آشنایی با آنتی اسکالانت و کاربرد آن

آنتی اسکالانت چیست و چه کاربردی دارد؟

آنتی اسکالانت Antiscalant یا ضد رسوب، همانگونه که از نامش پیداست، یک ماده شیمیایی است که می‌تواند از ایجاد رسوب و پوسته پوسته شدن جلوگیری کند. آن را با نام Membrane Antiscalants و Membrane Antifoulants هم می‌شناسند. اگرچه تمامی بخش‌های یک سیستم تصفیه آب در معرض رسوب‌گذاری هستند، اما واحد اسمز معکوس بیشترین صدمه را از رسوب خواهد دید. زیرا غلظت زیادی از آلاینده‌ها، نمک، ترکیبات ایجاد کننده‌ی سختی و میکروارگانیسم‌ها در پرشر وسل تجمع کرده و مستعد ایجاد پوسته‌های سخت روی غشاء ممبران هستند. با توجه به قیمت بالای فیلتر ممبران صنعتی و اینکه عموما تعداد زیادی فیلتر RO به صورت سری به هم متصل می‌شوند، ایجاد رسوب می‌تواند هزینه‌های نگهداری را تا حد قابل توجهی بالا ببرد. ضمن آنکه ایجاد رسوب از میزان تولید روزانه کاسته و راندومان سیستم را کاهش می‌دهد.

آنتی اسکالات یک ماده شیمیایی با فرمولاسیون خاص است که از ایجاد رسوب جلوگیری کرده و سبب سالم ماندن فیلترهای ممبران می‌شود؛ از این رو نقش بسیار مهمی در حفظ کیفیت و عمر ممبران دارد.

اضافه کردن آنتی اسکالانت جزو برنامه‌های پیش تصفیه شناخته می‌شود که تا قبل از فرآیند RO باید به مقدار مناسب به آب اضافه شده باشد. با توجه به تفاوت فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت‌ها، میزان اثر بخشی آنها و اینکه زمان ماندگاری برای هرکدام متفاوت با دیگری است، زمان و نحوه اضافه کردن آنتی اسکالانت به آب نیز یکسان نخواهد بود.

آنتی اسکالانت Antiscalant باید بتواند طیف گسترده‌ای از عوامل ایجاد کننده‌ی رسوب را شامل شود و هرچه در این زمینه تواناتر باشد، ارزش آن بیشتر می‌شود. از آنجا که آب ورودی به فیلتر ممبران دارای فشار بسیار بالایی است، آنتی اسکالانت را به کمک تجهیزات خاصی که به نام دوزینگ پمپ شناخته می‌شوند، به آب ورودی پِرشِر وِسل ممبران تزریق می‌کنند. 

اهمیت و نقش استفاده از آنتی اسکالانت در تصفیه آب

در صورت وجود هر کدام از شرایط زیر، شما با مشکل رسوب‌گذاری روبرو خواهید شد:

• عدم استفاده از مواد ضد رسوب
• استفاده از آنتی اسکالانت نامرغوب
• انتخاب آنتی اسکالانت اشتباه که مناسب رسوبات و آلاینده‌های آب خام ورودی نباشد.
• تزریق دوز کمتر از مقدار لازم

اگر هر کدام از موارد بالا اتفاق بیافتد، دستگاه تصفیه آب صنعتی شما دیر یا زود با مشکلات متعددی روبرو خواهد شد. برخی از رایج ترین مشکلات رسوب گذاری در سیستم RO عبارتند از:

• ایجاد کریستال‌های رسوب روی غشاء ممبران

• گرفتگی منافذ فیلتر ممبران به دلیل انباشته شدن رسوب و در نتیجه کاهش جریان عبوری آب

• بازتر شدن برخی از منافذ و پارگی مویرگی غشاء به دلیل برخورد کریستال‌های رسوب که سخت و دندانه‌دار هستند و متعاقب آن افزایش TDS آب تصفیه
• افزایش هدر رفت آب و کم شدن بهره‌وری سیستم

• کاهش نرخ تولید آب تصفیه (کم شدن ظرفیت دستگاه)
• افزایش فشار کاری پمپ‌های طبقاتی که سبب بالا رفتن استهلاک و کم شدن عمر پمپ می‌شود.
• افزایش مصرف برق به دلیل کارکرد پُر فشار پمپ‌ها

• نیاز به شستشوی ممبران و بازیابی آن در زمان‌های کوتاه، که هزینه‌های نگهداری را افزایش می‌دهد.
• عمر ممبران پس از هر بار شستشو و بازیابی کمتر از حالت قبل می‌شود.
• کم شدن دقت فیلتر ممبران صنعتی و کاهش کیفیت آب تصفیه
• نیاز به تعویض زود هنگام فیلتر ممبران
• رسوب‌گذاری در لوله‌ها و کاهش دبی آبِ در جریان
• رسوب‌گذاری در تجهیزات اندازه‌گیری دقیق که به صورت اینلاین نصب شده‌اند.

این نکته را نیز در نظر داشته باشید که استفاده از آنتی اسکالانتِ بی‌کیفیت نیز به اندازه عدم استفاده از آن می‌تواند به سیستم تصفیه آب صنعتی صدمه وارد کند. بنابراین باید از فرمولاسیون درست و تطبیق با نیازِ دستگاه بر حسب کیفیت آب ورودی مطمئن باشید. 

کارشناسان تصفیه آب بهاب می‌توانند به صورت رایگان شما را در انتخاب و خرید آنتی اسکالانت با کیفیت راهنمایی کنند. جهت مشاوره و ثبت سفارش، کافیست فرم تصفیه آب و فاضلاب صنعتی بهاب را تکمیل نموده و یا از طریق شماره تلفن‌های 02186027905 - 02634606148 ، واتس اپ و تلگرام 09359103243 و یا چت آنلاین با کارشناسان تصفیه آب بهاب در ارتباط باشید. 

مزایای استفاده از آنتی اسکالانت

بکارگیری آنتی اسکالانت Antiscalant درست و با کیفیت، می‌تواند مزایای زیر را به همراه داشته باشد:

• افزایش چشمگیر عمر فیلترهای ممبران استفاده شده در بخش RO
• کاهش هزینه تعویض فیلترهای ممبران
• کم شدن نیاز به سرویس و شستشوی فیلترهای ممبران، که خود سبب کم شدن قابل ملاحظه هزینه نگهداری می‌شود.
• افزایش بهره‌وری دستگاه تصفیه آب صنعتی
• پایدار نمودن میزان خروجی آب تصفیه از لحاظ کیفی و کمّی

آشنایی با انواع رسوب در غشاء ممبران

رسوب یا Scale به هر نوع نمک یا ترکیب مواد معدنی اطلاق می‌شود که با چسبندگی بالا می‌توانند روی سطوح و خصوصا روی غشاء RO بنشینند. ایجاد رسوب که با نام Scaling شناخته می‌شود، به معنای قرارگیری و چسبیدن سختِ ذرات بر روی یک سطح است. در فیلتر ممبران این رسوب‌گذاری سبب مسدود شدن منافذ بسیار ریز غشاء RO خواهد شد. انواع مختلفی از رسوبات غشایی و اسکالن‌ها وجود دارند که نوع و مقدار آنها بر حسب منبع آب ورودی می‌تواند متفاوت باشد. رایج‌ترین رسوباتی که در فیلتر ممبران صنعتی ایجاد می‌شوند و باید از طریق آنتی اسکالانت جلوی ایجاد آنها را گرفت، عبارتند از:

• ترکیبات با ظرفیت بالا:
  • کربنات کلسیم Calcium Carbonate با فرمول CaCO₃
  • سولفات کلسیم Calcium Sulphate با فرمول CaSO₄
  • سولفات باریم Barium Sulphate با فرمول BaSO₄
  • سولفات استرانسیوم Strontium Sulphate با فرمول SrSO₄
• ترکیبات با ظرفیت کم:
  • فسفات کلسیم Calcium Phosphate با فرمول Ca₃(PO₄)₂
  • فلوراید کلسیم Calcium Fluoride با فرمول CaF₂
• سایر مواد:
  • آهن Iron
  • مواد کلوئیدی Colloidal Material
  • سیلیس Silica 

دلایل ایجاد رسوب در فیلتر ممبران صنعتی

در صنعت تصفیه آب، رسوب‌گذاری بیشتر در بخش اسمز معکوس RO اتفاق می‌افتد. زیرا در این واحد، مواد ایجاد کننده‌ی سختی از آب جدا شده و در پشت غشاء ممبران قرار می‌گیرند. علاوه بر ترکیبات ایجاد کننده رسوب، نمک و شوری، مواد معدنی، املاح آلی و میکروارگانیسم‌ها نیز توسط فیلتر ممبران از آب جدا شده و همه اینها منجر به تولید پساب بسیار غلیظ درون پِرشِر وِسل می‌شوند. این آلاینده‌ها به دلیل غلظت بالا و وجود شرایط محیطی، تمایل زیادی به رسوب‌گذاری روی غشاء ممبران دارند. زمانی که یک سیستم تصفیه آب با نسبت‌های بالایِ بازیابی تنظیم گردد، تحت فشار بیشتری نیز قرار گرفته و ایجاد رسوب چند برابر می‌شود. زیرا مقدار ترکیبات ایجاد کننده‌ی سختی، به دلیل اشباع آب از املاح، از سطح حلالیت بالاتر رفته و به سرعت متبلور می‌شوند. انسداد روزنه‌های غشاء ممبران منجر به کاهش شار نفوذی آب شده و در پیِ آن راندومان سیستم به شکل قابل ملاحظه‌ای کم خواهد شد. این موضوع شما را وادار به اجرای عملیات سرویس و نگهداری و حتی تعویض فیلتر ممبران می‌کند که هزینه‌های زیادی را به شما تحمیل خواهد نمود.

موارد زیر می‌توانند شدت رسوب‌گذاری را افزایش دهند:

• بالا بودن میزان سختی آب ورودی
• افزایش میزان PH آب خام ورودی
• افزایش دمای آب ورودی
• عدم سرویس و شستشوی به موقع فیلتر ممبران که سبب ایجاد کلونی‌های رسوب روی آن می‌شود. 

کدام بهتر است؟ رسوب زدایی یا جلوگیری از ایجاد رسوب؟

رسوب‌زدایی به معنی شستشوی سیستم RO و حذف رسوبات ایجاد شده به کمک مواد شیمیایی اسیدی و قلیایی است. اما فرآیند تزریق آنتی اسکالانت متفاوت بوده و تلاش می‌کند جلوی ایجاد رسوب را بگیرد. از نظر اقتصادی ترجیح داده می‌شود که از تشکیل رسوب جلوگیری گردد، حتی اگر مواد شیمیایی قدرتمند و موثری برای حذف و پاکسازی رسوبات وجود داشته باشند. رسوب اغلب مسیرهای ورودی به پِرشِر وِسل و همچنین قطعات حساسی مانند سوییچ‌های فشار بالا و پایین، گیج‌های فشار، TDS مترهای آنلاین و ... را آلوده کرده و به همین دلیل پاکسازی آنها کاری سخت و زمان بر خواهد بود. ضمن آنکه ایجاد رسوب و استفاده از مواد اسیدی و قلیایی برای پاکسازی آن، به غشاء ممبران صدمه وارد کرده و هیچ‌گاه پس از رسوب زدایی، بهره‌وری به 100 % مقدار قبلی باز نمی‌گردد. به همین دلیل اکیدا توصیه می‌شود با کمک مواد آنتی اسکالانت از ایجاد رسوب جلوگیری شود. 

روش‌های جلوگیری از ایجاد رسوب و جایگاه آنتی اسکالانت

تزریق مقدار مناسب از مواد ضد رسوب، به عنوان رایج‌ترین و بهترین راه مقابله با رسوبات شناخته می‌شود. با اینحال دو راهکار دیگر هم وجود دارد که می‌توانند به موازات استفاده از آنتی اسکالانت در نظر گرفته شوند. البته هرکدام مزایا و معایب خود را دارد:

• افزودن اسید به آب: یکی از قدیمی‌ترین و ساده‌ترین روش‌های مقابله با ایجاد رسوب، اسیدی کردن آب است. زیرا هرچه میزان قلیاییت آب افزایش یابد، سرعت و تمایل ایجاد رسوب برای کربنات کلسیم بیشتر می‌شود. از این رو با اسیدی کردن آب ورودی به RO، تلاش می‌گردد از شدت رسوب‌گذاری آنها کاسته شود. متاسفانه این روش برای سایر عوامل ایجاد کننده رسوب زیاد موثر نیست. ضمن آنکه ممکن است سبب افزایشِ خوردگی، مستهلک و خراب شدن سیستم و تجهیزات شود. از طرف دیگر آب تصفیه شده‌ی خروجی نیز دارای ph نسبتا اسیدی خواهد شد. نکته دیگر اینکه عموما هزینه اضافه نمودن اسید به آب بیشتر از آنتی اسکالانت خواهد بود. علاوه بر آن شما به مخازن، تجهیزات تزریق و لوله‌کشی مقاوم در برابر اسید نیاز دارید و این موضوع مجددا هزینه‌های تولید آب تصفیه شده را بالا می‌برد. این را هم در نظر بگیرید که با اضافه کردن اسید، دی اکسید کربن بیشتری در آب تولید شده و لازم است راه حلی همانند سیستم رزین تبادل یونی، برای خارج نمودن گازها از آب در نظر گرفت که به نوبه خود هزینه بر است.
• سختی گیری: می‌توان با طراحی و نصب سیستم پیش تصفیه سختی گیر رزینی، بخش عمده سختی آب را حذف نمود. عموما مخازن تبادل رزینی با قابلیت احیاء خودکار برای این منظور در نظر گرفته می‌شوند. اگرچه این روش دارای عیب خاصی نیست، منتها هزینه تولید سیستم را به دلیل نیاز به طراحی و نصب ماژول سختی گیر رزینی، به صورت چشمگیری افزایش می‌دهد. 

در مقابل همه موارد گفته شده، آنتی اسکالانت‌ها عموما مواد شیمیایی ارزانتری نسبت به اسید بوده و عموما نیاز به هزینه‌های اضافی برای تامین یک سیستم امن ندارند. حتی اگر استفاده از سیستم‌های رزین تبادل یونی (رزین تعویض یونی) را هم در نظر بگیریم که ارزانتر از استفاده از اسید تمام خواهند شد، باز هم در هیچ شرایطی هزینه نرم نمودن یک لیتر آب با سیستم سختی‌گیر، کمتر از تزریق آنتی اسکالانت برای جلوگیری از رسوب نیست. به همین دلیل در کارهای تجاری و تولید بالای آب، خصوصا زمانی که ترکیبات ایجاد کننده سختی به مقدار زیادی در آب وجود دارند، راهی مقرون به صرفه‌تر از تزریق انتی آسکالانت وجود ندارد.

برای آنکه مقایسه‌ای از هزینه‌های استفاده از آنتی اسکالانت و نصب سیستم سختی گیر رزینی داشته باشید، یک نمونه مطالعاتی ارائه می‌کنیم. اطلاعات زیر بر اساس یک دستگاه تصفیه آب صنعتی با توان 17 متر مکعب در هر ساعت (280 لیتر در هر دقیقه) ارائه می‌شود که روی بازیابیِ 75 % تنظیم شده است: 

• هزینه طراحی و نصب تجهیزات اولیه:
  • سیستم تزریق آنتی اسکالانت: کل تجهیزات مورد نیاز، یک دوزینگ پمپ با توان تزریق 2 تا 5 ppm و یک مخزن ذخیره می‌باشد. این سیستم حدود 2000 $ هزینه دارد و برای آب‌های با سختی 10 تا 250 ppm نیز کارایی دارد.
  • سیستم سختی گیر رزینی: مخزن FRP با گنجایش 1.2 متر مکعب برای رزین در نظر گرفته شده است. برای سختی‌های بالاتر از 50 ppm یک سیستم یدک نیز لحاظ گردیده است. بنابراین برای آب‌های با سختی 10 تا 20 ppm حدود 20،000 $ و برای آب‌های با سختی 50 تا 250ppm  حدود 40،000 $ هزینه در بر دارد.
• هزینه مواد مصرفی:
  • خرید آنتی اسکالانت: 1300 $ در سال، برای آب‌های با سختیِ 10 تا 100 ppm و حدود 1600 $ برای آب‌های با سختی 250 ppm خواهد بود.
  • خرید نمک احیاء برای سختی گیر رزینی: عمده مصرف در سختی گیر رزینی، نمک خشک شده در کوره است که حدود 0.34 دلار به ازای هر کیلوگرم هزینه دارد. با توجه به اینکه با افزایش سختی، دوره‌های احیاء کوتاه شده و مصرف نمک بالاتر می‌رود، هزینه‌های نگهداری سیستم سختی‌ گیر رزینی مرتبا افزایش خواهد یافت. هزینه نمک برای آب‌های با سختی 10 ppm حدود 1900 $ در سال، برای آب‌های با سختی 20 ppm حدود 3800 $ در سال، برای آب‌های با سختی 50 ppm حدود 9500 $ در سال، برای آب‌های با سختی 100 ppm حدود 23000 $ در سال و برای آب‌های با سختی 20 ppm حدود 47000 $ در سال برآورد می‌شود.

همانگونه که داده‌ها نشان می‌دهند، هزینه اولیه‌ی اجرا و مواد مصرفی برای آنتی اسکالانت تقریبا ثابت و مقدار ناچیزی می‌باشد. در مقابل، هزینه راه اندازی و نگهداری سیستم سختی گیر رزینی به مراتب بیشتر است.  

روش کار آنتی اسکالانت‌ها

آنتی اسکالانت‌ها مواد فعال سطحی هستند که به سه روش اصلی جلوی انجام واکنش‌هایی که نهایتا منجر به ایجاد سختی می‌شوند را می‌گیرند:

• کلات سازی Chelation: آنتی اسکالانت‌ها با ایجاد یک واکنش استوکیومتری Stoichiometric یک ترکیب پیچیده را با کاتیون‌های تشکیل دهنده رسوب ایجاد می‌کنند. این ترکیبات حلالیت نمک‌های محلول را افزایش داده و از رسوب‌گذاری آنها جلوگیری می‌کند.
• مهار آستانه Threshold Effect: آنتی اسکالانت‌ها این توانایی را دارند که نمک‌ها را به صورت فوق اشباع در آب نگه دارند. این کار با افزایش آستانه یا حد بالای انحلال نمک‌ها انجام می‌شود. در پرشروسل که حد اشباعی از محلول‌های نمک و ترکیبات سختی وجود دارد، آنتی اسکالانت باید بتواند نمک‌ها و ترکیبات سختی را که از منبع آب ورودی وارد آب می‌شوند، بصورت محلول نگه داشته و اجازه ندهد به دلیل اشباع بودن محلول درون هوزینگ ممبران، به سرعت رسوب کنند.
• اصلاح ساختار Crystal Lattice Distortion: این خاصیت یک آنتی اسکالانت است که می‌تواند اشکال کریستالی رسوبات را تغییر داده و سبب ایجاد کریستال‌های نرم و غیر چسبنده شود. زمانی که یک کریستال از رسوب شروع به تشکیل می‌کند، گروه‌های منفی واقع بر روی مولکول آنتی اسکالانت به بارهای مثبت هسته‌های رسوب حمله کرده و تعادل الکترونیکی کریستال را به هم می‌زنند. با از بین رفتن تعادل یونی رسوب، رشد کریستال متوقف می‌شود. هنگامی که کریستال‌های رسوب با آنتی اسکالانت‌ها ترکیب می‌شوند، معمولا شکلِ دارای اعوجاج و دندانه‌دار خود را از دست داده و به صورت بیضی و با سطح صاف‌تر تبدیل می‌شوند. به همین دلیل چسبندگی کمتری پیدا می‌کنند.
• پراکنده نمودن یا دیسپرسانتی Dispersion: برخی از آنتی اسکالانت‌ها این توانایی را دارند که جذب کریستال‌ها و ذرات کلوئیدی شده و با نشستن روی آنها بار آنیونی را بالا ببرند. این کار سبب جدا شدن کریستال‌های رسوب از یکدیگر شده و آنها را درون آب پراکنده می‌کند. این کریستال‌های دارای بار بالا، همچنین به شکل موثری از اطراف ذرات دارای بار ثابت که روی غشاء ممبران نشسته‌اند، دور می‌کند.  

ترکیبات و ساختار شیمیایی آنتی اسکالانت

در سال‌های اخیر نسل‌های جدیدی از آنتی اسکالانت تولید شده‌اند که اثر بخشی بالاتری داشته و استفاده آنها به صورت تجاری نیز مقرون به صرفه‌تر است. این آنتی اسکالانت‌ها عموما مخلوطی از پلی‌کربوکسیلات‌ها Polycarboxylates و پلی‌اکریلات‌ها Polyacrylates بوده که وزن‌های مولکولی متفاوتی دارند. برای تولید و استفاده از یک آنتی اسکالانت که به اندازه کافی موثر باشد و بتواند از رسوب همه ترکیبات موجود در آب جلوگیری کند، باید این موارد مورد بررسی کارشناس قرار گیرند:

در گام اول باید احتمال تشکیل رسوبات بررسی و محاسبه شود. در این خصوص روش‌های پیش‌بینی میزان ایجاد رسوب وجود دارند. این کار خود به دانش بالایی در زمینه تجزیه و تحلیل آب و ناخالصی‌های موجود در آن نیاز دارد. نوع آنتی اسکالانت مورد نیاز و همچنین مقدار استفاده در هر لیتر، پس از محاسبات بالا ممکن خواهد بود. اگرچه بسیاری از افراد به صورت غیر تخصصی، یک یا چند نوع آنتی اسکالانت را برای هر نوع کاربردی پیشنهاد کرده و استفاده می‌کنند، اما در حقیقت رسیدن به بهترین کارایی تنها با بررسی فوق و شناسایی آنتی‌اسکالانت مناسب ممکن خواهد بود. به صورت عمومی، آنتی اسکالانت‌ها شامل ترکیباتی از فسفونات Phosphonate، کربوکسیلیک Carboxylic و سولفونیک Sulphonic هستند. این مواد تمایل زیادی برای قرارگیری روی سطوح ذرات ایجاد کننده سختی داشته و به راحتی روی آنها می‌نشینند. با این کار از رشد کریستال‌های رسوب جلوگیری کرده و آنها را در وضعیت فوق اشباع درون آب نگه میدارند.

شرکت بهاب می‌تواند با دریافت آنالیز آب ورودی، شما را در انتخاب و خرید آنتی اسکالانت مناسب یا ترکیب بهینه آن یاری کند.
شماره‌های تماس جهت مشاوره و خرید 02186027905 - 02634606148 ، واتس اپ و تلگرام 09359103243

ضد رسوب‌ها بر اساس مشخصات فنی، ترکیبات شیمیایی، شکل و میزان ph به چند دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه به تشریح این دسته بندی‌ها می پردازیم.

دسته بندی آنتی اسکالانت‌ها از لحاظ ساختار شیمیایی

از نظر ترکیب شیمیایی، آنتی اسکالانت‌ها به سه دسته مختلف تقسیم می‌شوند:

• آنتی اسکالانت‌های بر پایه فسفر که با نام Phosphorus Based شناخته می‌شوند. این ضد رسوب‌ها سهم بالایی در بازار تصفیه آب دارند که دلیل آن هم عملکرد قابل قبول و قیمت مقرون به صرفه آنها است. این دسته عمدتا دارای گروه عاملی فسفات و کربوکسیلیک اسید -COOH هستند و در صورت وجود رسوبات از نوع کربنات و سولفات، می‌توانند بسیار موثر واقع شوند. البته قدرت پراکنده کردن ذرات رسوب که نهایتا باید از چسبیدن آنها به هم جلوگیری کند، در این دسته ضعیف است. این گروه از مواد ضد رسوب خود به دو دسته تقسیم می‌شوند:
  • فسفات‌ها Phosphates: به ترکیباتی گفته می‌شود که دارای پیوندهای اکسیژن و فسفر P-O با یون ارتوفسفات 3^-[PO4] هستند. به عنوان نمونه، هگزامتافسفات سدیم (SHMP) یک نوع از این آنتی اسکالانت‌ها می‌باشد.
  • فسفونات‌ها Phosphonates: ترکیباتی که دارای یک یا چند گروه C-PO(OH)₂ هستند. این ترکیبات به دلیل داشتن پیوندهای قوی کوالانسی کربن و فسفر C-P، پایداری بیشتری نسبت به فسفات‌ها دارند.
• آنتی اسکالانت‌های تولید شده بر پایه پلیمرهای مصنوعی یا Synthetic Polymeric: این ضد رسوب‌ها در حال جایگزین شدن با آنتی اسکالانت‌های پایه فسفر هستند. در آنها ترکیبات متنوعی از گروه‌های موثر در رسوبات استفاده شده است. از آنجا که در این آنتی اسکالانت‌های پلیمری، از چندین عامل باز دارنده رسوب استفاده شده، در مجموع عملکرد بهتری دارند. وزن مولکولی در این ضد رسوب‌ها بالا است و به همین دلیل در آب‌های با سختی بالا کاربرد بیشتری دارد. این مواد غیر سمی بوده و حتی تماس آنها با دست و بدن، منجر به بروز مشکل خاصی نخواهد شد. از مزیت دیگر آنها می‌توان به خورندگی پایین اشاره نمود. آنتی اسکالانت‌های پلیمری همچنین توانایی بالایی در مقابله با جلبک و آلاینده‌هایی زیستی دارند. به همین دلیل در آب شیرین‌کن‌های دریایی زیاد استفاده می‌شوند.
• آنتی اسکالانت‌های دوستدار محیط زیست Environment Friendly Antiscalant: دسته نوظهور دیگری هستند که  در حال جایگزینی با موارد قدیمی‌تر می باشند. در این دسته از آنتی اسکالانت‌ها عموما فسفر استفاده نمی‌شود، به سرعت در طبیعت تخریب شده و به مواد بی‌خطر تبدیل می‌گردند. همچنین از لحاظ اقتصادی نیز بسیار مقرون به صرفه هستند. به عنوان نمونه می‌توان از آنتی اسکالانت‌های PASP و PESA نام برد. 

انواع آنتی اسکالانت از لحاظ ph

درجه ph آنتی اسکالانت می‌تواند مبنایی برای دسته بندی آن باشد:

• آنتی اسکالانت‌ اسیدی: ph در این ضد رسوب‌ها عموما کمتر از 3 است. در آب‌هایی که رسوبات از نوع کربنات کلسیم هستند، کاربرد زیادی دارند.
• آنتی اسکالانت‌ خنثی: ph آنها بین 5 تا 7 می‌باشد. می‌توان آنها را در تمام آبها مورد استفاده قرار داد.
• آنتی اسکالانت قلیایی: درجه ph آنها معمولا بالاتر از 8 می‌باشد و پایه آنها فسفات است؛ در آب‌هایی که میزان املاح زیادی دارند و TDS آب بالا است، کاربرد بیشتری دارند. اگر رسوب از نوع سولفاته باشد این آنتی اسکالانت اثر بیشتری خواهد داشت. ضد رسوب‌های قلیایی همچنین برای جلوگیری از رسوب فلزاتی مانند منگنز، آلومینیوم و آهن، کاربرد زیادی دارند. آنتی اسکالانت معروف جنسیس در این دسته قرار دارد.   

انواع آنتی اسکالانت از لحاظ شکل

• آنتی اسکالانت جامد Solid Form (Balls): برای مصارف نیمه صنعتی و خانگی می‌توان انواع آنتی اسکالانت‌ جامد را که به شکل گلوله‌های کوچکی تولید شده‌اند، بکار برد. عموما این گوی‌ها را درون محفظه فیلتر الیافی قرار می‌دهند. این مواد به مرور حل شده و وارد آب می‌شوند.
• آنتی اسکالانت مایع Liquid Form (Chemical): در دستگاه تصفیه آب صنعتی، حتما باید از آنتی اسکالانت مایع استفاده نمود. پرکاربردترین آنتی اسکالانت‌ها به صورت مایع هستند. در این سیستم‌ها، آنتی اسکالانت را از طریق یک پمپ تزریقِ دقیق (دوزینگ پمپ) وارد آب ورودی به ممبران می‌کنیم. دوزینگ پمپ سرعت مشخصی داشته و حجم تعیین شده از ماده شیمیایی را در زمان‌های مقرر وارد آب می‌کند.
• آنتی اسکالانت پودری: در برخی موارد می‌توان از پودر مواد ضد رسوب استفاده نمود. این پودرها از ایجاد رسوب در فیلترهای تصفیه آب جلوگیری می‌کنند.

کاربرد آنتی اسکالانت

مواد ضد رسوب در جایی بکار گرفته می‌شوند که:

• احتمال ایجاد رسوب بالا باشد.
• ایجاد رسوب منجر به تحمیل هزینه‌ها و خسارات بالایی شود.
• سایر روش‌های جلوگیری از ایجاد رسوب قابل اجرا نبوده یا مقرون به صرفه نباشند.

یکی از مهمترین کاربردهایی که شرایط بالا را دارد، دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO) صنعتی است. خصوصا در بخش اسمز معکوس که غلظت آلاینده‌ها به شدت بالا می‌رود، گاهی استفاده از آنتی اسکالانت تنها راه ممکن است. عملکرد غشاء اسمزی اینگونه است که آب خالص را از خود عبور داده و سایر آلاینده‌ها، نمک‌ها، آهک‌ها و رسوبات در سمت دیگر غشاء باقی می‌مانند. با توجه به اینکه سیستم RO تحت فشار بالایی کار می‌کند، وجود این حجم از ذرات رسوبی، سبب ایجاد کلونی‌های زیادی می‌شود. ذرات به صورت کریستال‌های سختی متبلور گردیده و روی غشاء ممبران رسوب می‌کنند. تزریق آنتی اسکالانت به آب ورودی ممبران یک راه حل کاربردی و رایج است.

مهمترین کاربردهای آنتی اسکالانت عبارتند از:

• دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی
• دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس صنعتی خصوصا اگر آب ورودی شور یا آب دریا باشد.
• سیستم‌ تصفیه آب اولترافیلتراسیون UF و تصفیه آب نانو فیلتراسیون NF
• سیستم‌های تاسیساتی و خنک کننده
• سیستم‌های حرارتی مانند دیگ‌های بخار و آب داغ  

چگونگی بررسی کیفیت آنتی اسکالانت

استفاده از آنتی اسکالانت زمانی موثر است که رسوب‌گذاری در سیستم اتفاق نیافتد. بنابراین ساده‌ترین راه حلِ درک این موضوع که آیا آنتی اسکالانتِ استفاده شده مناسب و با کیفیت بوده یا نه، بررسی نتایج حاصل از مصرف آن است. برای این منظور بهتر است شاخص‌های کیفی آب ورودی مانند TDS و سختی آن را برای یک دوره مشخص ثبت کنیم. همچنین آنالیزهایی از کیفیت آب ورودی، نوع آلاینده‌های موجود و مقدار آنها تهیه کنیم. این کار برای اطمینان از عدم تغییر پارامترهای آب ورودی است. سپس کیفیت و دبی آب تصفیه شده و پساب را نیز برای این دوره ثبت نماییم. از آنجا که با رسوب‌گذاری، شار نفوذی کم شده و دبی آب تولید کم خواهد شد، به راحتی می‌توان اثر بخشی آنتی اسکالانتِ استفاده شده را بررسی نمود. کنترل فشار ورودی و خروجی نیز در این دوره می‌تواند مفید واقع شود. بهتر است در زمان‌های تعیین شده، ممبران‌ها را نیز خارج کرده و به صورت چشمی وضعیت آن را از لحاظ سلامت یا ایجاد رسوب بررسی کرد.

ممکن است عدم کارایی آنتی اسکالانت به دلیل دوز نامناسب تزریق آن باشد. بهتر است به محض مشاهده ایجاد رسوب یا تغییر در پارامترهای کیفی و کمی دستگاه تصفیه آب صنعتی، نسبت به بررسی مجدد دوز مورد نیاز و اعمال تغییرات لازم اقدام شود. اگر لازم باشد باید آنتی اسکالانت خود را عوض نمایید.

نکته مهم دیگر که باید در نگهداری دستگاه تصفیه آب صنعتی رعایت شود این است که دوزهای مختلف آنتی اسکالانت را برای دوره‌های مختلف سیستم در نظر گرفت و اثر رسوب‌زدایی آن را در مقابل هزینه انجام شده و سرویس‌های دوره‌ایِ لازم، بررسی نمود. این کار که البته باید توسط کارشناس فنی انجام پذیرد، شما را کمک می‌کند که پس از یک دوره مصرفِ مثلا 6 ماهه، میزان مناسب و مقرون به صرفه‌ی آنتی اسکالانت را تعیین کنید. چیزی که در بررسی و محاسبه اول شاید با این دقت ممکن نباشد.

یک روش دیگر برای بررسی کارایی آنتی اسکالانت، استفاده از خدمات آزمایشگاه‌های تخصصی شیمی است.  

استفاده از آنتی اسکالانت چه عوارض و ملاحظاتی دارد؟

شاید بخواهید بدانید که آیا استفاده از آنتی اسکالانت‌ها در آب ورودی به سیستم تصفیه ضرری دارد یا نه؟

استفاده از ضد رسوب آنتی اسکالانت برای حفظ سلامت ممبران‌ها بسیار مهم است و با توجه به هزینه‌ی مقرون به صرفه آن، تقریبا به راهکار عمومی در این زمینه تبدیل شده است. از این رو نمی‌توان آن را از سیستم حذف نمود. به صورت کلی استفاده از آنتی اسکالانت ضرری نداشته و همراه پساب از سیستم خارج می‌شود. تنها در صورتیکه از آنتی اسکالانت‌های اسیدی استفاده شود، باید لوله کشی، مخازن و تجهیزات قرار گرفته در مسیر آن مقاومت خوبی نسبت به ph اسیدی داشته باشند. در غیر اینصورت ممکن است به مرور با مشکل خوردگی روبرو شوید.

دقت داشته باشید که آنتی اسکالانت‌های نامرغوب، نه تنها سبب گرفتگی و خرابی فیلترهای ممبران می‌شوند، بلکه به تجهیزات سیستم نیز صدمه خواهند زد.

آشنایی با نحوه تزریق صحیح آنتی اسکالانت به سیستم تصفیه آب

مواد ضد رسوب باید قبل از فیلتر ممبران وارد آب شوند. بهترین محل برای تزریق آنتی اسکالانت، بعد از فیلترهای شنی و کربنی و قبل از فیلتر میکرونی کارتریجی است. آنتی اسکالانت را به هیچ عنوان نباید قبل از فیلتر کربنی وارد آب نمود. زیرا توسط کربن جذب و از آب خارج می‌شود. نکته دیگر اینکه، بهتر است آنتی اسکالانت را پس از متابی‌سولفیت‌سدیم به آب وارد کنید.

معمولا آنتی اسکالانت را با آب نرم و تصفیه شده رقیق کرده و سپس توسط دستگاهی به نام دوزینگ پمپ در مسیر جریان آب ورودی به فیلتر ممبران وارد می‌کنند. مقدارِ تزریق شده در هر مرتبه و زمان بین آنها، باید با توجه به میزان رسوب موجود در آب و نوع آنتی اسکالانت، توسط کارشناس فنی محاسبه و تنظیم شود. کارشناسان بهاب می‌توانند در این زمینه مشاوره فنی و تخصصی ارائه نمایند.

مقدار دوز لازم برای تزریق آنتی اسکالانت

تعیین مقدار آنتی اسکالانت لازم، به عوامل بسیاری بستگی دارد. برخی از مهمترین آنها عبارتند از:

• نوع آلاینده‌های موجود در آب ورودی
• میزان رسوبات و آلاینده‌های آب ورودی
• مقدار ph آب خام ورودی
• دمای آب ورودی
• دبی آب ورودی به فیلترهای ممبران

بر اساس موراد اشاره شده، کارشناس فنی می‌تواند مقدار مناسب آنتی اسکالانت را پیشنهاد نماید. در این زمینه نرم افزارهایی نیز تولید شده‌اند که می‌توان به CoRoLa-T اشاره نمود. این نرم افزار قدیمی تحت ویندوز کار می‌کند. نرم افزار Membrane Master نیز در زمینه انتخاب مناسب‌ترین آنتی اسکالانت و میزان تزریق درست بر اساس کیفیت آب خام ورودی، کاربرد دارد.

در صورت عدم دسترسی به نرم افزار، می‌توانید از طریق فرمول زیر مقدار آنتی اسکالانت لازم را محاسبه کنید:

Dosage (ppm) = [ (V₁ * S.G * 1000) / (Q * V₂)] * Dosing Rate

که در آن متغیرها بدین شرح می‌باشند:

V₁= حجم آنتی اسکالانت بر حسب لیتر   Volume of Antiscalant - Lit

S.G=  چگالی مخصوص آنتی اسکالانت   Specific Gravity of Antiscalant

Q= دبی آب خام ورودی بر حسب متر مکعب در ساعت   Feed Flow Rate - m³/hr

V₂=حجم آب رقیق شده بر حسب لیتر   volume of diluted water - Lit

Dosing Rate - Lit/hr    مقدار دوز تزریق شده بر حسب لیتر در ساعت

به صورت کلی، دوز استفاده از آنتی اسکالانت‌ها معمولا بین 1 تا 6 ppm است. یعنی به ازای هر مترمکعب آب خام ورودی، بین 1 تا 6 گرم آنتی اسکالانت وارد سیستم می‌کنند. 

بهترین برندهای آنتی اسکالانت

از انجا که استفاده از نوع ماده ضد رسوب، بستگی به ترکیبات ایجاد کننده سختی و میزان آنها دارد، شرکت‌های تولید کننده سعی می‌کنند ترکیبات موثری را به صورت فرمول آنتی اسکالانت برای مصارف مختلف ارائه کنند تا بیشترین اثر بخشی را داشته باشد. معروف‌ترین شرکت‌هایی که دارای فرمول‌های اختصاصی آنتی اسکالانت هستند عبارتند از:

• ACCENT 1100 یا هموپلیمر کربوکسیلیک Carboxylic Homopolymer
• ACCENT 1123 یا کوپلیمر کربوکسیلیک Carboxylic Copolymer
• Calgon یا کالگون یا هگزامتافسفات سدیم Sodium Hexametaphosphate
• Flocon یا فلوکون یا پلی اکریلیک اسید Polyacrylic Acid
• Permatreat یا ارگانو فسفونات Organophosphonate

در ادامه برخی از معتبرترین برندهای تولید کننده آنتی اسکالانت معرفی می‌شوند: 

• آنتی اسکالانت جنسیس Genesys: از دسته ضد رسوب‌های پایه فسفات می‌باشد و تقریبا برای اغلب رسوبات کاربرد دارد. ماده اصلی آن اسید فسفونیک می‌باشد. این ضد رسوب برای ترکیباتی نظیر سولفات‌ها، کربنات، فلزات سه ظرفیتی نظیر آلومینیوم، آهن و منگنز، کاربرد دارد. شرکت تولید کننده نرم افزاری تحت عنوان Genesys Membrane Master دارد که می‌توانید برای محاسبه مقدار دوز مناسب از آن استفاده کنید. این ضد رسوب عموما در گالن‌های 25، 250، 1300 لیتری در بازار وجود دارد.
• آنتی اسکالانت فلوکن 260 : این ضد رسوب که بر پایه پلی کربوکسیلیک اسید است تقریبا چند منظوره بوده و برای طیف وسیعی از رسوبات کاربرد دارد. فلوکن 260 دارای ph نزدیک به 2 بوده و به همین دلیل اسیدی محسوب می‌شود.
• آنتی اسکالانت آویستا Avista : این شرکت آنتی اسکالانت‌های مختلفی را تولید می‌کند که تحت نام Vitec و در مدل‌های 1000، 2000، 3000 و 4000 عرضه می‌شوند. آویستا عموما در گالن‌های 25، 230 و 1100 لیتری وجود دارد و برای رسوبات کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، سولفات باریم، فلوراید کلسیم، سولفات استرانسیوم و همچنین سیلیکا مناسب است. شرکت آویستا نرم‌افزاری تحت عنوان Avista Advisor برای محاسبه مقدار دوز مناسب برای هر نوع سختی آب دارد.
• آنتی اسکالانت Dequest : این ماده ضد رسوب برای ترکیبات کربنات کلسیم، فلوراید کلسیم و اکسیدهای فلزی بسیار موثر است.  

شرایط نگهداری آنتی اسکالانت

با توجه به اینکه ضد رسوب آنتی اسکالانت ماده‌ای شیمیایی است، بهتر است موارد زیر را در نگهداری آن رعایت کنید:

• ظرف نگهداری آن کاملا در بسته بوده و راهی برای نفوذ هوا به آن نباشد.
• ترجیحا درون مخازن یا بشکه‌های پلاستیکی یا پلی اتیلن مقاوم نگهداری شود.
• محیط تا حد ممکن خشک باشد.
• محیط کاملا تاریک باشد و از تابش نور خورشید به آن جلوگیری شود.
• دمای آن ترجیحا بین 15 تا 35 درجه باشد.
• از تماس آنتی اسکالانت‌هایی که درجه ph متفاوت دارند (اسید و قلیا) با یکدیگر جلوگیری شود.  

نکات ایمنی در استفاده از آنتی اسکالانت

از آنجایی که مواد ضد رسوب اغلب دارای خاصیت اسیدی یا قلیایی هستند، لازم است نکات ایمنی زیر هنگام جابجایی و کار با آنها رعایت شود:

• استفاده از دستکش بلند و چکمه مقاوم به اسید و قلیا
• استفاده از عینک محافظ مخصوص مواد شیمیایی برای تمام صورت
• پوشیدن لباس مقاوم در برابر نفوذ و مقاوم به مواد اسیدی و قلیایی
• استفاده از ماسک فیلتردار کربنی و موثر در برابر گازهای خطرناک
• قبل از انجام فعالیت، حتما کاتالوگ آنتی اسکالانت مطالعه شود. شرکت‌های سازنده معمولا توصیه‌های خوب و موثری در صورت تماس ماده شیمیایی با بدن ارائه کرده‌اند. این نکات ممکن است شما را از صدمه دیدن جدی در امان نگاه دارد. 

با این حال، اگر حین کار با آنتی اسکالانت، دچار حادثه شدید و با بدن شما تماس پیدا کرد، بهتر است بلافاصله نکات زیر را اجرا کنید:

• پوست، چشم یا عضو صدمه دیده را بلافاصله با مقدار کافی آب خنک و حداقل برای 10 دقیقه شستشو دهید.
• در صورت تنفس گاز سمی، فرد به محیط باز منتقل شده و در صورت نیاز از دستگاه تنفس استفاده شود.
• در صورت بلعیدن، مقدار زیادی آب بنوشید.
• در همه موارد گفته شده، سریعا با فوریت‌های پزشکی تماس حاصل شود. بهتر است نام و فرمول ماده مورد استفاده را به پزشک اطلاع دهید.  

قیمت آنتی اسکالانت