فرآیند نمک زدایی ، به ویژه از طریق سیستم های اسمز معکوس (RO) ، به یک سنگ بنای در پرداختن به مسئله کمبود آب جهانی تبدیل شده است. به عنوان یک تأمین کننده پیشرو درسیستم آب شیرین کن، ما پیچیدگی ها و چالش های مرتبط با این سیستم ها را درک می کنیم. یکی از جنبه های کلیدی که به طور قابل توجهی بر عملکرد و ماندگاری یک سیستم RO نمک زدایی تأثیر می گذارد ، افزودن عوامل ضد مقیاس است.
درک اصول اولیه سیستم های نمک زدایی
قبل از بررسی اثرات عوامل ضد مقیاس ، درک روشنی از نحوه عملکرد سیستم های RO نمک زدایی ضروری است. RO یک فناوری تصفیه آب است که از یک غشای نیمه نفوذ پذیر برای از بین بردن یون ها ، مولکول ها و ذرات بزرگتر از آب استفاده می کند. در الفسیستم آب شیرین کن اسمز معکوس آب دریا، پمپ های فشار بالا آب دریا را از طریق غشای مجبور می کنند. این غشای اجازه می دهد تا مولکول های آب در حالی که مسدود کردن نمک ، مواد معدنی و سایر آلاینده ها از آن عبور می کنند ، عبور کنند.
با این حال ، آب دریا حاوی نمک ها و مواد معدنی مختلف حل شده مانند کربنات کلسیم ، سولفات کلسیم و سیلیس است. با گذشت زمان ، این مواد می توانند در سطح غشای RO رسوب و مقیاس ایجاد کنند. تشکیل مقیاس یک مشکل اساسی در سیستم های RO است زیرا باعث کاهش نفوذپذیری غشای آن می شود ، فشار عملیاتی مورد نیاز برای حفظ جریان آب مورد نظر را افزایش می دهد و در نهایت طول عمر غشای را کوتاه می کند.
نقش عوامل ضد مقیاس
عوامل ضد مقیاس ، که به عنوان مهار کننده های مقیاس نیز شناخته می شوند ، مواد شیمیایی هستند که به طور خاص برای جلوگیری یا کاهش شکل گیری مقیاس در سیستم های RO طراحی شده اند. این عوامل از طریق چندین مکانیسم کار می کنند:
مهار آستانه
مهار کننده های آستانه در غلظت های بسیار کم موثر هستند. آنها با فرآیند تبلور طبیعی مقیاس - تشکیل نمک تداخل می کنند. به عنوان مثال ، آنها می توانند بر روی سطح میکرو کریستال ها جاذب شوند و از رشد آنها در رسوبات بزرگتر و مشکل ساز جلوگیری می کنند. این اجازه می دهد تا نمک ها در غلظت هایی که در غیر این صورت منجر به بارش می شوند ، در محلول باقی بمانند.
پراکندگی
برخی از عوامل ضد مقیاس به عنوان پراکندگی عمل می کنند. آنها مقیاس را حفظ می کنند - ذرات را در حالت تعلیق تشکیل می دهند و از جمع شدن آنها و چسبیدن به سطح غشای جلوگیری می کنند. با نگه داشتن ذرات پراکنده ، عوامل احتمال تشکیل مقیاس را کاهش می دهند و همچنین از بین بردن ذرات سست در طی فرآیند تمیز کردن سیستم آسانتر می شوند.
اصلاح کریستال
عوامل ضد مقیاس می توانند ساختار کریستالی مقیاس - تشکیل نمک را تغییر دهند. به جای تشکیل رسوبات مقیاس سخت و جمع و جور ، نمک ها کریستال های نرم تر و راحت تر تشکیل می دهند. این امر باعث می شود عملکرد غشای با روشهای تمیز کردن کمتر و کمتر تهاجمی حفظ شود.
اثرات مثبت عوامل ضد مقیاس بر سیستم های RO نمک زدایی
عملکرد غشای بهبود یافته
بارزترین مزیت استفاده از عوامل ضد مقیاس ، بهبود عملکرد غشای است. با جلوگیری از تشکیل مقیاس ، نفوذپذیری غشای در سطح بالاتری حفظ می شود. این بدان معنی است که سیستم می تواند آب بیشتری با همان میزان ورودی انرژی تولید کند. به عنوان مثال ، در یک سیستم RO چاه با دوز مناسب ضد مقیاس ، میزان تولید آب می تواند تا 20 ٪ بیشتر در مقایسه با سیستم بدون داروهای ضد مقیاس باشد.
کاهش مصرف انرژی
با افزایش مقیاس بر روی غشای ، سیستم برای حفظ جریان آب مورد نظر باید فشار عملیاتی را افزایش دهد. این منجر به مصرف انرژی بالاتر می شود. داروهای ضد مقیاس به تمیز نگه داشتن غشای و کاهش افت فشار در غشاء کمک می کنند. در نتیجه ، انرژی مورد نیاز برای کار با سیستم RO به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. در بعضی موارد ، با استفاده از عوامل ضد مقیاس ، می توان پس انداز انرژی تا 15 ٪ را بدست آورد.
طول عمر غشای طولانی
شکل گیری مقیاس می تواند باعث آسیب غیر قابل برگشت به غشای RO شود. رسوبات مقیاس سخت می توانند سطح غشای را خراشیده و از بین ببرند و منجر به نشت و کاهش نرخ رد شود. با جلوگیری از تشکیل مقیاس ، عوامل ضد مقیاس غشای را از آسیب جسمی و تخریب شیمیایی محافظت می کنند. این طول عمر غشای را افزایش می دهد و باعث کاهش فرکانس تعویض غشای و صرفه جویی در هزینه های جایگزینی می شود. یک غشای محافظت شده چاه می تواند تا 3 - 5 سال بیشتر از یک غشای در یک سیستم بدون عوامل ضد مقیاس باشد.
هزینه های نگهداری پایین
سیستم های بدون داروهای ضد مقیاس برای از بین بردن سپرده های مقیاس نیاز به تمیز کردن مکرر و فشرده تر دارند. روش های تمیز کردن می تواند زمان باشد - مصرف و گران ، زیرا آنها اغلب شامل استفاده از مواد شیمیایی قوی و تجهیزات تخصصی هستند. با استفاده از عوامل ضد مقیاس ، نیاز به تمیز کردن مکرر کاهش می یابد. این نه تنها در تمیز کردن مواد شیمیایی و هزینه های نیروی کار صرفه جویی می کند بلکه باعث کاهش خرابی سیستم RO می شود و از تأمین آب مداوم و قابل اطمینان تر اطمینان می دهد.
ملاحظات هنگام استفاده از عوامل ضد مقیاس
در حالی که عوامل ضد مقیاس مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند ، چندین ملاحظات وجود دارد که هنگام استفاده از آنها در سیستم های آب شیرین کن باید مورد توجه قرار گیرد:
سازگاری با غشای
همه عوامل ضد مقیاس با انواع غشاهای RO سازگار نیستند. برخی از مواد شیمیایی ممکن است با مواد غشایی واکنش نشان دهند و باعث آسیب یا کاهش عملکرد آن شوند. انتخاب یک عامل ضد مقیاس که به طور خاص برای نوع غشای مورد استفاده در سیستم RO تهیه شده است ، بسیار مهم است. بیشتر تولید کنندگان غشای دستورالعمل هایی را در مورد مواد ضد مقیاس توصیه شده برای محصولات خود ارائه می دهند.
میزان دوز
میزان دوز صحیح ماده ضد مقیاس برای اثربخشی آن ضروری است. اگر میزان دوز خیلی پایین باشد ، عامل ممکن است نتواند از تشکیل مقیاس به اندازه کافی جلوگیری کند. از طرف دیگر ، اگر میزان دوز بیش از حد زیاد باشد ، می تواند منجر به مشکلات دیگری مانند کف سازی ، افزایش هزینه های شیمیایی و رسوب احتمالی غشاء به دلیل مواد شیمیایی اضافی شود. میزان دوز باید بر اساس کیفیت آب خوراک ، شرایط عملکرد سیستم RO و توصیه های سازنده تعیین شود.
تأثیرات زیست محیطی
برخی از عوامل ضد مقیاس ممکن است تأثیر محیطی داشته باشند ، به خصوص اگر قابل تجزیه قابل تجزیه نباشند یا حاوی مواد سمی باشند. هنگام انتخاب یک عامل ضد مقیاس ، مهم است که خصوصیات محیطی آن را در نظر بگیرید. در حال حاضر بسیاری از عوامل ضد مقیاس سازگار با محیط زیست در بازار موجود هستند که تخریب پذیر هستند و تأثیر کمی بر محیط زیست دارند.
مطالعات موردی
برای نشان دادن اثربخشی عوامل ضد مقیاس در سیستم های آب شیرین کن ، بیایید به چند مطالعه موردی نگاه کنیم:
مطالعه موردی 1: گیاه آب شیرین کن آب دریا
یک کارخانه آب شیرین کن آب دریا در حال شکل گیری مقیاس قابل توجهی در غشاهای RO آن بود که منجر به کاهش تولید آب و افزایش مصرف انرژی شد. این گیاه پس از اجرای یک عامل ضد مقیاس جدید ، پیشرفت چشمگیری در عملکرد آن مشاهده کرد. میزان تولید آب 15 ٪ افزایش یافته و مصرف انرژی 12 ٪ کاهش یافته است. فرکانس تمیز کردن غشای نیز به نصف کاهش یافته و منجر به صرفه جویی در هزینه قابل توجهی می شود.
مطالعه موردی 2: یک سیستم RO در مقیاس کوچک برای تصفیه آب مین
یک مقیاس کوچکآب معدن اسمز معکوسسیستم درمانی به دلیل غلظت بالای مواد معدنی موجود در آب مین با مشکلات تشکیل مقیاس روبرو بود. با استفاده از یک عامل ضد مقیاس مناسب ، سیستم قادر به کارآمدتر بود. طول عمر این غشای دو سال تمدید شد و کل هزینه های عملیاتی 20 ٪ کاهش یافت.
پایان
علاوه بر این از عوامل ضد مقیاس تأثیر عمیقی بر عملکرد ، کارآیی و ماندگاری سیستم های RO آب شیرین کن دارد. این عوامل با جلوگیری از تشکیل مقیاس ، عملکرد غشای را بهبود می بخشند ، مصرف انرژی را کاهش می دهند ، طول عمر غشای را افزایش می دهند و هزینه های نگهداری را کاهش می دهند. با این حال ، انتخاب عامل ضد مقیاس مناسب ، تعیین میزان دوز صحیح و در نظر گرفتن تأثیرات محیطی مهم است.
به عنوان تأمین کنندهسیستم آب شیرین کن، ما متعهد هستیم سیستم های RO با کیفیت بالا و بهترین راه حل های ضد مقیاس را به مشتریان خود ارائه دهیم. اگر علاقه مند به بهبود عملکرد سیستم RO خود هستید یا در نظر دارید سیستم جدید آب شیرین کن را نصب کنید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای مشاوره دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما می توانند به شما در انتخاب مناسب ترین عامل ضد مقیاس برای برنامه خاص خود کمک کنند و تمام پشتیبانی مورد نیاز خود را برای اطمینان از عملکرد بهینه سیستم RO خود در اختیار شما قرار می دهند.
منابع
- Crittenden ، JC ، Trussell ، RR ، Hand ، DW ، Howe ، KJ ، & Tchobanoglous ، G. (2012). تصفیه آب MWH: اصول و طراحی. جان ویلی و پسران.
- گرینلی ، LF ، لولر ، DF ، فریمن ، BD ، Marrot ، B. ، و Moulin ، P. (2009). نمک زدایی اسمز معکوس: منابع آب ، فناوری و چالش های امروز. تحقیقات آب ، 43 (9) ، 2317 - 2348.
- شوک ، آقای (1980). مقیاس بندی و بارش در سیستم های اسمز معکوس. نمک زدایی ، 32 (1 - 3) ، 215 - 234.