آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت چیست / انواع وکاربرد آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت (Antiscalant )به موادی گفته می شود که برای پیش گیری از رسوب یونهای سولفات، کربنات و… در سیستم های اسمز معکوس ( RO )مورد استفاده قرار می گیرند.

به زبان ساده، وقتی آب حاوی املاحی نظیر منیزیم، کلسیم، سیلیکا یا آهن باشد، با تغییر در دما ، فشار یا غلظت یونهای محلول در آب ، این املاح به صورت جامد در آمده و روی سطوح داخلی لوله‌ها و غشا تشکیل یک لایه سخت می دهند. این لایه سخت یا رسوب (Scale) باعث کاهش راندمان، افزایش مصرف انرژی، گرفتگی و در نهایت عملکرد نامناسب تجهیزات می‌شود.

انتخاب نوع و میزان تزریق آنتی اسکالانت مناسب یکی از چالش های مهم در بهره برداری از سیستم های اسمز معکوس است. در ادامه به بررسی کامل این مواد و کاربرد های آن خواهیم پرداخت.

آنچه که در ادامه خواهید خواند :

از مهم ترین چالش های بهره برداری از سیستم های اسمز معکوس ، رسوب ترکیبات معدنی بر روی ممبرانهای اسمز معکوس (RO ) است. عمل ترسیب (Scaling) به معنی تجمع ذرات معدنی روی یک ممبرین است. این موضوع باعث گرفتگی ممبران ها خواهد شد.آنتی اسکالانت یا مواد ضدرسوب محلولی است که جهت پیشگیری یا کند شدن تشکیل رسوب یا اسکیلینگ برروی ممبران های سیستم  RO یا برج های خنک کن صنعتی تزریق می شود .

در صورت عدم استفاده از آنتی اسکالانت و بروز پدیده scaling ، ممبرین های سیستم اسمز معکوس در اثر ترسیب کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و … دچار گرفتگی می شوند. در نتیجه این امر موجب کاهش فلاکس جریان و افزایش فشار مورد نیاز برای بهره برداری از سیستم اسمز معکوس خواهند شد.

در عملیات نمک زدایی توسط سیستمهای اسمز معکوس خصوصا سیستمهای با درصد ریکاوری بالا، با عبور از نقطه ماکزیمم حلالیت نمکهای محلول در آب نظیر آهک و کلسیت، تشکیل کریستال روی سطح ممبرین ها آغاز می شود.

آنتی اسکالانت به مواد فعال سطحی اطلاق می شود که به یکی از سه روش زیر از تشکیل رسوب جلوگیری می کنند:

بیشتر بخوانید : فیلتر ممبران 

مواد اولیه آنتی اسکالانت  شامل پلی اکریلیک اسید ها، کربوکسیلیک اسید ها، پلی مالئیک اسید ها، ارگانو فسفات ها، پلی فسفات ها، فسفونات ها، پلیمر های آنیونی و…. هستند. جرم ملکولی  این مواد بین ۲۰۰۰ تا ۱۰٫۰۰۰ دالتون است.

امروزه انواع مختلفی از انتی اسکالانت ها در بازار موجود هستند که بر اساس شرایط عملیاتی سیستم RO باید انتخاب و استفاده شوند . بطور کلی مواد شیمیایی آنتی اسکالانت به دو گروه تقسیم می شوند. که عبارتند از :

آنتی اسکالانت پایه پلیمری : این دسته از آنتی اسکالنت ها با جرم مولکولی بالا از تشکیل رسوباتی از جمله کربنات و سولفات جلوگیری می کنند. استفاده از این نوع محلول آنتی اسکالنت برای آب دریا و آب چاه های شور مناسب است .

آنتی اسکالانت پایه فسفاته ( فسفونات) : این گروه از آنتی اسکالنت ها از کربوکسیلیک اسید ها و فسفات  تشکیل شده اند قدرت دیسپرسانت کنندگی پایینی دارند . بازدارنده عالی برای رسوبات کربنات به شمار می روند.

مواد شیمیایی انتی اسکالنت هم چنین بر اساس مقدارpH به سه گروه تقسیم می شوند . و عبارتند از : 

آنتی اسکالانت اسیدی و آنتی اسکالانت  قلیایی و آنتی اسکالانت خنثی

یکی از سوالات متداول در صنعت تصفیه آب این است که فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت چیست ؟

پاسخ صریح و کوتاه به این سوال این است که آنتی اسکالنت یک ماده شیمیایی تک جزئی با فرمول ثابت نیست. فرمولاسیون آن بسته به نوع کاربرد و املاح آب و شرایط عملیاتی متغیر است . هدف اصلی آنتی اسکالانت ها جلوگیری از تشکیل رسوبات بر روی ممبران های سیستم اسمز معکوس  RO است .از آنجایی که منابع آب مختلف دارای ترکیبات متفاوتی هستند بنابراین سازندگان آنتی اسکالانت باید ترکیباتی را اضافه کنند تا با هر نوع رسوب مقابله کنند .بنابراین فرمول انتی اسکالانت معمولا مخلوطی از چندین ترکیب متفاوت است .

اکثر آنتی اسکالانت ها از ترکیبات زیر ساخته می شوند : 

پلی آکریلات ها ( Polyacrylates ) : پلی اکریلات ها زنجیره های بلندی از اسید اکریلیک یا مشتقات آن هستند .عمدتا برای کنترل رسوبات کربنات کلسیم و سولفات کلسیم کاربرد دارند .گروه های کربوکسیل موجود دراین پلیمرها یونهای کلسیم را احاطه کرده و مانع از اتصال آنها بهم و تشکیل کریستال می شود . این دسته از پلیمرها خاصیت دیسپرس کنندگی بالایی دارند .

فسفونات ها( Phosphonates ) : فسفونات ها کاربرد بسیارموثری در پیشگیری از رسوبات سولفات استرانسیم و سولفات باریم دارند . هم چنین در کنترل رسوبات آهن و منگنز موثر هستند . پایداری حرارتی بالایی نسبت به پلی اکریلاتها دارند .

از معروف ترین فسفوناتها می توان به HEDP ، DTPMPA و ATMP اشاره کرد .

کوپلیمرهای پیشرفته ( Advanced Copolymers ) : کوپلیمرها ترکیبی از اسید اکریلیک یا مشتقات آن و فسفونات ها هستند . کوپلیمر ها تقریبا برای پیشگیری تمام رسوبات احتمالی کاربرد دارند .

برای پیش بینی میزان و نحوه تشکیل رسوب روشهای مختلف محاسباتی وجود دارد . آنالیز آب خام ورودی بعنوان اصلی ترین بخش اطلاعات مورد نیاز خواهد بود. همچنین ریکاوری سیستم و تعداد ممبرین ها در این محاسبات نقش  مهمی دارند.برای انتخاب محلول آنتی اسکالنت مناسب برای سیستم های اسمز معکوس باید به موارد زیر توجه کرد :

از متداول ترین روش ها برای انتخاب ماده آنتی اسکالنت مناسب برای سیستم مورد نظر ،استفاده از جداول و نرم افزار های موجود شرکت Avista است .با ارائه آنالیز آب ورودی به سیستم و ریکاوری موردنظر، نوع آنتی اسکالنت و مقدار مصرفی آن تعیین می شود .

از مهم ترین کاربرد های آنتی اسکالانتها ، استفاده از این مواد در سیستم های آب شیرین کن جهت جلوگیری از رسوب بر روی ممبران های RO است. در صنایعی از جمله صنایع غذایی ، صنعت داروسازی ، پتروشیمی ها و دیگر صنایع که از دستگاه آب شیرین کن استفاده می کنند استفاده از مواد آنتی اسکالنت رایج است .

زمانی که ممبرانهای سیستم اسمز معکوس دچار گرفتگی می شوند ، ابتدا باید نوع رسوب را شناسایی کرده و از تشکیل مجدد آن بر روی ممبران های  RO جلوگیری کرد. بمنظور تعیین میزان عملکرد آنتی اسکالانت بر روی رسوبات موجود در سطح ممبران و اطمینان از کارایی آنها یک سری آزمایشات انجام می شود.

ابتدا پارامترهایی از جمله pH، دانسیته و رنگ آن را اندازه گیری کرده و با دیتا شیت نمونه مورد نظر مطابقت می دهند. سپس اثر بخشی آن را می سنجند.

این مرحله شامل تست  آنتی اسکالنت مورد نظر درمقادیر مختلف جهت کنترل رسوبات است که اصطلاحا روش  تست رسوب (Precipitation Test ) نامیده می شود.

دوز تزریق انتی اسکالانت  در سیستم به عوامل زیر بستگی دارد :

با بررسی موارد فوق و استفاده از نرم افزارهای تخصصی مانند (Avista Advisor)  و … که توسط شرکت سازنده آنتی اسکالانت ارائه می شود میتوان میزان تزریق آنتی اسکالانت به سیستم را تعیین کرد.

 معمولا میزان انتی اسکالانت تزریقی به سیستم اسمز معکوس بین ۱ تا ۶ میلی گرم بر لیتر است .

با توجه به اینکه نمکهای موجود در آب ورودی تغلیظ شده و از مجرای دفع آب دور ریز به خارج از سیستم هدایت می شوند لذا معمولا تعیین نوع و میزان تزریق آنتی اسکالانتهای مورد نیاز بر مبنای کیفیت آب در نقطه خروج آب دور ریز تعیین می شود.

باید توجه داشت که استفاده کمتر از حد مورد نیاز آنتی اسکالنت باعث افزایش احتمال بروز پدیده Scaling روی ممبرین ها خواهد شد.

برای اطمینان از استفاده صحیح از انتی اسکالانت باید از اختلاط کامل و پیوسته آن در آب اطمینان داشت.

بمنظور اختلاط کامل آنتی اسکالنت بهتر است یک مجموعه استاتیک میکسر در سیستم نصب شود. همچنین نقطه تزریق آن را قبل از فیلتر کارتریج (فیلتر میکرونی) انتخاب می کنند. انتی اسکالانت تزریق شده در آب خام در هنگام عبور از هوزینگ فیلتر و پمپ فشار قوی به خوبی با آب مخلوط شود.

بمنظور جلوگیری از تشکیل رسوب و گرفتگی در ممبران های سیستم اسمز معکوس از پکیج تزریق ضد رسوب استفاده می شود.واحد تزریق آنتی اسکالنت معمولا بعد از فیلتر شنی و کربنی و قبل از کارتریج فیلتر نصب می شود .سیستم تزریق باید بطور پیوسته ضدرسوب آنتی اسکالانت مورد نظر را  با فشار مناسبی به سیستم تزریق کند که این فشار توسط دوزینگ پمپ یا مترینگ پمپ اعمال می شود . سیستم تزریق شامل دوزینگ پمپ ، میکسر و مخزن ذخیره  محلول آنتی اسکالنت است .دوزینگ پمپ یا مترینگ پمپ به پمپ هایی اطلاق می شود که مقدار مشخصی از یک سیال را در نقطه مشخص تزریق می کنند.

بیشتر بخوانید : دوزینگ پمپ ( Dosing Pump )

در سیستم های تصفیه آب معمولا  آنتی اسکالنت  را بعد از متا بی سولفیت سدیم به سیستم تزریق می کنند تا قبل از ورود آب به ممبران های سیستم RO ، کلر موجود در آن حذف شود .همانطور که قبلا نیز به آن اشاره شد مقدار دوز تزریق آنتی اسکالانت در تصفیه آب حدود ۱ تا ۶ میلی گرم بر لیتر ( ppm) است .مقدار آنتی اسکالنت مصرفی برای یک سیستم از رابطه زیر بدست می آید :

بعنوان یک مثال عملی اگر دوزینگ پمپی با این مشخصات داشته باشیم :

در فشار۲ بار ، دوزینگ پمپ میتواند حدود ۸ لیتر در ساعت  سیال تزریق کند و  حداکثر ظرفیت دوزینگ پمپ  ۱۹۲ لیتر در روز است ، بنابراین در صورتی که مقدار ۳ میلی گرم بر لیتر آنتی اسکالنت به سیستم اسمز معکوس  اضافه شود  و دبی آب خام ورودی به سیستم اسمز معکوس  ۱۰ متر مکعب در روز باشد ، لازمست ۳۰ گرم ماده آنتی اسکالنت به سیستم تزریق شود . پس زمانی که دوزینگ پمپ از ۵۰ درصد ظرفیت خود استفاده کند مقدار ۴ لیتر در ساعت ( معادل ۹۶ لیتر در روز=۲۴ *۴ ) ماده ضد رسوب باید به سیستم تزریق شود .

همچنین با توجه به ظرفیت پمپ تزریق (دوزینگ پمپ) و مخزن آنتی اسکالنت، میزان انحلال آنتی اسکالنت در آب باید به مقداری باشد که پمپ تزریق حداکثر هر ۵ ثانیه یک Strok داشته باشد.

آبهای طبیعی حاوی مواد معدنی از جمله کلسیم ، منیزیم ، سولفاتها و کربناتها است ، زمانی که این آب از روی ممبرانهای اسمز معکوس عبور می کنند منجر به تشکیل رسوب بر روی ممبرانها و کاهش عملکرد غشا در حذف مواد جامد محلول می شود.

بنابراین استفاده از مواد شیمیایی انتی اسکالانت بمنظور حذف رسوبات از روی سطح ممبران ضروری است .عدم استفاده از آنها منجر به ایجاد اختلال در عملکرد سیستم های اسمز معکوس می شود. از جمله مزایای مواد آنتی اسکالانت می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ممانعت از ایجاد گرفتگی و رسوب بر روی ممبرانهای RO
• افزایش طول عمر مفید ممبرانها
• کاهش هزینه های عملیاتی و نگهداری و تعمیرات  RO
• پایداری عملکرد سیستم اسمز معکوس
• کاهش میزان پساب تولیدی بعلت استفاده کم از آب در سیستم
• پایداری کیفیت آب تولیدی

روش استفاده از آنتی اسکالانت ro بسیار مهم است. اگر ازمحلول انتی اسکالانت به درستی استفاده نشود نه تنها منجر به رفع گرفتگی ممبران ها نمی شود بلکه منجر به بروز مشکلات جدی در سیستم اسمز معکوس می شود .پس روش استفاده صحیح از آنتی اسکالانت بسیار حائز اهمیت است .از معایب استفاده از آنتی اسکالانت نامرغوب میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

انتی اسکالنت FLOCON 260 ساخت شرکت BWA، آنتی اسکالنت VITEC 5300 ساخت کمپانی AVISTA، آنتی اسکالنت RPI3000a و RPI4000a ساخت شرکت ROPUR همچنین آنتی اسکالانت RO.100 قابل ارائه هستند.

انتی اسکالانت فلوکن ۲۶۰ یک ضدرسوب ساخته شده بر پایه پلی کربوکسیلیک اسید ها است. pH آنتی اسکالانت فلوکن ۲۶۰ کمتر از ۲ و به رنگ زرد می باشد. این محصول در بسته بندی های ۲۳ و ۲۳۰ کیلویی ارائه می شود. آنتی اسکالانت  Flocon 260 با تمامی ممبران ها سازگار بوده و بر روی رسوبات سیلیس نیز موثر است.

هم چنین خاصیت دیسپرسانت کنندگی بالایی نیز دارد .استفاده از ضدرسوب فلوکن ۲۶۰ در سیستمهای اسمز معکوس  نسبت به سایر محصولات رایج تر است .

انتی اسکالانت ویتک ۲۳۰۰ یک آنتی اسکالنت با pH بین ۴٫۵ و ۵٫۵ و به رنگ زرد کم رنگ است. سازگاری آنتی اسکالنت ویتک ۲۳۰۰ با پلی الکترولیت ها بیشتر از فلوکون ۲۶۰ می باشد. از پرفروش ترین محصولات آویستا می توان به آنتی اسکالانت آویستا مدل ۵۳۰۰( Vitec 5300 ) وVitec5000و ۵۱۰۰ اشاره کرد .

ضدرسوب روپور ۳۰۰۰a ترکیبی ار فسفونات ها و پلی اکریلات های آلی است . به رنگ زرد کم رنگ می باشد. آنتی اسکالنت روپور دارای pH بین ۴٫۸ تا ۵٫۳ است. آنتی اسکالنت ROPUR بازدارنده رسوب عالی برای رسوبات کلسیم کربنات و کلسیم سولفات به شمار می رود . هم چنین بعنوان یک عامل دیسپرسانت برای انواع رسوبات آلی و اکسید های فلزی مورد استفاده قرار می گیرد.

همچنین نوع و میزان بهینه تزریق آنتی اسکالانت با توجه به آنالیز آب خام دریافتی توسط این شرکت ارائه می شود.

عالی : ×× خوب :× توصیه نمی شود : —

هنگام استفاده از آنتی اسکالنت رعایت نکات زیر الزامی می باشد: 

در صورت بروز سردرد ، سر گیجه و حالت تهوع و هرگونه حالت های غیر طبیعی به سرعت محل را ترک کنید.

به دلیل اینکه ضد رسوب انتی اسکالانت دارای تنوع بالایی هستند و با توجه به پارامتر های مختلفی انتخاب می شوند به احتمال زیاد برای شما این سوال پیش می آید که کدام آنتی اسکالنت را باید برای سیستم اسمز معکوس انتخاب کرد؟

برای پاسخ به این سوال باید در خرید آنتی اسکالانت به این دو نکته توجه کرد:

۱) قبل ازخرید انتی اسکالانت باید رسوبات را آنالیز و شناسایی کرد .تعیین نوع رسوب تشکیل شده بر روی ممبران سیستم اسمز معکوس نقش مهمی در انتخاب صحیح آنتی اسکالنت دارد .زیرا آنتی اسکالنت ها عملکرد متفاوتی بر روی رسوبات مختلف دارند و ممکن است تنها برای یک رسوب خاص طراحی شده باشند.

۲) در خرید آنتی اسکالنت حتما از افراد متخصص در این زمینه مشاوره بگیرید زیرا استفاده از ماده آنتی اسکالنت نامرغوب منجر به آسیب به ممبران ها و هزینه های سنگین برای سیستم خواهد شد.

اثر آنتی اسکالنت روی گرفتگی بیولوژیک (Bio- fouling)

استفاده از آنتی اسکالنت با هدف کاهش تشکیل رسوب معدنی انجام می شود. تشکیل رسوبات معدنی روی سطح ممبرین و pressure vessel موجب تشکیل سطحی زبر ایجاد می شود که  محل مناسبی برای چسبیدن باکتری‌هاست.
با کاهش رسوب و وجود سطح صاف‌تر احتمال استقرار اولیه باکتری کمتر و در نتیجه خطر بیوفولینگ کاهش پیدا می کند. همچنین با بهبود جریان سیال و کاهش نقاط مرده نواحی کم‌جریان (محل رشد میکروبی) کمتری  تشکیل می‌شود.

باید توجه داشت که برخی آنتی‌اسکالنت‌ها مخصوصاً  انتی اسکالنت ها بر پایه فسفونات یا پلیمرهای آلی ممکن است به عنوان منبع غذایی ضعیف برای باکتری‌ها عمل کنند همچنین باعث تحریک رشد بیو فیلم شوند.

همچنین در اثر تجزیه انتی‌اسکالنت در موارد خاص امکان افزایش AOC (کربن آلی قابل جذب) و تقویت رشد میکروبی خواهد شد.

قیمت آنتی اسکالنت با توجه به برند و کیفیت آن تعیین می شود .

برای اطلاع از قیمت آنتی اسکالانت فلوکن ۲۶۰، روپور ، ویتک ۵۳۰۰ ،آنتی اسکالانت جنسیس ( Genesys  ) ودیگر برندهای انتی اسکالانت با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

آنتی اسکالنت های تولیدی این شرکت پس از انجام تست های آزمایشگاهی و اطمینان از صحت عملکرد به مشتریان عرضه می شوند.

همچنین آنتی اسکالنت های نسل جدید از جمله محصولات قابل عرضه این شرکت هستند.

مجموعه صنعت تاسیسات میلاش علاوه بر فروش آنتی اسکالانت ، سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب و فاضلاب را نیز عرضه مینماید.

بمنظورخرید انتی اسکالانت قلیایی و آنتی اسکالنت اسیدی مناسب  می توانید با کارشناسان شرکت صنعت تاسیسات میلاش تماس بگیرید.

محصولات مرتبط

STAM.IR	STAM.IR	STAM.IR
پلیمرها	پکیج تزریق	فسفونات ها