برای جلوگیری از رسوب کلسیم چه باید کرد (در سیستم‌ تصفیه آب RO)

اگر بهره‌بردار سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس هستید احتمالا حداقل با این مشکل مواجه شده‌اید که دبی تولیدی سیستم شما افت کرده است. از مهم‌ترین دلایل افت جریان آب تولیدی رسوب سیستم تصفیه آب یا Scaling است. در این حالت ترکیبات معدنی موجود در آب خوراک نظیر کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و … بر روی سطح ممبران‌های اسمز معکوس رسوب می‌کنند و جلوی عبور جریان آب را می‌گیرند. حال می‌خواهیم بدانیم که چطور باید جلوی چنین اتفاقی را بگیریم و از ممبران‌ها در برابر چنین پدیده‌ای محافظت کنیم؟ ما برای شما سه راه‌کار در نظر گرفتیم که در ادامه در مورد هر کدام بطور مفصل صحبت می‌کنیم.

رسوب در سیستم‌ تصفیه آب RO چگونه اتفاق می‌افتد؟

بیشتر آب‌های طبیعی حاوی غلظت بالایی از یون‌های کلسیم، سولفات و بی کربنات هستند. در دستگاه‌های تصفیه آب غشایی که درصد بازیافت یا ریکاوری بالایی انجام می‌دهند، حلالیت بعضی ترکیبات موجود در آب از حد اشباع بیشتر شده که باعث می‌شود این ترکیبات متبلور شده و کریستال‌هایی در سطح غشا تشکیل ‌شود. این ذرات کریستالی وقتی روی سطح ممبران تشکیل می‌شوند منجر به کاهش شار، کاهش کارایی فرایند و افزایش هزینه های عملیاتی می شوند.

اگر چاره‌ای برای این مساله اندیشیده نشود خیلی زود و پس از یک دوره زمانی مشخص ظرفیت تولیدی سیستم افت شدیدی می‌کند. البته طول این دوره زمانی با نوع ترکیباتی که در خوراک وجود دارد و میزان اشباع  بودن آن‌ها می‌تواند متفاوت باشد. بطور مثال برای سیستمی که خوراکش محتوی سولفات کلسیم است پس از ۸ روز و برای سیستم دیگری که محتوای کربنات کلسیم است پس از ۲ روز افت دبی تولیدی مشاهده می‌شود. پس کربنات کلسیم می‌تواند خطر بیشتری برای سیستم تصفیه آب ما داشته باشد.

 از نظر اقتصادی بهتر است از تشکیل رسوب جلوگیری شود، حتی اگر تمهیداتی برای شستشوی ممبران‌ها، نظیر عملیات شستشوی CIP در نظر گرفته باشیم! این رسوبات مسیر عبور جریان خوراک از درون المان RO را هم مسدود می‌کند، که تمیز کردن آن را بسیار دشوار و وقت‌گیر می‌کند. همچنین این خطر وجود دارد که به سطح غشا نیز آسیب‌های جبران ناپذیری برساند.

پیشگیری بهتر از درمان است…

در سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس هم جلوگیری از تشکیل رسوب خیلی بهتر از شستشوی ممبران ها با عملیات CIP است.

سه راه حل موثر برای جلوگیری از تشکیل رسوب روی ممبران‌ RO

خوب، حالا که به اهمیت جلوگیری از تشکیل رسوب روی ممبران‌ پی بردیم در ادامه می‌خواهیم در مورد راه حل هایی که برای این منظور داریم، صحبت کنیم:

تزریق اسید و کاهش pH خوراک

اولین روشی که برای جلوگیری از رسوب در سیستم‌های تصفیه آب RO وجود دارد تزریق اسید است که یون‌های کربنات را از بین می‌برد که یکی از واکنش دهنده‌های لازم برای رسوب کربنات کلسیم است. پس همانطور که مشخص است این روش در جلوگیری از رسوب کربنات کلسیم بسیار مؤثر است، اما در جلوگیری از انواع دیگر رسوب تاثیری ندارد. پس ابتدا باید با استفاده از آنالیز آب خوراک مشخص کنیم چه ترکیباتی وجود دارند که می‌توانند باعث تشکیل اسکیلینگ شوند و بر اساس آن روش مناسب را انتخاب کنیم. ولی از مضرات روش اسید زنی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• احتمال ایجاد خوردگی در لوله‌ها و اتصالات
• هزینه مخزن اسید و تجهیزات نظارتی لازم 
• کاهش pH در جریان تصفیه شده RO

رزین سختی گیر

استفاده از رزین سدیمی یکی از موثرترین روش‌هایی است که برای جلوگیری از رسوب روی سیستم‌های RO استفاده می‌شود. در این سیستم‌ها که به عنوان پیش تصفیه RO استفاده می‌شوند تمرکز روی حذف کاتیون‌های کلسیم و منیزیم است که باز هم از واکنش دهنده‌هایی هستند که باعث تشکیل رسوب می‌شوند. کاری که رزین سدیمی برای ما انجام می‌دهد تبادل یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در خوراک با یو‌ن سدیم است. خبر خوب اینکه کارایی سیستم رزین در جلوگیری از تشکیل رسوب بالای ۹۹ درصد است. 

ولی خوب باید در نظر داشت که هزینه‌ عملیاتی سیستم رزین رقم بالایی است. در مواقعی که ظرفیت سیستم تصفیه آب ما بسیار بالا است و تعداد ماژول‌های زیادی را در اختیار داریم برای کاهش ریسک خرابی ممبران‌ها استفاده از آن توجیه پذیر است.

رزین سدیمی یون‌های کلسیم و منیزیم را از جریان خوراک حذف می‌کند و به جای آن یون‌ سدیم را وارد جریان خوراک می‌کند، و با این روش پتانسیل تشکیل رسوب را از بین می‌برد.

در چه شرایطی نمی‌توان از رزین‌های سختی گیر استفاده کرد؟

با اینکه سیستم‌های رزین کیفیت و کارایی بالایی دارند ولی در همه سیستم‌ها نمی‌توان از آن‌ها استفاده کرد! بطور مثال اگر TDS جریان خوراک بالا باشد و یا غلظت یون سدیم در خوراک از حدی بالاتر باشد سیستم رزین سدیمی کارایی بالایی ندارد و استفاده از آن‌ مقرون به صرفه نیست.

بیشتر بخوانید: TDS چیست

آنتی اسکالانت

این روش یکی از معمول‌ترین و پر استفاده ترین راه‌های جلوگیری از رسوب در سیستم‌های تصفیه آب RO است. چون در تمام سیستم‌ها با هر ظرفیتی می‌تواند کارایی داشته باشد. بخصوص برای سیستم‌های تصفیه آب با ظرفیت پایین بهترین روش است، چون در چنین سیستم‌هایی استفاده از رزین توجیه اقتصادی ندارد. همچنین در سیستم‌های تصفیه آب دریا که استفاده از رزین سختی گیر کارایی ندارد، آنتی اسکالانت می‌تواند موثر باشد. 

آنتی اسکالانت‌ ها انواع مختلفی دارند که هر کدام مکانیسم خاص خودش را برای جلوگیری از تشکیل رسوب روی غشا دارد. ولی در کل آنتی اسکالانت تمرکزش روی تشکیل کریستال و جلوگیری از رسوب آن روی سطح ممبران است.

بیشتر بخوانید : آنتی اسکلانت چیست

کدام روش‌ برای جلوگیری از رسوب در سیستم تصفیه آب از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است؟

یکی از مهم‌ترین فاکتور‌هایی که همواره در صنعت مورد توجه است و تصمیم گیری در مورد استفاده یا عدم استفاده از روشی تا حدود بسیار زیادی وابسطه به آن است، بحث آنالیز اقتصادی است. پس قبل از تصمیم گیری در مورد اینکه کدام یک از این سه روش برای سیستم‌ و شرایط ما مناسب تر است، ابتدا باید آنالیز اقتصادی را نیز در مورد آن‌ها انجام دهیم.

• افزودن اسید به دلیل هزینه اسید ، مخازن و تجهیزات نظارتی مقرون به صرفه نیست. همچنین برای سیستم‌هایی که درصد خلوص بالایی تولید می‌کنند و از رزین‌های میکس بد بعد از RO استفاده می‌شود این روش منجر به بروز مشکلاتی می‌شود که استفاده از آن خیلی توجیه پذیر نیست!
• در مقایسه با اسید زنی آنتی اسکالانت‌ها نسبتاً ارزان هستند و هیچ هزینه اضافی ندارند. علاوه بر این هیچ ضرری هم برای سیستم‌های پس تصفیه ایجاد نمی‌کنند.
• مهمترین چالش سیستم‌های رزین نرم کننده آب در مقایسه با اسید یا آنتی اسکالانت، هزینه‌‌ی بالایی است که باید برای تجهیزات آن پرداخت شود. با توجه به اینکه کارایی سیستم‌های رزین تبادل یونی نزدیک به ۱۰۰ درصد است و به همین خاطر هیچ سختی در اب ورودی به RO وجود ندارد، با وجود هزینه‌های عملیاتی بالا، ولی ارزش عملیاتی آن با سیستم‌های آتی اسکالانت قابل رقابت است.

شما چه روش‌هایی برای جلوگیری از رسوب در سیستم اسمز معکوس پیشنهاد می‌کنید؟

اگر از این روش ها استفاده می کنید نتایجی که دریافت کرده اید را با ما به اشتراک بگذارید. اگر تجربه و یا راه حلی دارید که برای شما موثر بوده در بخش کامنت های این مقاله با ما در میان بگذارید. می‌توانید عکسی از سیستم خودتان برای ما ارسال کنید تا با نام و توضیحات خودتان در این مقاله منتشر شود.