نقش آنتی اسکالانت در سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس

یکی از مهمترین مشکلات موجود در سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس، ایجاد رسوب روی سطح ممبرانها است. در صورت عدم کنترل این موضوع، شاهد کاهش عملکرد سیستم و عمر ممبرانها خواهیم بود که هزینه های مستقیم و غیر مستقیم قابل توجهی برای مصرف کننده را در پی خواهد داشت.

یکی از مهمترین اقداماتی که جهت جلوگیری از رسوب گذاری آب بر روی ممبران ها صورت می گیرد، استفاده از "آنتی اسکالانت" است. انتخاب و تزریق درست آنتی اسکالانت، از مهمترین مواردی است که در طراحی و راهبری یک سیستم تصفیه آب اسمز معکوس (RO) می بایست مد نظر قرار داشته باشد.

آنتی اسکالانت ها معمولاً به یکی از سه روش زیر عمل می کنند:

- افزایش آستانه حلالیت (Threshold Inhibition) – توان محلول نگه داشتن نمک های فوق اشباع در آب

- تغییر شکل کریستال (Crystal Modification) – قابلیت تغییر شکل کریستال و تبدیل آنها به ذرات نرم و غیر چسبنده

- پراکنده کردن (Dispersion) – با القای بار منفی به ذرات معلق، از چسبیدن آنها به یکدیگر و تشکیل توده بزرگتر جلوگیری می کنند.

آنتی اسکالانت ها معمولاً به تنهایی و یا گاهی به همراه اسید در سیستم تصفیه آب اسمز معکوس مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از اسید در هنگام تزریق آنتی اسکالانت، به دلیل کاهش شاخص LSI جهت کنترل رسوب کربنات کلسیم و نیز کنترل رسوب های فسفات کلسیم و فلوئورید کلسیم است. آنتی اسکالانت های معمول موجود در بازار، عمدتاً در کنترل رسوب فسفات کلسیم و همچنین رسوب کربنات کلسیم با شاخص LSI بالاتر از عدد 2، مشکلاتی دارند. دلیل تزریق اسید هم در سیستم اسمز معکوس، کاهش شاخص LSI به حد قابل قبول آن است. معمولاً بازه قابل قبول شاخص LSI برای اثربخشی مناسب آنتی اسکالانت، بین اعداد 1 و 2 می باشد.

لازم به ذکر است که بسیاری از تولید کنندگان مطرح ممبران در دنیا، شرط گارانتی ممبران را، تزریق آنتی اسکالانت مناسب و نیز کوچکتر بودن شاخص LSI از عدد 1/8 عنوان می کنند. لذا در صورتیکه شاخص LSI آب ورودی به ممبران، بیش از 1/8 باشد، می بایست با تزریق اسید آنرا تا زیر 1/8 رساند تا امکان استفاده از گارانتی ممبران ها وجود داشته باشد.

اسیدهایی که برای کاهش شاخص LSI مورد استفاده قرار می گیرند، عمدتاً از نوع "اسید کلریدریک" و یا "اسید سولفوریک" هستند. اما نکته ای که در خصوص استفاده از اسید سولفوریک می بایست در نظر داشت این است که تزریق بیش از اندازه این اسید باعث افزایش احتمال ایجاد رسوب با پایه سولفات بر روی سطح ممبران می شوند. لذا، استفاده از اسید کلریدریک بجای اسید سولفوریک، بیشتر مورد توجه و توصیه است.

در توضیحات بالا، چند مرتبه از مفهومی به نام شاخص LSI صحبت شد که لازم به نظر می رسد توضیحات کوتاهی در این خصوص ارائه شود.

شاخص اشباعیت لانژلیر یا LSI، مخفف واژه Langelier Saturation Index است که جهت کمی کردن میزان تمایل آب برای رسوب گذاری و یا خورندگی، تعریف شده است. مقدار شاخص LSI به پنج پارامتر "میزان دما"، "pH"، "TDS"، "سختی کلسیمی" و "قلیائیت آب" بستگی دارد. البته استفاده از شاخص LSI برای آب هایی مورد استفاده قرار می گیرد که TDS آنها زیر 10,000 ppm باشد.

روش محاسبه دقیق LSI، در محدوده این مقاله این نمی گنجد. در صورتی که عدد بدست آمده برای شاخص اشباعیت لانژلیر بالاتر از صفر باشد، نشان دهنده تمایل آب برای رسوبگذاری و در صورتیکه میزان آن کمتر از صفر باشد، بیانگر تمایل خورندگی در آب است. جدول زیر، خصوصیات بیشتری از آب با اعداد مختلف LSI را نشان می دهد: