رزین آنیونی A۳۰۰E پرولایت
مواد شیمیایی تصفیه آب و تاسیسات، هر کدام برای یک وظیفه مشخص در فرایند به کار می روند. یک ماده برای کاهش سختی یا احیای رزین استفاده می شود، ماده ای دیگر ریسک رسوب روی ممبران را کنترل می کند و گروهی از مواد برای مهار رشد میکروبی، تنظیم شرایط شیمیایی آب یا بهبود عملکرد بخش فیلتراسیون کاربرد دارند. به همین دلیل، انتخاب ماده شیمیایی فقط بر اساس نام محصول یا قیمت آن تصمیم دقیقی نیست؛ نوع آب، کیفیت ورودی، تجهیزات موجود، دمای کار، جنس قطعات و هدف فرایند باید همزمان بررسی شوند.
در دسته مواد شیمیایی رهاب سازه، محصولات مورد استفاده در سختی گیرهای رزینی، سیستم های اسمز معکوس، فیلترهای شنی و کربنی، برج های خنک کننده و برخی فرایندهای صنعتی در کنار هم قرار گرفته اند. اگر ماده مصرفی با شرایط واقعی سیستم هماهنگ نباشد، نتیجه می تواند به صورت مصرف بیش از حد مواد، افت راندمان، گرفتگی ممبران، رسوب روی سطوح انتقال حرارت، کاهش عمر رزین یا افزایش دفعات سرویس دیده شود. برای همین، در این صفحه هر گروه بر اساس نقش فنی آن معرفی شده است تا انتخاب اولیه ساده تر و قابل فهم تر باشد.
فرایند تصفیه آب فقط به عبور آب از یک فیلتر محدود نیست. در بسیاری از سیستم ها، لازم است سختی آب کاهش پیدا کند، رسوب کنترل شود، مواد آلی یا کلر جذب شوند، رشد میکروبی تحت کنترل قرار گیرد یا شرایط شیمیایی آب برای ادامه فرایند اصلاح شود. مواد مصرفی این بخش در کنار تجهیزات تصفیه آب استفاده می شوند و انتخاب آنها باید با نوع تجهیز و کیفیت آب هماهنگ باشد.
از نظر مهندسی، بهتر است قبل از انتخاب مواد شیمیایی مشخص باشد مشکل اصلی سیستم چیست. برای مثال، وجود سختی بالا با تشکیل رسوب روی ممبران یک موضوع یکسان نیست و کنترل آلودگی زیستی نیز راهکار متفاوتی می خواهد. همین تفکیک ساده کمک می کند به جای مصرف چند ماده بدون برنامه، محصولی انتخاب شود که مستقیما با مسئله موجود در ارتباط است.
در سیستم سختی گیر رزینی، هدف اصلی کاهش یون هایی مانند کلسیم و منیزیم است که در تشکیل سختی آب نقش دارند. وجود این یون ها می تواند در دیگ، مبدل حرارتی، لوله کشی و سایر تجهیزات تاسیساتی به تشکیل رسوب کمک کند. اگر می خواهید ابتدا ماهیت این مسئله را دقیق تر بشناسید، مقاله سختی آب توضیح مناسبی درباره منشا و اثر سختی آب ارائه می دهد.
رزین تصفیه آب یک عنوان کلی برای گروهی از مواد تبادل یونی است که بسته به ساختار و نوع گروه فعال، برای حذف یا جایگزینی یون های مشخص استفاده می شوند. رزین های کاتیونی، آنیونی و بستر مختلط کاربرد یکسانی ندارند و باید بر اساس کیفیت آب ورودی و هدف تصفیه انتخاب شوند. ظرفیت تبادل، نوع یونی رزین، شرایط احیا، دمای کار و کیفیت آب خوراک از پارامترهایی هستند که روی عملکرد واقعی رزین اثر می گذارند. در کاربرد سختی گیری، استفاده از رزینی که برای شرایط آب ورودی مناسب نباشد می تواند باعث کاهش فاصله بین دو احیا و افزایش مصرف نمک شود.
در دستگاه سختی گیر آب، رزین سختی گیر وظیفه اصلی تبادل یونی را بر عهده دارد. در زمان بهره برداری، ظرفیت رزین به تدریج مصرف می شود و پس از رسیدن به نقطه مشخص باید احیا انجام شود. کیفیت خود رزین مهم است، اما عملکرد نهایی فقط به برند یا ظاهر دانه ها وابسته نیست؛ مقدار رزین، سرعت عبور آب، سختی ورودی، کیفیت شستشو و نحوه احیا نیز باید درست تنظیم شوند. اگر سختی آب خروجی زودتر از انتظار افزایش پیدا کند، لازم است علاوه بر رزین، شرایط بهره برداری دستگاه هم بررسی شود.
نمک سختی گیر برای تهیه محلول آب نمک و بازگرداندن ظرفیت رزین کاتیونی در چرخه احیا استفاده می شود. در این کاربرد، خلوص نمک و مقدار مواد نامحلول اهمیت دارد؛ چون ناخالصی زیاد می تواند در مخزن آب نمک ته نشین شود، مسیر مکش را آلوده کند یا دفعات تمیزکاری را افزایش دهد. مقدار نمک مصرفی نیز باید با حجم رزین و تنظیمات سیکل احیا هماهنگ باشد و مصرف بیشتر از مقدار لازم الزاما به معنی احیای بهتر نیست. برای درک ترتیب مراحل شستشو، بک واش و احیا می توانید راهنمای احیای سختی گیر رزینی را مطالعه کنید.
قرص سختی گیر همان نقش تامین نمک برای احیای رزین را دارد، اما شکل فشرده و یکنواخت آن، حمل و شارژ مخزن آب نمک را ساده تر می کند. کیفیت قرص باید طوری باشد که ضمن حل شدن مناسب، مقدار لجن و مواد نامحلول کمی در مخزن باقی بگذارد. در سیستم هایی که احیا به صورت منظم انجام می شود، استفاده از قرص می تواند مدیریت مصرف و نگهداری مخزن نمک را ساده تر کند. با این حال، انتخاب بین نمک دانه ای و قرص باید با توجه به نوع دستگاه، حجم مصرف و شرایط تامین انجام شود و صرفا شکل ظاهری محصول معیار تصمیم نباشد.
رسوب در سیستم های آبی می تواند به شکل های مختلف ظاهر شود. در یک مبدل یا مدار تاسیساتی، رسوب روی سطح انتقال حرارت تشکیل می شود؛ در سیستم اسمز معکوس، رسوب روی سطح ممبران می تواند عبور آب و عملکرد غشا را مختل کند. به همین دلیل، واژه های ضد رسوب و آنتی اسکالانت را نباید بدون توجه به محل مصرف به جای هم استفاده کرد.
آنتی اسکالانت در سیستم های اسمز معکوس برای کاهش ریسک تشکیل رسوبات معدنی روی ممبران استفاده می شود. انتخاب نوع آن باید با آنالیز آب خوراک، درصد ریکاوری سیستم، نوع نمک های مستعد رسوب و شرایط بهره برداری هماهنگ باشد. آنتی اسکالانت مناسب می تواند روند تشکیل کریستال و رسوب را کنترل کند، اما جایگزین طراحی صحیح پیش تصفیه یا تنظیم درست سیستم RO نیست. دوز تزریق نیز باید بر اساس شرایط واقعی سیستم و دستورالعمل محصول تعیین شود؛ تزریق کم یا زیاد می تواند از نظر فنی و اقتصادی نتیجه مطلوبی نداشته باشد.
ضد رسوب صنعتی برای کنترل تشکیل رسوب در برخی مدارهای آبی، سطوح انتقال حرارت و تجهیزات تاسیساتی استفاده می شود. نوع رسوب، سختی و قلیائیت آب، دما، سیکل تغلیظ و جنس سطوح در انتخاب ماده موثر هستند. در مدارهای خنک کاری، کنترل شیمیایی باید در کنار مدیریت کیفیت آب و تخلیه مناسب انجام شود. مقاله بلودان برج خنک کننده و کیفیت آب ارتباط بین غلظت املاح و مدیریت آب مدار را توضیح می دهد.
در مدارهایی که آب گردش می کند یا برای مدتی در بخش هایی از سیستم باقی می ماند، رشد باکتری، جلبک و تشکیل لایه های زیستی می تواند به گرفتگی مسیرها، افت انتقال حرارت و افزایش دفعات شستشو منجر شود. این مسئله در برج خنک کننده و بعضی مدارهای باز اهمیت بیشتری پیدا می کند، چون آب با هوا و آلودگی های محیطی در تماس است.
بایوساید صنعتی برای کنترل رشد میکروارگانیسم ها در شرایط مشخص استفاده می شود. انتخاب بایوساید باید با نوع مدار، دمای آب، زمان ماند، بار آلودگی، جنس تجهیزات و سایر مواد شیمیایی مصرفی سازگار باشد. در بعضی برنامه های بهره برداری، نوع ماده و نحوه مصرف به صورت دوره ای تغییر می کند تا کنترل زیستی پایدارتر باشد، اما برنامه تزریق باید بر اساس شرایط واقعی سیستم و مشخصات سازنده ماده تعیین شود. بایوساید به تنهایی جایگزین نظافت، کنترل رسوب و مدیریت مناسب آب در تجهیزات تهویه مطبوع نیست.
هیدروکسید سدیم یک ماده قلیایی قوی است که بسته به شکل عرضه و شرایط فرایند، می تواند برای تنظیم pH، شستشوی صنعتی و بعضی مراحل تولید مورد استفاده قرار گیرد. تفاوت اصلی سود پرک و سود مایع در شکل فیزیکی و روش حمل، ذخیره و تزریق است؛ بنابراین انتخاب بین آنها باید با ظرفیت مصرف، امکانات نگهداری و نحوه دوزینگ هماهنگ شود.
سود پرک به شکل جامد عرضه می شود و در کاربردهایی که امکان آماده سازی محلول در محل وجود دارد، گزینه قابل بررسی است. درصد خلوص، شرایط بسته بندی و جلوگیری از جذب رطوبت در زمان نگهداری اهمیت زیادی دارد. هنگام تهیه محلول یا استفاده صنعتی باید الزامات ایمنی ماده، دستورالعمل برگه اطلاعات ایمنی و سازگاری تجهیزات رعایت شود. انتخاب سود پرک صرفا بر اساس قیمت هر کیلوگرم کافی نیست؛ هزینه آماده سازی محلول، شرایط انبارش و مقدار مصرف واقعی نیز در تصمیم نهایی اثر دارند.
سود مایع محلول هیدروکسید سدیم است و در فرایندهایی که ماده باید به صورت محلول ذخیره یا تزریق شود، کار با آن می تواند ساده تر باشد. غلظت محلول، دمای محیط، جنس مخزن و خطوط انتقال، ظرفیت مصرف و تجهیزات دوزینگ باید پیش از انتخاب بررسی شوند. در پروژه هایی با مصرف مداوم، شکل مایع می تواند مرحله آماده سازی محلول را حذف کند؛ در مقابل، حمل و ذخیره آن به تجهیزات مناسب و کنترل ایمنی دقیق نیاز دارد.
کلسیم کلراید در کاربردهای صنعتی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و شکل عرضه، درصد خلوص و میزان رطوبت آن می تواند با توجه به گرید محصول متفاوت باشد. در بعضی فرایندها از این ماده برای تامین یون کلسیم یا تنظیم ویژگی های محلول استفاده می شود و در کاربردهای دیگر نقش متفاوتی دارد. به همین دلیل، قبل از سفارش باید کاربرد دقیق، گرید مورد نیاز و محدودیت های فرایند مشخص شود. استفاده از یک گرید صرفا به دلیل شباهت نام محصول، بدون بررسی مشخصات فنی، می تواند نتیجه مورد انتظار را تغییر دهد.
کربن اکتیو و سیلیس از نظر عملکرد با مواد شیمیایی تزریقی تفاوت دارند. این محصولات به عنوان مدیای داخل تجهیزات تصفیه استفاده می شوند و ویژگی فیزیکی آنها، دانه بندی و کیفیت ماده مستقیما بر رفتار بستر فیلتراسیون اثر می گذارد.
کربن اکتیو ماده ای متخلخل با سطح ویژه بالا است که در تصفیه آب برای جذب برخی ترکیبات آلی، بو، رنگ و کلر آزاد استفاده می شود. عملکرد کربن فقط به نام محصول وابسته نیست؛ نوع ماده اولیه، ساختار منافذ، اندازه ذرات، عدد ید و کیفیت شستشوی اولیه می توانند روی کاربرد آن اثر بگذارند. در فیلتر کربنی، زمان تماس آب با بستر و کیفیت آب ورودی نیز اهمیت دارد. زمانی که ظرفیت جذب بستر کاهش پیدا کند، ادامه بهره برداری بدون تعویض یا احیای مناسب می تواند کیفیت خروجی را تحت تاثیر قرار دهد.
سیلیس فیلتر شنی برای تشکیل بستر فیلتراسیون و جداسازی ذرات معلق از آب استفاده می شود. در این محصول، دانه بندی و توزیع اندازه ذرات اهمیت زیادی دارد؛ چون بستر بسیار ریز می تواند افت فشار را بالا ببرد و بستر نامتناسب نیز کیفیت فیلتراسیون را کاهش دهد. در طراحی چندلایه، هر لایه باید با آرایش بستر و جهت جریان هماهنگ باشد. مقدار سیلیس مورد نیاز نیز به قطر و ارتفاع بستر فیلتر وابسته است و بهتر است قبل از شارژ، حجم مفید مخزن و آرایش لایه ها مشخص شود.
گندزدایی یک بخش جدا از کنترل سختی و رسوب است. در پروژه هایی که از مواد کلردار استفاده می شود، انتخاب ماده، غلظت موثر، زمان تماس و شرایط آب باید با هدف گندزدایی هماهنگ باشد. برای آشنایی با مبانی این فرایند می توانید مقاله کلر چیست و چه کاربردی در تصفیه آب دارد را مطالعه کنید. همچنین TCCA چیست یکی از مطالب تخصصی مرتبط با ترکیبات کلردار است.
در پروژه های آب و فاضلاب، ماده گندزدا باید در کنار روش تزریق و کنترل فرایند دیده شود. نوع ماده شیمیایی با طراحی دستگاه کلرزن، زمان تماس و کیفیت آب ارتباط مستقیم دارد. در بخش تجهیزات تصفیه فاضلاب نیز گندزدایی می تواند یکی از مراحل انتهایی فرایند باشد، اما انتخاب ماده و مقدار مصرف باید بر اساس کیفیت پساب و هدف خروجی انجام شود.
جدول زیر برای مقایسه اولیه طراحی شده است. این جدول جایگزین بررسی آنالیز آب یا مشخصات فنی پروژه نیست، اما کمک می کند نقش هر محصول و مهم ترین معیار انتخاب آن سریع تر مشخص شود.
بهترین نقطه شروع، مشخص کردن هدف مصرف است. اگر مسئله سختی آب است، باید روی رزین و شرایط احیا تمرکز شود. اگر سیستم RO با ریسک رسوب روبرو است، آنالیز آب و انتخاب آنتی اسکالانت اهمیت دارد. در مدار برج خنک کننده، رسوب، خوردگی و آلودگی زیستی باید به صورت یک مجموعه دیده شوند و انتخاب یک ماده بدون بررسی سایر پارامترها ممکن است مشکل را کامل حل نکند.
بعضی مواد این دسته خورنده، قلیایی یا از نظر تماس مستقیم خطرناک هستند. محل نگهداری باید با مشخصات خود ماده هماهنگ باشد و مخزن، ظرف یا بسته بندی برای همان ماده مناسب انتخاب شود. اختلاط مواد بدون بررسی سازگاری شیمیایی می تواند خطرناک باشد. در زمان حمل، شارژ یا تزریق نیز باید الزامات برگه اطلاعات ایمنی، تهویه مناسب و تجهیزات حفاظت فردی متناسب با ماده رعایت شود.
در سیستم های تزریق پیوسته، علاوه بر خود ماده شیمیایی، وضعیت پمپ تزریق، شیلنگ یا لوله، شیر یک طرفه و محل تزریق نیز باید بازبینی شود. تغییر ماده یا غلظت بدون کنترل سازگاری تجهیزات می تواند باعث نشتی، گرفتگی یا افت دقت دوزینگ شود. این نکته به ویژه برای مواد قلیایی، بایوسایدها و محلول هایی که به صورت مداوم تزریق می شوند اهمیت دارد.
در رهاب سازه، مواد شیمیایی این دسته بر اساس نقش آنها در سیستم های تصفیه آب، تاسیسات و فرایندهای صنعتی قابل بررسی هستند. اگر هدف پروژه مشخص باشد، می توان دامنه انتخاب را بسیار سریع تر محدود کرد؛ مثلا برای سختی گیر، نوع رزین و ماده احیا بررسی می شود، برای RO تمرکز روی کیفیت آب و آنتی اسکالانت است و در مدار برج خنک کننده باید برنامه کنترل رسوب و آلودگی زیستی در کنار کیفیت آب دیده شود.
برای انتخاب دقیق تر، بهتر است آنالیز آب، دبی سیستم، نوع تجهیز، دمای کار، هدف مصرف، ماده فعلی مورد استفاده و هر مشکل مشاهده شده در بهره برداری در دسترس باشد. این اطلاعات کمک می کند مقایسه بین محصولات از حالت عمومی خارج شود و بر اساس شرایط واقعی پروژه انجام گیرد.
در انتها، سوالات پرتکراری که کاربران درباره انواع مواد شیمیایی مطرح کرده‌اند را به اشتراک میگذاریم.
هر دو نقش متفاوتی دارند. رزین بخش فعال فرایند تبادل یونی است و نمک برای بازگرداندن ظرفیت آن در چرخه احیا استفاده می شود. رزین نامناسب با نمک بیشتر اصلاح نمی شود و در مقابل، رزین باکیفیت نیز اگر احیا به درستی انجام نشود عملکرد پایدار نخواهد داشت. حجم رزین، کیفیت آب، مقدار نمک و تنظیم سیکل باید به صورت یک مجموعه بررسی شوند.
خیر، این دو عنوان می توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند. آنتی اسکالانت معمولا در سیستم RO و برای کنترل رسوب روی ممبران انتخاب می شود، در حالی که ضد رسوب صنعتی ممکن است برای مدارها و تجهیزات آبی دیگر به کار رود. محل مصرف، کیفیت آب و نوع رسوب باید قبل از انتخاب مشخص باشد.
آنالیز آب خوراک، دبی، درصد ریکاوری، نوع ممبران و شرایط بهره برداری اطلاعات مهمی هستند. در رهاب سازه، بررسی آنتی اسکالانت زمانی دقیق تر می شود که این داده ها در دسترس باشند؛ چون انتخاب ماده و مقدار تزریق بدون شناخت ترکیب آب می تواند غیر اقتصادی یا ناکافی باشد.
سیلیس عمدتا یک مدیای فیلتراسیون فیزیکی برای نگه داشتن ذرات معلق است، اما کربن اکتیو بر پایه جذب سطحی عمل می کند و برای کاهش کلر، بو و برخی ترکیبات آلی استفاده می شود. به همین دلیل، این دو محصول جایگزین مستقیم یکدیگر نیستند و در بسیاری از سیستم ها حتی به صورت مکمل استفاده می شوند.
بهتر بودن به شرایط پروژه بستگی دارد. سود پرک جامد است و در محل می توان از آن محلول تهیه کرد، اما سود مایع از ابتدا به صورت محلول عرضه می شود و برای بعضی سیستم های تزریق پیوسته مناسب تر است. حجم مصرف، امکانات انبارش، تجهیزات دوزینگ، غلظت مورد نیاز و الزامات ایمنی باید در انتخاب لحاظ شوند.
نوع مدار، دمای آب، میزان آلودگی زیستی، زمان ماند، جنس تجهیزات و سایر مواد شیمیایی مصرفی باید مشخص باشند. انتخاب صرفا بر اساس نام بایوساید کافی نیست. رهاب سازه برای بررسی فنی این گروه، اطلاعات کیفیت آب و شرایط واقعی بهره برداری برج را مبنای مقایسه قرار می دهد.
برای بعضی کاربردهای ساده ممکن است یک محدوده اولیه از سوی سازنده ارائه شود، اما در سیستم های حساس مانند RO، برج خنک کننده، سختی گیر و فرایندهای صنعتی، تعیین مصرف بدون داده کافی دقیق نیست. آنالیز آب و شرایط بهره برداری، پایه مناسب تری برای انتخاب نوع ماده و تنظیم دوز مصرف است.
نام ماده یا هدف مصرف، نوع سیستم، ظرفیت یا دبی، آنالیز آب در صورت وجود، شرایط دما و فشار، مقدار مصرف فعلی و مشکلی که در سیستم مشاهده شده است اطلاعات مفیدی هستند. اگر محصول برای فرایند صنعتی خاصی استفاده می شود، گرید و مشخصات مورد نیاز نیز باید اعلام شود. هرچه داده اولیه دقیق تر باشد، انتخاب بین گزینه های موجود سریع تر و قابل دفاع تر خواهد بود.
