امروزه صنعت تصفیه آب به صنعتی عظیم در مقیاس جهانی تبدیل شده است. با افزایش جمعیت جهان نیاز به آب آشامیدنی، آب برای مصارف کشاورزی و آب شیرین برای استفاده در برخی صنایع به طرز چشمگیری افزایش پیدا کرده است. معضل آب شیرین و آب با کیفیت مناسب به قدری جدی است، که بسیاری جنگ جهانی سوم را بر سر این ماده حیات بخش می‌دانند. در این مقاله سعی شده است که با برخی مواد مانند آنتی اسکالانت، کربن فعال و رزین کاتیونی که در صنعت تصفیه آب نقش مهمی ایفا می‌کنند و نقش آن ها در این فرآیند بررسی شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر در این باره تا انتها مقاله را مطالعه کنید.
تصفیه آب چیست؟
به مجموعه فرآیندها و واکنش های شیمیایی انجام شده بر روی آب که باعث افزایش کیفیت آب می‌شود تصفیه آب گفته می‌شود. در این عمل مواد مضر و زاید آب از جمله مواد شیمیایی سمی، ماسه، شن و میکروب و ویروس ها از بین می‌رود و آب آماده نوشیدن می‌شود. البته آب تنها برای نوشیدن، تصفیه نمی‌شود بلکه ممکن است برای مصارف کشاورزی، تجاری و صنعتی نیز به کیفیتی از آب نیاز باشد که ملزم به تصفیه آن باشیم. در فرآیند تصفیه آب مراحل مختلفی سپری می‌شود. در این مراحل موادی به آب اضافه شده و یا موادی به انجام برخی واکنش های شیمیایی کمک می‌کند که از جمله این مواد می‌توان به آنتی اسکالانت، کربن فعال و رزین کاتیونی اشاره نمود. برخی از مراحل فرآیند تصفیه آب در ادامه بیان شده است.
- آبگیر
- آشغال گیری
- تصفیه شیمیایی
- هوا دهی
- ته نشینی
در ادامه سعی شده است که ساختار و ویژگی های سه ماده آنتی اسکالانت، کربن فعال و رزین کاتیونی در تصفیه آب بررسی و تحلیل گردد.
آنتی اسکالانت چیست؟
آنتی اسکالانت (Antiscalant) یا آنتی اسکالانت قلیایی از جمله مواد شیمیایی پر کاربرد در صنعت تصفیه آب به شمار می‌رود. این ماده در دسته مواد رسوب زدا قرار می‌گیرد. جهت اطلاع شما عزیزان مواد رسوب زدا یا مواد ضد رسوب به مواد و ترکیبات شیمیایی گفته می‌شود که مانع از ایجاد رسوب نمکی بر سطح غشای ممبران پلی آمید می‌شود. این مواد در مرحله پیش تصفیه آب استفاده می‌شوند. آنتی اسکالانت خود محلولی است که به منظور جلوگیری از تشکیل رسوب و یا کم کردن اثر رسوب موادی مانند کلسیم کربنات، باریم سولفات، استرونیوم سولفات و کلسیم سولفات بر روی سطح غشای ممبران یا پلی آمید مورد استفاده قرار می‌گیرد.
آنتی اسکالانت قلیایی
فرمول و ساختار شیمیایی آنتی اسکالانت قلیایی بسته به نوع آن متفاوت است. برخی از آنتی اسکالانت ها بر پایه پلیمرهای اسیدآکریلیک و برخی بر پایه ارگانو فسفات تولید می‌شوند و به طبع دارای فرمول و ساختار متفاوتی نیز خواهند بود. البته آنتی اسکالانت در برابر ایجاد رسوب سیلیکا عملکرد ضعیف تری داشته و تاثیر کمتری بر این ماده نسبت به سایر موارد ذکر شده دارد.
استفاده از این ماده سبب افزایش طول عمر فیلتر ممبران مورد استفاده می‌شود. آب دارای برخی املاح معدنی است که با گذشت زمان رسوب کرده و سبب گرفتگی منافذ و فیلتر تصفیه شده و یا بر روی سیستم لوله کشی اثر مخرب می‌گذارد پس استفاده از مواد ضد رسوب در تصفیه آب به شدت الزامی است. به همین دلیل است که آنتی اسکالانت طرفداران زیادی دارد.
کاربرد آنتی اسکالانت
همان طور که در بالا اشاره شد، عدم استفاده از مواد ضد رسوب که آنتی اسکالانت نیز یکی از همین مواد می‌باشد سبب ایجاد مشکل و خرابی در ممبران می‌شود. این موضوع منجر به افت کیفیت و بازدهی سیستم RO خواهد شد. در کل عدم استفاده از این مواد باعث پیامد های منفی همچون افزایش TDS خروجی و راندمان کلی سیستم، پارگی غشا فیلتر و باز شدن منافذ آن و کاهش دبی خروجی سیستم می‌شود. اما آنتی اسکالانت چگونه باعث عدم تشکیل رسوب خواهد شد؟
این ماده در مرحله پیش تصفیه در دستگاه آب شیرین کن، خود را به آلاینده های موجود در آب چسبانده و باعث می‌شود که مواد آلاینده در آب دیگر به سطح ممبران آسیبی وارد نکنند و در آنجا رسوب نکنند. هنگامی که مواد اضافی آب به آنتی اسکالانت متصل می‌شوند همراه با آن از داخل ممبران عبور کرده و به عنوان پساب از سیستم RO خارج می‌شود.
به این روش دیگر خطری سیستم تصفیه آب را از بابت رسوب بر روی سطح ممبران تهدید نمی‌کند. به همین منظور استفاده از این محلول در اسمز معکوس RO لازم و ضروری خواهد بود. از منظری دیگر، با اتصال این ماده یا در کل مواد ضد رسوب به موادی که قابلیت رسوب شدن دارند، تاخیری در زمان رسوب شدن املاح موجود در آب ایجاد می‌شود و به کمک این زمان تاخیر دیگر مواد از ممبران عبور کرده‌اند و خطری برای سیستم نخواهند داشت.
کیفیت آنتی اسکالانت نیز از جمله موارد مهم به شمار می‌رود. در صورت استفاده از کیفیت نامرغوب این ماده عملکرد دچار مشکل می‌شود و آسیب هایی به کل فرآیند تصفیه آب وارد می‌شود. از جمله این موارد می‌توان به کاهش طول عمر ممبران، کاهش دبی خروجی، کاهش راندمان و کیفیت خروجی دستگاه، افزایش میزان و دفعات شست و شوی ممبران، افزایش فشار بر پمپ طبقاتی که منجر به خراب شدن آن خواهد شد، اشاره کرد.
واضح و مشخص است که رعایت کیفیت مناسب این ترکیب حائز اهمیت است. در بازار برند های فراوانی وجود دارد اما با کیفیت ترین برند ها را در ادامه خدمت شما همراهان گرامی معرفی خواهیم کرد.
آنتی اسکالانت جنسیس
از جمله رسوب زداهای قوی به خصوص در برابر سه عنصر منگنز، آهن و آلومینیوم می‌باشد. این نوع آنتی اسکالانت زمانی که نیاز به رسوب‌زدای قوی دارید می‌تواند گزینه‌ی خوبی باشد.
قیمت آنتی اسکالانت فلوکن 260
از این ماده نیز در دستگاه های تصفیه آب به عنوان ماده رسوب زدا استفاده می‌شود و دارای استاندارد NSF است. به همین دلیل خرید آنتی اسکالانت فلوکن 260 با توجه به قیمت آنتی اسکالانت فلوکن 260 از موارد محبوب در بازار ایران به شمار می‌رود.
قیمت آنتی اسکالانت آویستا
از این ماده در ممبران اسمز معکوس دستگاه آب شیرین کن به منظور جلوگیری از ایجاد رسوب استفاده می‌شود. قیمت این نوع آنتی اسکالانت به عوامل متعددی بستگی دارد و لازم است از فروشگاه‌های مربوطه استعلام گرفته شود.
کربن فعال چیست؟
کربن فعال که به آن کربن اکتیو، ذغال فعال و یا ذغال اکتیو نیز گفته می‌شود از سری مواد با خاصیت جاذب بودن است که برای مدت زیادی مورد توجه انسان ها بوده و از آن استفاده های زیادی داشته و دارند. در گذشته از این ماده به عنوان پادزهر استفاده می‌شده است اما عمده کاربرد آن در تصفیه آب، پساب و هوا است. همچنین در پزشکی نیز مورد توجه بوده و حتی در سفید سازی دندان نیز کاربرد دارد.
این ماده از نظر ظاهری پودری سیاه رنگ است و نسبت به ذغال معمولی دارای منافذ بیشتری است. زغال فعال از تحت فشار قرار گرفتن زغال معمولی در دمای بسیار بالا به دست می‌آید. در چنین شرایطی ساختار داخلی کربن دجار تغییر می‌شود. زغال اکتیو از پوسته نارگیل، کک نفتی، خاک اره، زغال استخوان و زغال سنگ به دست می‌آید. استفاده از این ماده به زمان های مصر باستان برمی‌گردد. در قرن 16 تا 18 میلادی نیز کسانی که در مسافرت های طولانی دریایی می‌رفتند از این ماده جهت تصفیه آب استفاده می‌کردند.
کربن فعال خوراکی
نوعی از این ترکیب به صورت خوراکی تولید می‌شود که مصرف درمانی دارد و کلسترول بدن را کاهش می‌دهد. از ویژگی های منحصر به فرد این ماده قدرت بالای آن در جذب آلاینده های گازی و بو به شمار می‌رود. به طور کلی کربن فعال قدرت جذب بالایی دارد که سبب می‌شود حتی با جذب پلاک دندان موجب سفیدی آن شده و یا با جذب جوش های پوست منجر به پاکسازی پوست می‌شود.
کربن فعال در انواع مختلفی به تولید می‌رسد. در هنگام خرید کربن فعال باید به نوع مورد نظر خود توجه کرده و آن را از فروشگاه های معتبر تهیه نمایید. طبیعی است که قیمت کربن فعال متناسب با نوع آن متفاوت خواهد بود. از انواع اصلی این ماده می‌توان به موارد زیر اشاره نمود که این موارد در خصوصیات شیمیایی و فیزیکی و میزان تخلخل متفاوت هستند.
کربن فعال پودری
کربن فعال پودری که به فرم PAC نیز معروف است دارای سطح فعال در واحد حجم زیادی است. اندازه آن کمتر از یک میلی متر بوده و به علت اندازه کوچکش افت فشار زیادی را ایجاد می‌کند. این ماده به علت قیمت پایین و انعطاف پذیری بالا در زمان مورد توجه قرار گرفته و برای تصفیه مایعات به آن ها اضافه شده و سبب ته نشینی ناخالصی ها می‌شود. نوع کربن فعال پودری هلند از جمله برند های مشهور این ماده به حساب می‌آید.
کربن فعال میله ای
کربن فعال میله ای یا مدادی که به آن کربن فعال اکسترود نیز گفته می‌شود و به EAC نیز مشهور است، دارای قطری برابر 130 میلی متر است. در واقع این محصول از همان کربن فعال پودری تشکیل می‌شود که به کمک یک متصل کننده به هم پیوند داده شده اند.
بر خلاف PAC این مدل افت فشار کمی دارد. از دیگر مشخصات این ماده مقاومت بالا، میزان غبار کم و قدرت مکانیکی زیاد است. از موارد استفاده این محصول می‌توان به جذب در حالت گازی، کنترل دود های خارج شده از ماشین و بازیابی حلال اشاره نمود.
کربن فعال گرانولی
کربن فعال گرانولی که به GAC نیز مشهور است دارای سطح فعال کمتری نسبت به حالت پودری دارد و سایز آن بزرگ تر می‌باشد. از ویژگی های این نوع از زغال فعال می‌توان به مقاومت بالا، سختی زیاد و پر سرعت بودن نفوذ گاز ها و مایعات به منظور جذب اشاره نمود. از کاربرد های این ماده نیز می‌توان به بو گیری، تصفیه آب و جداسازی مواد در حوضچه اشاره نمود.
ویژگی منحصر به فرد کربن فعال گرانولی قابلیت بازیابی آن است که منجر می‌شود بتوان دوباره از آن طی یک بازه 18 ماهه استفاده نمود. همین ویژگی های سبب شده است که قیمت این محصول از دو نوع دیگر بالاتر باشد.
کربن فعال جاکوبی
از برند های خارجی مورد استفاده در بازار ایران می‌توان به کربن فعال جاکوبی یا کربن فعال جاکوبا که ساخته شده کشور چین یا سوئد است، کربن فعال نوریت چینی و کربن فعال آلمانی اشاره نمود. همانطور که اشاره شد یکی از ویژگی های منحصر به فرد این ماده قابلیت جذب بالای آن است. عوامل موثر بر قدرت جذب این ماده در زیر عنوان شده است.
- چگالی ظاهری
- رطوبت
- pH
- اندازه ذرات
جذب نیز خود به دو صورت انجام می‌شود. نوع اول جذب سطحی فیزیکی و نوع دوم جذب سطحی شیمیایی است.
کاربرد کربن فعال
این ماده با توجه به ویژگی های خاص خود در جذب در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. عمده استفاده این ماده در تصفیه آب و هوا است اما در صنایع رنگ، پزشکی و… نیز کاربرد دارد که در اینجا متناسب با عنوان مقاله به کاربرد تصفیه آب این ماده پرداخته خواهد شد.
استفاده از زغال فعال در تصفیه آب
در این کاربرد از دو نوع پودری و گرانول این ماده استفاده می‌شود. این ماده در حذف کلر آب، رنگ و بو کاربرد دارد. همچنین در حذف باکتری و میکروب های مضر موجود در آب و یا پساب نیز مفید است. در بعضی مواقع نیز از کربن فعال در مرحله آخر تصفیه یا شیرین سازی آب جهت بهبود کیفیت خروجی استفاده می‌شود. در تصفیه پساب به کمک ویژگی جذب بسیاری از آلاینده ها حذف می‌شوند.
رزین کاتیونی چیست؟
رزین کاتیونی دارای ساختار کوپلیمر است و از گروه عاملی سولفونیک یعنی HSO3 تولید شده است. این ماده که یک گروه عاملی یونی به شمار می‌رود به صورت عمده از پلیمر پلی استایرن تولید و ساخته می‌شود. رزین‌های سختی گیر می‌توانند به دو صورت کاتیونی و آنیونی عملکرد خوبی از خود نشان دهند. رزین کاتیونی سختی‌گیر قطب مثبت فعال دارد و یکی از موارد پرکاربرد در زمینه‌ی حذف سختی آب به شمار می‌رود. این نوع رزین می‌تواند یون‌های فلزی و یا کلسیم و منیزم موجود در آب را جذب و با اتم سدیم جایگزین کند. این موضوع باعث حذف سختی آب می‌شود.
رزین سختی گیر پرولایت
در بین رزین‌های سختی‌گیر، رزین کاتیونی پرولایت به دلیل داشتن ظرفیت عملکرد بالا و سینتیک قابل توجه به یکی از بهترین رزین‌های سختی گیر موجود در بازار تبدیل شده است. این نوع رزین از پرمصرف‌ترین رزین‌های موجود در بازار است. قیمت رزین سختی گیر آب نسبت به برند و کیفیتی که دارد متفاوت است. رزین پرولایت نیز از این قاعده مستثنی نیست.
کاربرد رزین کاتیونی پرولایت
زمانی که صحبت از رزین‌های سختی گیر می‌شود، کاربرد آنها در تصفیه آب بیش از هر چیزی خودش را نشان می‌دهد. رزین کاتیونی از طریق جایگزین نمودن اتم‌های سنگین آب با اتم‌های سبک همچون سدیم می‌تواند باعث کاهش سختی آب شود. علاوه بر این در صنعت نساجی، داروسازی، نیروگاه‌های هسته‌ای و صنایع غذایی نیز شاهد استفاده از این رزین هستیم. به صورت کلی استفاده از رزین کاتیونی سختی گیر در صنایع مختلف کاربرد زیاد و چشمگیری دارد.
قیمت رزین سختی گیر آب
در صورتی که قصد دارید برای خرید رزین سختی گیر اقدام کنید لازم است با عوامل موثر بر قیمت این ماده آشنایی لازم را داشته باشید. نوع رزین سختی گیر، کیفیت برند تولید کننده و نوع فروشگاه ارائه دهنده‌ی محصول، تاثیر زیادی بر قیمت رزین سختی گیر می‌گذارد. در صورتی که قصد خرید این رزین را دارید لازم است از طریق فروشگاه‌های معتبر اقدام به خرید کنید تا بهترین محصول را دریافت نمایید. قیمت رزین کاتیونی دموکریس به مراتب مناسب‌تر از سایر شرکت‌ها می‌باشد.
