آنتی اسکالانت در واقع ضد رسوبی با ترکیبات موثری است، که از تشکیل رسوب نمک های معدنی در آب ممانعت می کند. این ضد رسوب ممبران دارای کاربرد وسیعی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب است، اما بیشترین کاربرد آن در تصفیه آب صنعتی و به منظور جلوگیری از رسوب گذاری بر فیلتر ممبران می باشد. اگرچه آنتی اسکالانت ها از نظر نوع مواد سازنده خود انواع مختلفی دارند، اما همه آنها با قدرت بالایی از تشکیل رسوب کلسیم کربنات بر سطح غشا جلوگیری می کنند.
اهمیت استفاده از آنتی اسکالانت در سیستم اسمز معکوس بسیار زیاد است و در غیر این صورت فیلتر ممبران در مدت کوتاهی دچار رسوب گرفتگی و فولینگ شده و کارایی خود در تصفیه آب را از دست می دهد.
این ماده ضد رسوب ممبران با بازده بالایی از تشکیل رسوب بر غشای ممبران در تمام دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس با آب های خوراک مختلف (نظیر آب لب شور یا چاه، آب دریا، آب حاوی سیلیکا یا سولفات بالا) ممانعت می کند. بنابر این استفاده از آنتی اسکالانت در سیستم تصفیه آب اسمز معکوس امری بسیار ضروری است.
آب های طبیعی معمولاً حاوی غلظت های بالایی از یون های کلسیم، بی کربنات و سولفات هستند که در فرایند تصفیه آب به آسانی می توانند تشکیل رسوب دهند. نمک های معدنی متداولی که معمولاً در رسوب گذاری بر سطح غشای ممبران نقش دارند، شامل کلسیم کربنات (CaCo3)، کلسیم سولفات (CaSo4)، باریم سولفات (BaSo4) و استرانیوم سولفات (SrSo4) می باشند. مواد رسوب زدای غیرمتداول دیگری که می توانند موجب فولینگ یا گرفتگی غشای فیلترها شوند، ترکیبابی نظیر کلسیم فسفات (CaPo4) و کلسیم فلوراید (CaF2) هستند. این ترکیبات هنگامی که در آب به میزان اشباع خود برسند، باعث ایجاد ذرات متبلور و کریستال هایی بر سطح غشای فیلتر ممبران صنعتی می شوند. اگر این معضل در مراحل ابتدایی برطرف نشود، پس از گذشت زمانی کوتاه، موجب کاهش شار و دبی عبوری، کاهش بازده و افزایش هزینه های عملیاتی سیستم می شود. این زمان بسته به نوع ترکیبات رسوبی و میزان اشباع آنها می تواند متفاوت باشد. برای مثال در سیستم تصفیه آبی که دارای آب خوراکی با مقادیر بالایی از سولفات کلسیم باشد، پس از 8 روز و در سیستم تصفیه آب دیگری که دارای مقادیر قابل توجهی کربنات کلسیم است پس از 2 روز، دبی تولیدی با افت شدیدی مواجه خواهد شد. بنابراین کربنات کلسیم می تواند مشکلات جدی تری را برای سیستم تصفیه آب ایجاد کند. راه حل پیشگیرانه ای که معمولاً برای این معضل ارائه می شود، استفاده پیوسته از آنتی اسکالانت است. به جرات می توان آنتی اسکالانت را ضروری ترین ماده شیمیایی دانست، که در فرایند تصفیه آب صنعتی به کار می رود. بدیهی است که جلوگیری از تشکیل رسوب به این روش موجب طول عمر بیشتر دستگاه و کاهش هزینه های نگهداری از آن خواهد شد.
آنتی اسکالانت ماده ای شیمیایی است، که در دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس (RO) به عنوان یک ضرورت و جزء جدایی ناپذیر در نگهداری و افزایش طول عمر فیلتر ممبران تصفیه آب صنعتی شناخته می شود. اکثر آب های طبیعی دارای غلظت های بالایی از یون های کلسیم، بی کربنات و سولفات می باشند. در سیستم های تصفیه آب غشایی نظیر RO که درصد ریکاوری یا بازیافت بالایی دارند، اگر حلالیت این ترکیبات در آب از مقدار اشباع فراتر رود، به شکل متبلور شده و کریستالی بر سطح غشا ظاهر می شوند. این پدیده را اصطلاحاً فولینگ یا گرفتگی فیلتر ممبران می گویند. در فرایند تصفیه آب توجه به این پدیده از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا اگر این مشکل در مراحل اولیه برطرف نشود، پس از گذشت زمانی کوتاه، ظرفیت تولیدی سیستم با افت شدیدی مواجه خواهد شد. راه حل اساسی جلوگیری از گرفتگی فیلترهای ممبران استفاده از آنتی اسکالانت با دوز مشخص در زمان راه اندازی سیستم می باشد.
راه حلی که به منظور رفع معضل گرفتگی ممبران ارائه شده است، استفاده از ماده ضد رسوب به آنتی اسکالانت در سیستم است. آنتی اسکالانت را اصطلاحاً ضد رسوب ممبران می گویند، زیرا به طور گسترده ای برای جلوگیری از گرفتگی روزنه های فیلتر ممبران به تصفیه آب صنعتی تزریق می شود. استفاده از این مواد ضدرسوب نیازمند توجه ویژه ای است، زیرا چنانچه به مقدار بیشتر از حد مجاز به سیستم تزریق شود، نه تنها در رفع گرفتگی های ممبران موثر نخواهد بود، بلکه موجب مشکلات بیشتری در سیستم تصفیه آب صنعتی خواهند شد.
در استفاده از آنتی اسکالانت باید مراقب کیفیت و مرغوبیت محصول باشیم؛ از جمله برندهای معروف آنتی اسکالانت می توان به آنتی اسکالانت فلوکن 260 ، آنتی اسکالانت آویستا ، آنتی اسکالانت جنسیس ، و آنتی اسکالانت اشاره کرد.
فیلتر ممبران در روش اسمز معکوس بر اساس اختلاف فشار و اختلاف غلظت کار می کند. فشار لازم در این روش توسط پمپ دستگاه تامین می شود، که برای عبور بهتر محلول ها و مولکول ها از فیلتر لازم است. به این ترتیب آب خالص از لایه های فیلتر ممبران عبور کرده و آلاینده هایی جدا شده وارد مجرای فاضلاب می گردد. در واقع فیلتر ممبران دارای دو مجرا است، که یکی برای عبور آب و دیگری جهت هدایت ناخالصی ها به سمت فاضلاب می باشد.
فیلتر ممبران با لایه های غشایی به دقت 0.0001 میکرون (یک ده هزارم میکرون) که حتی با چشم نیز دیده نمی شود، قابلیت حذف 98 درصد از املاح موجود در آب را دارد. باید دقت داشت که اگرچه این روش تصفیه آب قادر است، آلاینده های آب را تا میزان 99% درصد از بین ببرد، اما چنانچه ناخالصی ها دارای ابعاد کوچک تری نسبت به حفره های ممبران باشند، از غشای فیلتر عبور خواهند کرد. برای مثال برخی ویروس ها که ابعاد نانومتری دارند و برخی آلاینده های شیمیایی با حجم مولکولی بسیار پایین، از لایه های فیلتر ممبران عبور می کنند. بنابر این در دستگاه تصفیه آب علاوه بر فیلتر ممبران 5 تا 7 فیلتر دیگر وجود دارد که هر کدام وظایف خاص خود را به عهده دارند. برای نمونه ویروس های نانومتری را می توان توسط فیلتر فرابنفش به آسانی نابود کرد و ذرات ریز آلاینده های شیمیایی نیز از طریق فیلترهای کربنی قابل حذف می باشد.
فیلتر ممبران اسمز معکوس قادر به حذف محدوده وسیعی از آلاینده های آب می باشد، از جمله این آلاینده ها می توان به موارد زیر اشاره کرده
• حذف مواد معدنی و فلزات محلول
• حذف یون های منفرد محلول و عوامل ایجاد سختی
• حذف انواع میکروارگانیسم ها تا میزان 90%
• حذف مواد قندی، پروتئین ها و انواع نمک ها
مهم ترین دلایل فولینگ و گرفتگی ممبران تصفیه آب صنعتی را می توان عدم طراحی مناسب و استفاده از سیستم پیش تصفیه متناسب با آب خوراک دستگاه عنوان نمود، زیرا اگر فرایند پیش تصفیه RO به خوبی انجام شود، بی تردید آب ورودی به واحد RO میزان املاح بسیار پایین تری خواهد داشت. به طور کلی دلایل مهم رسوب گذاری شیمیایی (Scalling) بر سطح فیلتر ممبران را می توان به چهار دسته کلی طبقه بندی کرد:
• افزایش غلظت املاح معدنی در آب ورودی به سیستم RO
• افزایش میزان PH آب
• تشکیل رسوب و افزایش سطح رسوب گذاری
• افزایش دمای آب
به طور کلی سه روش مهم به منظور کنترل رسوبات بر سطح غشای ممبران وجود دارد که به شرح زیر هستند:
• اسیدی شدن: افزودن اسید به آب تغذیه ورودی به ممبران تصفیه آب صنعتی سبب حذف یون های کربنات شده و یکی از واسطه های فعال مورد نیاز برای تشکیل رسوب کلسیم کربنات را از بین می برد. این روش در پیشگیری از رسوب کلسیم کربنات بسیار کارآمد است، اما نسبت به رسوبات دیگر تاثیر مناسبی ندارد. به علاوه تزریق اسید می تواند باعث خوردگی تانک و تجهیزات صنعتی در سیستم شده و مهم تر از همه PH آب خروجی از دستگاه تصفیه را کاهش دهد.
• تزریق آنتی اسکالانت: آنتی اسکالانت ها مواد فعال سطحی هستند، که توانایی بالایی در نگهداری محلول فوق اشباع در برابر نمک های محلول در آب دارند.
• نرم کردن آب از طریق فرایند تبادل یونی: در این روش از رزین های تبادل یونی برای جایگزین نمودن یون های منیزیم و کلسیم آب با یون سدیم موجود در بستر رزین استفاده می شود، درنتیجه آب ورودی به دستگاه تصفیه آب صنعتی نرم می شود. پس از آن فیلتر ممبران با محلولی نمکی شستشو و احیا می شود. این روش نیاز مداوم به تزریق اسید و آنتی اسکالانت را کاهش می دهد، اما هزینه آن به مراتب بالاتر است. با وجود اینکه سیستم های رزینی از کارایی بالایی برخوردار هستند، اما استفاده از آن در سیستم حاوی آب خوراک با TDS بالا یا غلظت یون سدیم بالاتر از حد مجاز دارای محدودیت می باشد.
ماده بازدارنده رسوب یا آنتی اسکالانت با خواص ویژه خود از تشکیل اکثر رسوبات معدنی جلوگیری نموده و سرعت ته نشینی این مواد در سیستم را کاهش می دهد. این ماده بازدارنده رسوب در سطح غشای ممبران جذب شده و از رشد بیشتر کریستال های نمک و رسیدن به غلظت مورد نیاز برای رسوب گذاری جلوگیری می کند. اغلب آنتی اسکالانت ها دارای ویژگی معلق سازی یا دیسپرسانتی بوده و توسط احاطه نمودن ذرات معلق نمک، ذرات آهن و مواد آلی موجب دفع این مواد توسط آنیون های محلول می شوند. به این ترتیب از تجمع ذراتی که تمایل بالاتری به رسوب گذاری دارند، ممانعت می کند. آنتی اسکالانت ها براساس سه مکانیزم زیر از رسوب گذاری بر سطح ممبران های تصفیه آب صنعتی جلوگیری می کنند:
• افزایش آستانه بازدارندگی: آنتی اسکالانت ها برای پیشگیری از رسوب نمک های فوق اشباع قدرت بالایی دارند.
• تغییرات در ساختار رسوبات: ضد رسوب ممبران با دگرگونی در ساختار بلوری رسوبات، آنها را به رسوباتی نرم و غیر چسبنده تبدیل می کند. آنتی اسکالانت هایی که بار سطحی منفی دارند، قادرند یون های مثبت بلوری را جذب کرده و مانع تشکیل رسوب در سطح غشای ممبران شوند.
• ویژگی پخش کنندگی یا دیسپرسانتی: اکثر آنتی اسکالانت ها دارای ساختار آنیونی هستند و توسط القای بار منفی به ذرات رسوب، موجب معلق سازی آنها و ممانعت از تشکیل توده ذرات می شوند.
به طور کلی سه روش مهم به منظور کنترل رسوبات بر سطح غشای ممبران وجود دارد که به شرح زیر هستند:
• اسیدی شدن: افزودن اسید به آب تغذیه ورودی به ممبران تصفیه آب صنعتی سبب حذف یون های کربنات شده و یکی از واسطه های فعال مورد نیاز برای تشکیل رسوب کلسیم کربنات را از بین می برد. این روش در پیشگیری از رسوب کلسیم کربنات بسیار کارآمد است، اما نسبت به رسوبات دیگر تاثیر مناسبی ندارد. به علاوه تزریق اسید می تواند باعث خوردگی تانک و تجهیزات صنعتی در سیستم شده و مهم تر از همه PH آب خروجی از دستگاه تصفیه را کاهش دهد.
• تزریق آنتی اسکالانت: آنتی اسکالانت ها مواد فعال سطحی هستند، که توانایی بالایی در نگهداری محلول فوق اشباع در برابر نمک های محلول در آب دارند.
• نرم کردن آب از طریق فرایند تبادل یونی: در این روش از رزین های تبادل یونی برای جایگزین نمودن یون های منیزیم و کلسیم آب با یون سدیم موجود در بستر رزین استفاده می شود، درنتیجه آب ورودی به دستگاه تصفیه آب صنعتی نرم می شود. پس از آن فیلتر ممبران با محلولی نمکی شستشو و احیا می شود. این روش نیاز مداوم به تزریق اسید و آنتی اسکالانت را کاهش می دهد، اما هزینه آن به مراتب بالاتر است. با وجود اینکه سیستم های رزینی از کارایی بالایی برخوردار هستند، اما استفاده از آن در سیستم حاوی آب خوراک با TDS بالا یا غلظت یون سدیم بالاتر از حد مجاز دارای محدودیت می باشد.
ماده بازدارنده رسوب یا آنتی اسکالانت با خواص ویژه خود از تشکیل اکثر رسوبات معدنی جلوگیری نموده و سرعت ته نشینی این مواد در سیستم را کاهش می دهد. این ماده بازدارنده رسوب در سطح غشای ممبران جذب شده و از رشد بیشتر کریستال های نمک و رسیدن به غلظت مورد نیاز برای رسوب گذاری جلوگیری می کند. اغلب آنتی اسکالانت ها دارای ویژگی معلق سازی یا دیسپرسانتی بوده و توسط احاطه نمودن ذرات معلق نمک، ذرات آهن و مواد آلی موجب دفع این مواد توسط آنیون های محلول می شوند. به این ترتیب از تجمع ذراتی که تمایل بالاتری به رسوب گذاری دارند، ممانعت می کند. آنتی اسکالانت ها براساس سه مکانیزم زیر از رسوب گذاری بر سطح ممبران های تصفیه آب صنعتی جلوگیری می کنند:
• افزایش آستانه بازدارندگی: آنتی اسکالانت ها برای پیشگیری از رسوب نمک های فوق اشباع قدرت بالایی دارند.
• تغییرات در ساختار رسوبات: ضد رسوب ممبران با دگرگونی در ساختار بلوری رسوبات، آنها را به رسوباتی نرم و غیر چسبنده تبدیل می کند. آنتی اسکالانت هایی که بار سطحی منفی دارند، قادرند یون های مثبت بلوری را جذب کرده و مانع تشکیل رسوب در سطح غشای ممبران شوند.
• ویژگی پخش کنندگی یا دیسپرسانتی: اکثر آنتی اسکالانت ها دارای ساختار آنیونی هستند و توسط القای بار منفی به ذرات رسوب، موجب معلق سازی آنها و ممانعت از تشکیل توده ذرات می شوند.
آنتی اسکالانت ها کاربرد وسیعی در صنعت تصفیه فاضلاب و آب دارند و اگر این ضد رسوب متناسب با واحد تصفیه آب صنعتی مورد نظر انتخاب شود، موجب رفع فولینگ فیلترهای ممبران و بهبود عملکرد دستگاه می گردد. از جمله کاربردهای آنتی اسکالانت می توان به موارد زیر اشاره نمود:
مزیت های مهمی که ضد رسوب های ممبران دارند، شامل موارد زیر می باشد:
آنتی اسکالانت ها علاوه بر نوع اسیدی و قلیایی، براساس مواد تشکیل دهنده و فرمول شیمیایی خود به دو نوع زیر طبقه بندی می شوند:
• آنتی اسکالانت پایه فسفاته (فسفونات)
آنتی اسکالانت های پایه فسفونات دارای گروه های عاملی اسید کربوکسیلیک و فسفاته هستند. این آنتی اسکالانت ها در پیشگیری از تشکیل رسوب سولفات و کربنات از بهترین انواع خود محسوب می شوند، اما دارای خاصیت پخش کنندگی بسیار محدودتری می باشند. این نوع آنتی اسکالانت از مولکول های پلی آکریل با وزن مولکولی پایین (در محدوده 100 تا 5000) یا وزن مولکولی بالا (در بازه 6000 تا 25000) ساخته شده است و شامل چند گروه عاملی اسید کربوکسیلیک (COOH-) می باشد.
ضد رسوب های نوع ترکیبی در مقایسه با ضد رسوب های تک مولکولی معمولاً عملکرد بهتری دارند. اگر ضد رسوب تک مولکولی به مقداری بیشتر از حد مجاز در سیستم تزریق شود، خود بازدارنده به صورت کاتیون چند ظرفیتی از محلول خارج می گردد. برخی آنتی اسکالانت های پرکاربرد ترکیبی از پلی آکریل ها با وزن مولکولی سبک و سنگین هستند، تا محصول تولید شده از قدرت بازدارندگی بالاتری برخوردار باشد.
• آنتی اسکالانت پایه پلیمری
این نوع آنتی اسکالانت ها وزن مولکولی بالایی دارند و از تشکیل رسوباتی نظیر رسوبات کربنات و فسفات به میزان بالایی جلوگیری می کنند. این نوع آنتی اسکالانت غیر سمی می باشد و در صورت تماس با بدن، مشکلات پوستی و تنفسی خاصی ایجاد نمی کند.
آنتی اسکالانت های پلیمری دارای غلظت بسیار بالا و میزان خوردگی بسیار پایینی هستند و استفاده از آنها برای آب دریا، چاه های شور و آب هایی که سختی کمتر از 1000 میلی گرم بر لیتر دارند، مناسب است. این نوع ضد رسوب ها در پیشگیری از تشکیل جلبک و آلاینده های زیستی عملکرد بسیار مطلوبی دارد.
در فرایند تعمیر و نگهداری از دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده از یک آنتی اسکالانت مناسب برای جلوگیری از رسوب گذاری و رفع فولینگ فیلتر ممبران امری حیاتی است. بدین مقصود انتخاب آنتی اسکالانت اسیدی یا بازی و جنس آن باید با توجه به آنالیز کامل آب ورودی، عملکرد سیستم و نوع رسوب ایجاد شده بر غشای ممبران صورت گیرد. این آنالیز شامل اندازه گیری TDS، سولفات، قلیائیت و سختی کل (TH) آب است.
خرید آنتی اسکالانت صحیح از اهمیت بالایی برخوردار است و اگر به درستی انجام نشود، می تواند موجب رسوب گذاری بیشتر بر سطح ممبران شود. علاوه بر این، سازگاری آنتی اسکالانت انتخاب شده با فیلتر ممبران دستگاه مهم است، زیرا چنانچه از ضد رسوبی ناسازگار با ممبران استفاده شود، منجر به ایجاد گرفتگی و فولینگ بر سطح آن خواهد شد. قیمت آنتی اسکالانت نیز به عوامل مختلفی از جمله برند و عوامل تشکیل دهنده بستگی دارد.
باید دقت داشت که چنانچه از آنتی اسکالانت به درستی استفاده نشود، نه تنها سبب رفع گرفتگی فیلترهای ممبران نخواهد شد، بلکه باعث ایجاد مشکلات جدی در سیستم تصفیه آب نیز می شود. این مشکلات شامل موارد زیر می باشند:
آنتی اسکالانت های اسیدی و قلیایی مواد شیمیایی خطرناکی هستند، که در صورت تماس با بدن فرد سبب آسیب جدی به سلامتی او خواهند شد. بنابراین ضرورت دارد که در هنگام استفاده از آنتی اسکالانت از دستکش و عینک مخصوص مواد شیمیایی، ماسک ضد اسید دارای فیلتر مناسب، لباس و چکمه های ضد اسید استفاده شود و در صورت بروز این مشکل رعایت توصیه های ایمنی زیر می تواند از آسیب بیشتر به فرد حادثه دیده پیشگیری کند:
• برخورد آنتی اسکالانت با پوست می تواند باعث ایجاد حساسیت و التهاب در پوست شود. در صورت بروز این مشکل، پوست را فوراً و برای مدت زمان 15 دقیقه با آب فراوان شستشو دهید.
• استشمام این ماده ضد رسوب می تواند سبب آسیب به سیستم ریوی شخص شود. در صورت مواجه شدن با این خطر لازم است، که فرد را به محیط آزاد منتقل کرده و در صورت نیاز از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده شود.
• تماس ضد رسوب ممبران با چشم می تواند سبب سوختگی آن شود. در صورت بروز این خطر فوراً چشم را به مدت 15 دقیقه با آب فراوان شستشو دهید.
• بلعیدن مقداری آنتی اسکالانت می تواند سبب سوزش معده و نیز سبب آسیب به سیستم گوارش شود. اگر با این خطر مواجه شدید، ابتدا خونسردی خود را حفظ نموده و به فرد مقدار کافی آب و مایعات دهید، در صورت نیاز فرد حادثه دیده را به مراکز درمانی منتقل کنید.
آنتی اسکالانت ها عمدتاً بر اساس قدرت بازدارندگی توسط شاخصی به نام اندیس لانژلیر یا لانژلیه (LSI) نامگذاری می شوند. این شاخص در حقیقت بیانگر میزان تمایل به ایجاد رسوب و خوردگی در سیستم است و به پارامترهایی نظیر دما، PH و سختی آب بستگی دارد. بر این اساس LSI صفر، حالت تعادل و عدم تمایل به ایجاد رسوب و خوردگی در سیستم را نشان می دهد. باید توجه داشت که شاخص لانژلیر تنها در دمای پایین تر از 80 درجه و در جریان های آرام آب کاربرد دارد، بنابر این استفاده از آنتی اسکالانت برای سیستم هایی مانند بویلرها یا دیگ های بخار مناسب نمی باشد.
شاخص لانژلیه مناسب برای آنتی اسکالانت معمولاً در محدوده 1 تا 2 است و اگر شاخص لانژلیر ضد رسوب مورد نظر بالاتر از 2 باشد، جهت کاهش اندیس لانژیلر معمولاً از آنتی اسکالانت به همراه اسید استفاده می شود. اسیدهایی که عمدتاً بدین منظور استفاده می شوند، اسید کلریدریک و اسید سولفوریک هستند. از آنجایی که تزریق اسید سولفوریک به میزان بالا می تواند سبب فولینگ فیلتر ممبران شود، بنابر این از این اسید به صورت محدودتری استفاده می گردد.
برای تزریق مداوم ضد رسوب ممبران از واحد تزریق آنتی اسکالانت در دستگاه RO استفاده می شود. بدین منظور توجه به این نکته اهمیت دارد، که در صورت خاموش کردن دستگاه، واحد تزریق آنتی اسکالانت نیز بلافاصله متوقف گردد. مناسب ترین مکان برای نصب واحد تزریق آنتی اسکالانت پس از فیلترهای شنی و کربنی و نیز پیش از فیلترهای کارتریج یا میکرونی می باشد، بنابراین موجب جلوگیری از تشکیل رسوب بر سطح فیلتر ممبران و فیلترهای کارتریجی شده و درنتیجه طول عمر آنها را افزایش می دهد. سیستم تزریق آنتی اسکالانت دارای یک میکسر، دوزینگ پمپ و مخزنی برای نگهداری محلول آنتی اسکالانت می باشد.
دوزینگ پمپ یا به بیان دیگر مترینگ پمپ به پمپ هایی گفته می شود، که دوز مشخصی از یک مایع (سیال) را در سیستم پمپاژ یا تزریق می کنند، از این حیث به آنها پمپ تزریق (Injection pump) نیز گفته می شود. در این پمپ ها پارامترهایی مانند دبی و فشار از اهمیت بالایی برخوردار می باشند، در نتیجه این دستگاه ها معمولاً به گونه طراحی می شوند، که دبی عبوری از پمپ قابل تنظیم باشد. ویژگی مهمی که دوزینگ پمپ را از پمپ های مشابه خود جدا می کند، قابلیت تغییر جهت (دوره) رفت و برگشتی است. باید توجه داشت که در همه دوزینگ پمپ ها با تغییر جهت جریان، نسبت دبی نیز تغییر می کند. با این وجود در اکثر این پمپ ها از تغییر فرکانس تزریق نیز برای تنظیم دبی استفاده می گردد.
دوزینگ پمپ ها دارای انواع و مکانیزم های متنوعی می باشند، که از آن جمله می توان به دوزینگ پمپ دیافراگمی، دوزینگ پمپ پیستونی، مارپیچی و دوزینگ پمپ پرستالتیک اشاره کرد. البته استفاده از دو نوع دیافراگمی و پیستونی متداول تر است. دوزینگ پمپ هایی که در مصارف صنعتی استفاده می شوند، معمولاً دارای دبی پایینی هستند و ساخت دوزینگ پمپ با ظرفیت بالا توسط سازندگان قابل سفارش است. دبی تزریق این پمپ عمدتاً در محدوده 1 تا 10،000 لیتر بر دقیقه است و دارای فشار عملکردی 10 تا 2،000 بار (Bar) می باشد.
دلایل مهمی که می تواند موجب خرابی پمپ تزریق شود، انتخاب پمپی است، که متناسب با شرایط عملیاتی سیستم مورد نظر نباشد. باید توجه داشت که گرانروی ماده تزریقی در انتخاب نوع پمپ تزریق اهمیت بالایی دارد. از جمله عوامل دیگر در خرابی دوزینگ پمپ، می توان به انتخاب پمپ بی کیفیت اشاره کرد.
برای رفع گرفتگی و فولینگ فیلترهای ممبران، باید آنتی اسکالانت با فشار مناسبی به سیستم تزریق شود، زیرا عدم اعمال فشار کافی در واحد تزریق موجب ته نشین شدن ذرات آنتی اسکالانت و در نتیجه گرفتگی ممبران خواهد شد. فشار مورد نیاز برای تزریق ضد رسوب ممبران از طریق دوزینگ پمپ فراهم می شود.
سوپاپ موجود در دوزینگ پمپ عمدتاً به صورت یک طرفه در دستگاه طراحی می شود، تا فشار آب در لوله ها به پمپ صدمه ای وارد نکند. در هنگام راه اندازی سیستم تزریق آنتی اسکالانت باید دقت داشت که فشار کاری لازم برای دوزینگ پمپ حدود 3 تا 4 بار (Bar) بیشتر از فشار بوستر پمپ باشد، تا دوزینگ پمپ قدرت لازم برای تزریق ضد رسوب در سیستم را داشته باشد.
جهت نصب دوزینگ پمپ در واحد تزریق، ابتدا دو مخزن 25 و 40 لیتری فراهم کرده و آنها را توسط آب تصفیه شده پر نمایید. به ازای هر 40 لیتر آب تصفیه شده لازم است که 300 الی 400 میلی لیتر آنتی اسکالانت به مخزن ها افزوده شود. در مرحله نهایی، محلول حاصل توسط شیلنگ مکش آنتی اسکالانت و تنظیم درجه دوزینگ پمپ (به مدت 24 ساعت) به سیستم تزریق می شود. در هنگام نصب دوزینگ پمپ در سیستم توجه به نکات زیر اهمیت بالایی دارد:
• لازم است که در مرحله اول، هواگیری دستگاه انجام شود.
• در نصب پمپ نکاتی مانند ارتفاع مناسب، محکم بودن شاسی، استفاده از 4 پیچ و مهره را در نظر بگیرید.
• همیشه پمپ تزریق را پس از روشن کردن تنظیم کنید.
• فشار کاری پمپ تزریق باید نسبت به فشار محل تزریق به میزان 10% بیش تر باشد.
• ضروری است که Foot Valve در مخزن و Injection Valve در نقطه تزریق نصب شود.
• اطمینان حاصل کنید که از پمپ تزریق هیچ ماده ای نشت نمی یابد.
• اگر از عدم نشت در واحد تزریق کاملاً مطمئن نیستید، بلافاصله پمپ را خاموش کنید.
• شیر میکس و تخلیه را روی کاسه هد و به سمت علامت پیکان نصب نمایید.
• شیر میکس و تخلیه را فقط در هنگام تعویض باز کنید.
• برای خاموش نمودن پمپ تزریق لازم است، آن را از برق جدا کنید.
• اگر از مواد خورنده استفاده می شود، لازم است از مقاومت بالای اجزای پمپ مطمئن شوید.
• تنظیم پمپ برای تزریق مایعات متنوع باید توسط کارخانه انجام شود.
• برای اطمینان از هوابندی بهتر اتصالات دوزینگ پمپ، حتماً از لوله ها و رابط هایی با قطر مناسب استفاده نمایید.
• برای آب بندی اتصالات پلاستیکی بهتر است، به جای نوار تفلن از اورینگ یا واشر استفاده شود.
• در صورت خاموش بودن پمپ به مدت طولانی، حتماً پیش از روشن نمودن مسیر مکش و اتصالات پمپ را شستشو دهید.
• به دلیل حساس بودن اغلب فرایندهای دوزینگ، توصیه می شود که حتما لوازم یدکی آن را تهیه و نگهداری کنید.
آنتی اسکالانت باید به صورت دائم با آب خوراک دستگاه مخلوط شده و به سیستم تزریق گردد. دوز تزریق مجاز ماده ضد رسوب ممبران تحت تاثیر عوامل مهمی مانند آنالیز دقیق آب ورودی، میزان دبی آب، میزان PH آب، ریکاوری سیستم، مخزن آب، درجه پمپ تزریق، غلظت محلول و نوع و چیدمان فیلترهای ممبران می باشد. دوز تزریق آنتی اسکالانت در سیستم عمدتاً حدود 1 تا 6 ppm می باشد. اما باید دقت داشت، که تزریق آنتی اسکالانت باید به صورت دقیق انجام شود، زیرا دوز نامناسب این ماده حتی به میزان اندکی بالاتر از حد مجاز می تواند منجر به فولینگ ممبران شود.
در سیستم تصفیه آب صنعتی معمولاً آنتی اسکالانت را پس از متا بی سولفیت سدیم به دستگاه تزریق می کنند تا پیش از ورود آب به فیلتر ممبران کلر موجود در آب حذف شود. دوز تزریق مناسب آنتی اسکالانت در سیستم اسمز معکوس به صورت زیر اندازه گیری می شود: مقدار آنتی اسکالانت مصرفی در ۲۴ ساعت (gr) = (۱-۶ppm) دوز مصرفی پیشنهادی × حجم آب ورودی به سیستم در (m3) مدت 24 ساعت
یکی از فاکتورهای مهمی که همواره در صنعت مورد توجه قرار می گیرد و تا حد بسیار بالایی تعیین کننده استفاده از یک روش و یا عدم استفاده از آن است، صرفه اقتصادی آن می باشد. بنابر این پیش از آنکه انتخاب کنیم کدام روش برای سیستم ما و شرایط موجود مناسب تر می باشد، لازم است که آنالیز اقتصادی لازم را در مورد آن انجام دهیم. علاوه بر مطالعات ویژه ای که در این باره نیاز است، توجه به نکات زیر اهمیت بالایی دارد:
• تزریق اسید به دلیل هزینه بالای اسید برای استفاده در مخازن و تجهیزات نظارتی چندان مقرون به صرفه نمی باشد.
• افزودن آنتی اسکالانت در مقایسه با اسید نسبتاً ارزان تر است و نیازمند هزینه اضافه تری نمی باشد.
• مهمترین چالش استفاده از سیستم های رزینی در مقایسه با اسید یا آنتی اسکالانت، هزینه بالایی است که باید برای تجهیزات آن پرداخت شود. با توجه با کارایی بالا و نزدیک به 100% سیستم های رزینی، آب ورودی به سیستم RO هیچ سختی نخواهد داشت. اما همیشه بهترین راه حل، جلوگیری از وقوع پدیده مخرب می باشد؛ تنها گزینه ای که باعث پیشگیری از تشکیل رسوب بر فیلتر ممبران می شود، استفاده از آنتی اسکالانت در زمان راه اندازی دستگاه های آب شیرین کن صنعتی می باشد.
