تشکیل شود. ازآنجاکه حلالیت سیلیس با درجه حرارت افزایش می‌یابد، این رسوب معمولاً در سردترین بخش سیستم شکل می‌گیرد

کنترل سیلیس

برای افزایش حلالیت سیلیس بالاتر از ۱۵۰ ppm، هیچ کاری نمی‌توان انجام داد. ازآنجاکه سیلیس در آب گرم نسبت به آب سرد قابل‌حل است، ابتدا در میله‌های برج خنک‌کننده رسوب می‌کند تا در مبدل حرارتی. میله‌ها با یک رسوب سفید و گاه درخشان پوشیده می‌شوند. اگر این اتفاق بیفتد، تخلیه (بلودان) را افزایش دهید که چرخه غلظت را دهد. این کار باید تشکیل رسوب اضافی را متوقف کند. اگر غلظت سیلیس در آب چرخشی بالای ۳۰ ppm باشد، معمولاً عملکرد سیستم (حداکثر ۵ COC) را کنترل می‌کند.

مقایسه ترکیب مواد شیمیایی مهارکننده در کاهش خوردگی

خوردگی برج خنک‌ کننده

ترکیبات کرومات یکی از مؤثرترین و ارزان‌ترین مهارکننده‌های خوردگی در دسترس هستند. بااین‌حال، آنها بسیار سمی و سرطان‌زا هستند. ازاین‌رو آنها باید با مواد شیمیایی غیر کروماتیک جایگزین شوند. برخی از مواد شیمیایی مفید شامل: پلی فسفات، ارگانوفسفره، روی، مولیبدات و نزول‌های آروماتیک هستند.

برخلاف مهارکننده‌های کرومات، این جایگزین‌ها تنها در شرایط خاص کاربرد دارند. این نواقص را می‌توان با استفاده از ترکیب دو یا چند مهارکننده که می‌توانند از نقاط قوت هر یک از آنها استفاده کرد، برطرف کرد.

مواد شیمیایی غیر کروماتیک ممکن است برخی از اثرات نامطلوب بر محیط‌زیست داشته باشد. به‌عنوان‌مثال، درحالی‌که مواد شیمیایی روی، برای انسان‌ها خطرناک نیستند، تهدیدی برای حیات دریایی محسوب می‌شوند. به طور مشابه، فسفات‌هایی که به دریاچه‌ها و آبشارها تخلیه می‌شوند، ممکن است سبب رشد بیش از حد جلبک شوند که سبب مشکلات ائتروفیكی می‌شوند.

اما در مقایسه با مهارکننده‌های بسیار سمی کرومات، مواد شیمیایی جایگزین نسبتاً بی‌خطر هستند و مشکلات زیست‌محیطی مشابهی را که کرومات‌ها ایجاد می‌کنند را ندارند. بااین‌وجود، تأثیر مواد شیمیایی جایگزین در محیط‌زیست باید قبل از استفاده از آنها دقیقاً مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گیرد.

رشد بیولوژیکی در برجهای خنک‌ کننده

بایوساید معمولاً برای کنترل رشد بیولوژیکی و لجن که می‌تواند مانع جریان آب و کاهش بهره‌وری انتقال حرارت شود به برج‌های خنک‌کننده، اضافه شده است.

به‌طورکلی، بایوسایدها معمولاً بر اساس سازوکار اولیهٔ آنها تقسیم می‌شوند: اکسیدکننده‌های زیستی؛ مانند کلر، بروم، دی‌اکسید کلر و دیگر آزادکننده‌های هالوژن، و بایوسایدهای غیر اکسنده مانند گلوتارالدئید، ایزوتیازولون‌ها و… بایوسیدهای اکسیدکننده اغلب در مقادیر پایدار در سطح پایین باهدف اصلی کنترل مقدار میکروبیولوژیکی آب استفاده می‌شوند. بااین‌حال، دوزهای پایین باکتری‌های اکسیدکننده معمولاً قادر به کنترل باکتری‌های لجن نیستند.

رسوبات میکروبیولوژیکی و کنترل آنها

مشکلات میکروبیولوژیکی عموماً به‌عنوان لجن شناخته می‌شوند. آنها ناشی از وجود میکروارگانیسم‌هایی مانند جلبک‌ها، باکتری‌ها و قارچ‌ها هستند.

اینها می‌توانند در یک سیستم خنک‌ کننده رشد کرده و تمام سطوح لوله و مبدل حرارتی را پوشش دهند. لجن‌های ژلاتینی تولید شده توسط بسیاری از میکروارگانیسم‌ها می‌توانند رسوبات را به دام بیندازند، بنابراین باعث افزایش رسوبات می‌شود. حتی خوردگی توسط ارگانیسم‌های خاصی ایجاد می‌شود که باعث تولید فرآورده‌های خورنده می‌شوند.

جلبک

گیاهان سبز ریز که معمولاً به شکل توده‌هایی در بالا و در طرف برج‌های خنک‌کننده رشد می‌کنند. تا زمانی که بمیرند مضر نیستند. پس از آن، به بخشی از ماده معلق در آب در گردش تبدیل می‌شوند و ممکن است باعث ایجاد حفره شوند. جلبک‌ها همچنین ممکن است مکانی برای پرورش باکتری‌ها باشند.

پیشنهاد ما به شما: جلوگیری از تشکیل جلبک

باکتری‌ ها

ارگانیسم‌های تک‌سلولی میکروسکوپی. بیشتر باکتری‌ها در آب خنک‌کننده به حالت تعلیق درآمده و به سیستم خنک‌کننده آسیب نمی‌رسانند. بااین‌حال، برخی از آنها می‌توانند باعث آبگیری و خوردگی شوند.

باکتری‌ های تشکیل‌ دهنده لجن

باکتری‌هایی که تقریباً در هر سطح پوشیده از آب می‌توانند در کلنی‌ها رشد کنند. این توده‌های لجن می‌توانند آن‌قدر بزرگ شوند که بتوانند جریان آب و انتقال حرارت را محدود کنند. آنها همچنین ممکن است باعث افزایش خوردگی شود. اگر لجن در سیستم وجود داشته باشد، معمولاً در آنجا احساس می‌شود.

باکتری‌های تولیدکننده سولفید

باکتری‌هایی که می‌توانند در زیر توده‌های لاغر رشد کنند. آنها می‌توانند سولفید هیدروژن تولید کنند که بسیار سمی است. آنها ممکن است در سیستمی شناسایی شوند که قسمت زیرین لایه لجن یک رنگ سیاه فلزی یا بوی پوسیده تخم‌مرغ ایجاد شود.

قارچ

گیاهان میکروسکوپی که به نور خورشید احتیاج ندارند. آنها می‌توانند در برج‌های خنک‌کننده به چوب حمله کنند. کنترل آنها نیاز به عملیات ویژه، معمولاً قبل از ساخت برج دارد. کنترل آنها در یک سیستم‌عامل نیاز به تکنیک‌های خاصی دارد.

کنترل میکروبیولوژیکی کولینگ تاور

کنترل شیمیایی روشی است که در تأسیسات ارتش برای کنترل میکروبیولوژیکی استفاده می‌شود. زیست کش‌ها برای کنترل رشد میکروبیولوژیکی در دودسته وسیع اکسیدکننده و غیر اکسیدکننده قرار می‌گیرد.

انتخاب بین این دو به عوامل مختلفی بستگی دارد. نکته مهم محدودیت تخلیه مواد سمی است. همچنین باید پارامترهای عملیاتی برج خنک‌کننده مانند دما، pH و طراحی سیستم در برنامه‌ای در نظر گرفته شود که شامل بایوسایدهای اکسیدکننده و غیر اکسیدکننده است.

برنامه کنترل، برای کاهش ۹۹ درصدی جمعیت ارگانیسم است. این کار با استفاده از یک یا چند بایوسید انجام می‌شود. استفاده از بایوسایدهای اکسیدکننده نیاز به کنترل دقیق آب خنک‌کننده دارد. علاوه بر این که می‌تواند درصد زیادی از میکروارگانیسم‌ها را بکشد، در انتخاب بایوسایدها باید هزینه نیز در نظر گرفته شود. عامل اصلی مؤثر بر هزینه، فراوانی کاربرد برای ارائه کنترل موردنظر است.

دوز تزریقی معمولی باید به طور متوسط یک تا سه بار در هفته اعمال شود، بخصوص وقتی‌که رسوب‌گذاری شدید باشد. مهم‌ترین جنبه کنترل رسوبات زیستی تطابق بایوسید انتخابی با ارگانیسم مشکل‌زاست.

مواد ضد رسوب برج خنک کننده

مواد ضد رسوب یا انتی اسکالانت برج خنک‌کننده مواد شیمیایی هستند که از تشکیل رسوب ناشی از آب سخت بر روی سطوح انتقال حرارت مبدل حرارتی جلوگیری می‌کنند.

بایوسایدها یا مواد ضد جلبک نیز دسته خاصی از این مواد ضد رسوب هستند که به طور ویژه از تشکیل رسوبات بیولوژیکی در برج خنک‌کننده جلوگیری می‌کنند.

بایوسایدها انواع مختلفی دارند؛ اما در سیستم‌هایی که مصرف آب بالایی دارند عموماً از نوع اکسیدکننده آن استفاده می‌شود. از جمله بایوسایدهای اکسیدکننده می‌توان به ترکیبات حاوی کلر مانند بنزالکونیوم کلراید و هیپوکلریت سدیم اشاره کرد.

اگر به‌موقع برای حذف رسوبات کولینگ‌ تاورها اقدام نشود ضریب انتقال حرارت و راندمان فرایند به‌شدت کاهش می‌یابد. برخی از انواع آنتی اسکالانت مانع تشکیل رسوبات آهکی شده و برخی دیگر سختی آب حاصل از یون‌های منیزیوم و کلسیم را از بین می‌برند.

انتی اسکالانت فلوکن 260

برخی مواد ضد رسوب، رسوب تشکیل شده در برج خنک‌کننده را حل کرده و برخی دیگر مانع تشکیل رسوب جدید می‌شوند. به‌طورکلی باتوجه‌به حجم، pH آب و دیگر شرایط فرایند باید در مورد انتخاب بهترین ماده یا مواد ضد رسوب برای خنک‌کننده تصمیم گرفت.

علاوه بر بایوسایدها می‌توان به ترکیباتی مانند HEDP و ATMP اشاره کرد. HEDP هم بازدارنده خوردگی و هم ضد رسوب اسید ارگانوفسفریک است. HEDP می‌تواند با یون‌های آهن، مس و روی کیلیت تشکیل دهد.

HEDP دارای اثرات ضدخوردگی و ضدرسوب بسیار خوب در دما و pH بالا است. ATMP هم به طور گسترده‌ای به‌عنوان یک بازدارنده رسوب و خوردگی در تصفیه سیستم‌های آب خنک‌کننده استفاده می‌شود. این ترکیب در کنترل رسوب کلسیم و سایر نمک‌های فلزی از جمله آهن و منگنز مؤثر است. ATMP دارای خواص دیسپرسنت نیز هست و می‌تواند به‌عنوان یک عامل پراکنده ساز عمل کند.

آنتی اسکالانت چیست؟

آنتی آسکالانت می‌توانند جهت کنترل رسوب در تصفیه آب برج‌ های خنک‌کننده، بویلرها و همچنین در صنعت تصفیه آب، فاضلاب و آب‌شیرین‌کن‌ها بکار گرفته شوند. ترکیبات فسفونات و پلیمرها سال‌هاست که در پکیج‌های تصفیه آب برج‌های خنک‌کننده استفاده می‌شوند. هدف از تصفیه آب کنترل خوردگی، رسوب، فولینگ و رشد میکروبیولوژیکی در سیستم‌های آب خنک‌کننده است.

تشکیل رسوب زمانی آغاز می‌شود که غلظت یک نمک از حلالیت آن در شرایط محلول بالاتر رود. هسته‌های اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستال‌های بیشتر از نمک بازی می‌کند. این کریستال‌های نمک به‌شرط اینکه به‌اندازه و جرم حجمی لازم برسند از حالت معلق خارج می‌شوند و شروع به رسوب‌دهی می‌کنند. فرایند ته‌نشینی رسوب تا زمانی ادامه خواهد داشت که یون‌های تشکیل‌دهنده نمک در محلول به‌صورت فوق اشباع باشند.

مؤثرترین راه برای جلوگیری از تشکیل رسوب، کاهش PH آب توسط تزریق انتی اسکالانت می‌باشد. تزریق آنتی اسکالانت باعث کاهش PH و در نتیجه افزایش حلالیت کربنات کلسیم می‌شود. یکی دیگر از نتایج تزریق انتی اسکالانت این است که غلظت این ماده به‌اندازه کافی موجب حل‌شدن مجدد رسوب‌های کربنات کلسیمی می‌شود که قبلاً در محل وجود داشته است. وقتی که تزریق اسید به سیستم RO قطع شود، دی‌اکسیدکربن فوق اشباع تمایل دارد که از آب جدا شود، همین که این عمل اتفاق افتد PH آب افزایش می‌یابد، در المنت‌های انتهایی سیستم که غلظت نمک‌ها در حداکثر مقدار است ممکن است افزایش PH به حدی باشد كه كربنات کلسیم رسوب کند.

علل لایه‌ گذاری شیمیایی بر روی فیلترها

علل لایه‌گذاری شیمیایی (Scaling) بر روی فیلتر شمیران RO را می‌توان به چهار دسته کلی تقسیم‌بندی نمود:

• افزایش غلظت مواد معدنی محلول در آب ورودی به غشا
• افزایش PH آب
• ایجاد و افزایش سطوح موردنیاز برای ترسیب که با استمرار لایه‌گذاری شیمیایی (Scaling) این سطح موردنیاز افزایش می‌یابد
• افزایش دمای آب

مشکلات ناشی از لایه‌ گذاری شیمیایی بر فیلترهای غشایی

معمولاً مشکلاتی که در اثر لایه‌گذاری شیمیایی (Scaling) در فیلترهای غشایی به وجود می‌آید، عبارت‌اند از:

• کاهش کیفیت و مقدار جریان آب عبوری
• افزایش افت فشار و فشار موردنیاز و مصرف انرژی و هزینه ناشی از آن
• شست‌وشوهای بیشتر و با فواصل زمانی کمتر برای بهبود عملیات (که منجر به کاهش عمر مفید غشاها و افزایش هزینه می‌شود)
• از کارافتادگی‌های مکرر و بلندمدت

پارگی و گسیختگی غشا در برخورد با کریستال‌های رسوبی نوک‌تیز تشکیل رسوبات مختلف باتوجه‌به ماهیت رسوب قابل‌کنترل یا غیر کنترل می‌باشد. برخی رسوبات نظیر سولفات و سیلیکات پس از تشکیل بسیار سخت شستشو می‌شوند. همچنین این رسوبات باعث کاهش سریع و شدید کارایی سیستم RO ممبران می‌شوند.

بنابراین باید با پیش تصفیه مناسب، کار با میزان جریان‌های طراحی و تزریق مواد شیمیایی مناسب از تشکیل این رسوبات جلوگیری نمود. رسوب و گرفتگی قادر به کاهش فضای مؤثر بین مواد بوده و موجب کاهش تلاطم جریان می‌شوند که نتیجه آن، افزایش پلاریزاسیون غلظت در سطح غشا است. هر چه غلظت محلول در سطح غشا بیشتر باشد به همان نسبت، املاح بیشتری از خود عبور می‌دهد.

وقتی که سطح مؤثر غشا کاهش یابد، تلاطم کاهش خواهد یافت و تمیز نمودن سطح غشا مشکل‌تر می‌شود؛ زیرا امکان فرستادن محلول شیمیایی به سطوح مسدود شده توسط مواد جامد کاهش می‌یابد. امکان جلوگیری از تشکیل رسوب با استفاده از بازدهی صحیح سیستم و تزریق مواد شیمیایی وجود دارد.

مواد بازدارنده با جلوگیری از رشد کریستال نمک، سرعت فرایند ته‌نشینی را کاهش می‌دهند. این مواد در سطح کریستال نمک تشکیل شده جذب و با جلوگیری از جذب بیشتر نمک فوق اشباع در سطوح کریستال، سرعت گسترش کریستال نمک را کاهش می‌دهند و به‌این‌ترتیب هسته‌های اولیه کریستال هرگز به‌اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمی‌رسند.

اکثر مواد بازدارنده، خاصیت معلق نگهدارندگی نیز دارند. خاصیت معلق نگهدارندگی با محاصره ذرات معلق نمک، آهن یا مواد جامد آلی صورت‌گرفته و سبب دفع آنها توسط سایر آنیون‌های موجود در محلول می‌شود. این فرایند از تجمع ذرات و تشکیل ذرات بزرگ‌تر که احتمال ترسیب آنها وجود دارد، جلوگیری می‌نماید.

بازدارنده‌ های رسوب فقط در کاهش فرایند تشکیل رسوب یا کاهش فرایند و تراکم ذرات رسوب مؤثرند و فرایند ترسیب را به طور کامل متوقف نمی‌سازند. البته در یک سیستم RO کافی است تا مواد بازدارنده از تشکیل رسوب تا هنگام خروج جریان غلیظ از سیستم به‌خوبی عمل کند.

انواع مواد بازدارنده رسوب

آنتی آسکالانت پایه فسفوناته (فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت)

اغلب آنتی اسکالانت‌ها دارای ساختار مولکولی با گروه‌های عاملی شامل اسید کربوکسیلیک (-COOH) یا فسفات هستند. مولکول‌های پلی‌آکریل با وزن مولکولی پایین (جرم مولکولی بین ۵۰۰۰-۱۰۰) شامل چندین گروه عامل اسید کربوکسیلیک هستند و به طور مشترک در بسیاری از بازدارنده‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. این بازدارنده‌ها در جلوگیری از تشکیل سولفات و کربنات جزء بهترین‌ها هستند، اما خاصیت پراکنده‌سازی آنها محدود است.

انتی اسکالانت فلوکن 260 در بشکه 230 کیلویی را از دکتر کمیکال با بالاترین کیفیت خریداری کنید.

آنتی اسکالانت هگزا متا فسفات سدیم (SHMP)، يکی از موادی است که به‌عنوان بازدارنده انتخاب می‌شود؛ زیرا علاوه بر نقش بازدارندگی خوب، ارزان‌قیمت نیز می‌باشد. از جمله معایب این ماده، ناپایداری و نیز انحلال دشوار آن در آب است. در حقیقت اگر SHMP هر سه روز مجدداً به هم زده نشود، هگزا متا فسفات، به فسفات هیدرولیز می‌شود که در PH خنثی با كلسیم ترکیب شده و فسفات تشکیل می‌‌دهد. این نمک می‌تواند موجب گرفتگی غشای سیستم شود. استفاده از هگزا متا فسفات به‌عنوان یک بازدارنده رسوب برای سیستم‌های RO به دلیل وابستگی زیاد آن به مصرف صحیح، عمومیت پیدا نکرده است.

ضد رسوبات ارگانو فسفونات‌ها در مقایسه با سدیم هگزا متا فسفات پایدارتر هستند. خواص بازدارندگی و پراکنده‌سازی این ماده شبیه به سدیم هگزا متا فسفات است. اما بر خلاف سدیم هگزا متا فسفات، این ماده پایدار است.

پلی‌آکریل با جرم مولکولی سنگین (جرم مولکولی بین ۶۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰) در پراکنده‌سازی بهترین اثر را دارد، اما به اندازهٔ آکریل‌های سبک در بازدارندگی رسوب مؤثر نيستند.

همان‌طور که پیش‌ازاین گفته شد، کاربرد بازدارنده‌های ترکیبی، نتایج بهتری را نسبت به بازدارنده‌های تک مولکولی از خود نشان می‌دهند. در صورت استفاده از یک بازدارنده تک مولکولی، احتمال بیشتری وجود دارد که تزریق بیش از حد بازدارنده موجب شود که خود بازدارنده به‌صورت کاتیون چند ظرفیتی از محلول خارج شود. با ترکیب تولیدات و استفاده از بازدارنده چند مولکولی، سایر بازدارنده‌ها می‌توانند در جلوگیری از رسوب‌دهی اولین بازدارنده مؤثر باشند. همچنین به غلظت کمتری از هر یک از اجزای مستقل بازدارنده‌ها نیاز خواهد بود.

بعضی انواع بازدارنده‌های ترکیبی، شامل پلی‌آکریل با جرم مولکولی سبک‌وسنگین هستند تا از قدرت کافی برای بازدارندگی و پراکنده‌سازی برخوردار باشند. به‌علاوه سایر بازدارنده‌ها، ترکیبی از ارگانوفسفات اکریلات با جرم مولکولی سبک‌تر هستند که علاوه بر متفرق نمودن خوب، خصوصیات یک بازدارنده را دارا هستند.

بعضی اوقات، فعالیت بیولوژیکی در تانک بازدارنده رسوب می‌تواند موجب ایجاد مشکل شود. رشد بیولوژیکی می‌تواند موجب انسداد مسیر خوراک پمپ تزریق شده و در نتیجه جریان بازدارنده متوقف شود. معمولاً مواد بازدارنده یا معلق نگهدارنده حاوی مقداری مواد بایوسید نیز هستند. اما باید در زمان رقیق‌سازی این محلول‌ها در تانک‌های مصرف روزانه دقت کافی مبذول گردد تا غلظت این مواد بایوساید در محلول رقیق از حداقل مقدار مؤثر کمتر نشود. این مقدار معمولاً از سوی سازندگان قید می‌شود.

باتوجه‌به اینکه مواد بازدارنده فرایند ترسیب را کند نه متوقف می‌نمایند، لذا نباید سیستم برای مدت طولانی در حالت فوق اشباع از نمک‌ها، خارج از سرویس باقی بماند. معمولاً یک شیر اتوماتیک برقی به طور موازی با جریان دفعی نصب می‌شود تا درست قبل از سرویس و خارج‌شدن سیستم باز شده و از نمک‌های فوق اشباع تخلیه گردد.

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

انتی اسکالانت پایه پلیمر

مزایای آنتی آسکالانت‌های پلیمری

• غلظت بالایی دارند.
• اجازه رسوب‌گذاری به هیچ نوع رسوب کربناتی و فسفاتی را نمی‌دهد.
• جهت طیف وسیعی از آب‌ها از جمله آب دریا، آب‌شور چاه‌ها، آب‌های سخت شیرین، آب‌های با سختی زیر ۱۰۰۰ ppm استفاده می‌گردند.
• به علت قدرت بالای کیلیت کنندگی (chelating agent) عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد.
• با نرخ خوردگی بسیار پایین‌تر (ضد خوردگی).
• غیرسمی بوده و مشکلات پوستی و تنفسی جهت انسان ندارند.
• عملکرد خوب پراکنده‌کنندگی (dispersant) در برابر رسوبات کربناتی و سولفاتی دارند.
• نیاز به شستشوی تمبر این را در فاصله زمانی طولانی‌تری فراهم می‌کنند.
• احتمال تشکیل جلبک و آلاینده‌های زیستی را به مقدار زیادی کاهش می‌دهند.

روش‌ های مختلف استفاده از ضد رسوب

فسفونات‌ها، پلیمرها و مشتقات اینولین، دیسپرسانت خیلی مؤثری هستند که از فولینگ جلوگیری می‌کنند. تولید بخار در بویلرها اغلب نیازمند سطح بالایی از تصفیه آب و نگهداری سیستم‌های آن‌ها است. در دماهای بالای درون بویلرها، ایجاد رسوب می‌تواند به‌عنوان مشکلی جدی مطرح شود که سبب گرم‌تر شدن بیشتر لوله‌ها و افزایش پتانسیل شکستنشان گردد. آنتی اسکالانت‌های فسفوناته و پلیمری می‌توانند درون بویلرها به دو شکل استفاده شوند:

1. انتی اسکالانت‌های فسفونات‌ها و پلیمری می‌توانند به‌جای تشکیل ترکیب سخت و چسبنده کربنات کلسیم، تشکیل فسفات کلسیم دهند که چسبندگی کمتری داشته و پراکنده است.
2. انتی اسکالانت‌های فسفوناته و پلیمری می‌توانند در فرایندھای تکمیلی جلوگیری از رسوب کربنات کلسیم، با کاهش مقدار کی لیت، سبب کاهش میزان خورنده بودن این فرایند شوند.

به‌طورکلی میزان تزریق انواع مواد ضد رسوب آب بستگی به پارامترهایی متعددی مانند آنالیز آب، میزان دبی، دما، pH ، میزان ریکاوری سیستم، منبع آب، نوع ممبران و نحوه آرایش ممبران‌ها دارد. به طور معمول میزان تزریق آنتی اسکالانت‌ها در محدوده ١ الی ۶ ppm است. رابطه ذیل نحوه محاسبه میزان تزریق آنتی اسکالانت را بیان می‌کند:

معیاب استقاده از انتی اسکالانت نامرغوب

• کاهش ظرفیت تولید
• بالارفتن میزان نمک‌های محلول در آب تولید TDS خروجی تولید
• افزایش فشار بر پمپ‌های طبقاتی و کاهش طول عمر پمپ و افزایش برق مصرفی ناشی از بالارفتن میزان آمپر
• تعدد شستشوی ممبران ناشی از گرفتگی و کاهش طول عمر در ممبران‌ها و تعویض زودهنگام ممبران‌ها