آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت یک ماده شیمیایی مورد استفاده در پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی است. که باعث می شود تا ممبران های آب شیرین کن دچار گرفتگی نشوند. این مواد نقش کلیدی در نگهداری و افزایش طول عمر ممبران اسمز معکوس دارند. آنتی اسکالانت یا همان ضد رسوب به منظور کاهش گرفتگی سطح غشا ها مورد استفاده قرار می گیرد. با تزریق آنتی اسکالانت به آب ورودی می توان از شکیل رسوب بر روی غشا جلوگیری کرد. این مواد به طور گسترده ای برای جلو گیری از رسوب گذاری آهک، آهن، باریم، سولفات، کلسیم، کربنات و غیره به کار می روند.

آنتی اسکالانت چیست؟

متداول ترین روش مقابله با گرفتگی ممبران آب شیرین کن استفاده از آنتی اسکالانت است. آنتی اسکالانت به آب ورودی پیش از ورود به ممبران اضافه می شود. به طور کلی دو نوع آنتی اسکالانت وجود دارد:

• آنتی اسکالانت جامد (توپی)

از این نوع آنتی اسکالانت در آب شیرین کن خانگی استفاده می شود. این مواد در مخزن ته نشینی اولیه در آب شیرین کن قرار می گیرد.

• آنتی اسکالانت مایع (شیمیایی)

این آنتی اسکالانت در دستگاه تصفیه آب صنعتی به کار می رود. دستگاه آب شیرین کن صنعتی قادر است تا هزاران لیتر آب را در روز تصفیه کند. بنابراین لازم است که آنتی اسکالانت با دوز معین از طریق دوزینگ پمپ به آب ورودی وارد شود. استفاده از آنتی اسکالانت توپی در تصفیه آب صنعتی توجیه ندارد چرا که لازم است در روز بین 20 تا 30 بار تعویض شود که غیر عقلانی است.

بیشتر بخوانید: پکیج تزریق آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت چگونه عمل می کند؟

آنتی اسکالانت به سه طریق از رسوب مواد معدنی و نمک ها بر روی غشای دستگاه تصفیه آب صنعتی جلو گیری می کند.

مهار آستانه ای: در این طریق آنتی اسکالانت غلظت نمک را در حالت فوق اشباع نگه می دارد.

اصلاح شکل کریستال نمک: در این طریق شکل کریستال های نمک تغییر می یابد که نتیجه آن نرم شدن و غیر چسبنده شدن نمک ها است.

پراکندگی: آنتی اسکالانت نمک ها را از هم دور نگه می دارد تا تشکیل جامدات ندهند و بر روی سطح غشا رسوب نکنند.

مکانیسم بازدارندگی آنتی اسکالانت

چندین مرحله باید طی شود تا تبلور رسوب ها انجام شود. آنتی اسکالانت با دخالت در مراحل مختلف تبلور مانع از تشکیل رسوبات جامد بر روی غشای دستگاه تصفیه آب صنعتی می شود. در صورت تشکیل رسوب از افزایش حجم آن به دو طریق جلوگیری می کند.

• پوشش سطح در حال رشد جامدات
• تغییر شکل جامدات

انواع مکانیسم بازدارندگی

کیلیتینگ Chelation: در این مکانیسم، آنتی اسکالانت ها از طریق واکنش استوکیومتری، کمپلکسی را با کاتیون های تشکیل دهنده رسوب تشکیل می دهند. که باعث افزایش حلالیت نمک های محلول در آب می شود.

پراکندگی: در این مکانیسم، انتی اسکالانت ها بر روی مواد جامد جذب می شوند. بنابراین کریستال های معدنی تشکیل می شوند تا یکدیگر را دفع کنند. این مورد باعث می شود تا نمک ها در آب پراکنده شوند.

تغییر شبکه کریستالی: در این مکانیسم، آنتی اسکالانت با هسته مواد معدنی واکنش می دهد. و با مهار تشکیل جامدات، فرآیند تبلور را مختل می کند.

اثر آستانه ای: آنتی اسکالانت انحلال نمک را افزایش می دهد و از رسوب نمک های نا محلول جلوگیری می کند.

آنتی اسکالانت شامل چه ترکیباتی است؟

آنتی اسکالانت شامل گروه های عاملی مختلفی از جمله فسفنات، کربوکسیلیک، و سولفونیک است. این گروه ها میل ترکیبی بالایی با رسوبات دارند بنابراین می توانند: با مواد تشکیل دهنده رسوب واکنش دهند، از تشکیل رسوب برو روی غشا دستگاه تصفیه آب صنعتی جلو گیری کنند و  وضعیت فوق اشباع را تثبیت کنند. بنابراین به هیچ وجه مضر نیستند.

دسته بندی آنتی اسکالانت ها

آنتی اسکالانت پایه فسفر

• فسفات ها: فسفات ها ترکیباتی هستند که که در ترکیب خود یک پیوند P-O به همراه یون اورتوفسفات دارند. مانند SHMP
• فسفنات: فسفنات ها ترکیباتی هستند که شامل یک یا چندین گروه C-PO(OH)2 می شوند. این ترکیبات پایداری بیشتری نسبت به فسفات ها دارند. چرا که دارای پیوند C-P در ترکیب خود هستند.

آنتی اسکالانت بر پایه فسفر سهم زیادی در بازار را برای استفاده در دستگاه تصفیه آب صنعتی به خود اختصاص داده اند. این به دلیل عملکرد خوب و مقرون به صرفه بودن آن است.

آنتی اسکالانت پلیمر مصنوعی

این آنتی اسکالانت ها تقریبا جایگزین آنتی اسکالانت فسفری شده اند. این پلیمر ها شامل گروه های عاملی مختلف در زنجیره های پلیمری می شوند. و معمولا این آنتی اسکالانت خاصیت یونی دارد. گروه عاملی کربوکسیلیک در آنتی اسکالانت پلیمری در توقف رسوب گذاری بسیار بسیار موثر است.

آنتی اسکالانت پلیمری که در آن چندین گروه عاملی وجود دارد بسیار موثر تر از آنتی اسکالانت با یک گروه عاملی است.

آنتی اسکالانت های سبز ( دوستدار محیط زیست)

به دلیل مشکلات محیط زیستی این نوع آنتی اسکالانت ها بسیار محبوب هستند چرا که فسفر ندارند، تجزیه پذیرند و مقرون به صرفه می باشند.

رسوب گذاری و رسوب چیست؟

رسوب به مواد معدنی و نمک هایی اطلاق می شود که بر روی غشای دستگاه تصفیه آب صنعتی جمع می شوند. و باعث کاهش دبی آب درون غشا می شوند. اهمیت ممبران در آب شیرین کن بر هیچ کس پوشیده نیست. غشا نقش اصلی در کاهش TDS آب را دارد. غلظت مواد معدنی در آب بستگی به منبع آب تامین شده دارد.

لیست مواد معدنی از نظر ظرفیت رسوب گذاری

در لیست پایین مواد معدنی بر اساس قدرت رسوب گذاری به ترتیب از بیشترین ظرفیت تا کم ترین لیست شده اند.

روش های دیگر کنترل رسوب گذاری

برای کنترل رسوب گذاری مواد معدنی بر روی سطح ممبران آب شیرین کن صنعتی وجود دارد.

افزودن اسید

یکی از قدیمی ترین و ساده ترین روش های جلو گیری از رسوب افزودن اسید است. در این روش مقدار معینی از اسید به آب ورودی تزریق می شود. اسید باعث کاهش pH آب و تشکیل رسوب بر روی غشای دستگاه تصفیه آب صنعتی شده و همچنین باعث انحلال نمک ها در آب می شود. بنابر این، این مواد قدرت رسوب گذاری خود بر روی ممبران را از دست می دهند و ممبران در مقابل گرفتگی در ایمنی کامل است.

نصب سختی گیر

سختی گیر آب برای تبدیل آب سخت به آب نرم استفاده می شود. مواد سخت مانند کلسیم، منیزیم و سایر نمک های رسوب زا با استفاده از سختی گیر حذف می شوند. و به این ترتیب گرفتگی در غشای ممبران دستگاه تصفیه آب رخ نمی دهد. برای کاهش سختی در سختی گیر از دانه های رزینی استفاده می شود.