

آنتی اسکالانت چیست
آنتی اسکالانت ها خانواده ای از مواد شیمیایی هستند که برای جلوگیری از رسوب نمک های معدنی متبلور تشکیل شده اند. فناوری آنتی اسکالانت برای سیستم های RO در ابتدا از شیمی های مورد استفاده در آب خنک کننده و کاربردهای آب دیگ مشتق شد. لازم به ذکر است که تعداد زیادی از شیمی های مختلف آنتی اسکالانت که تکامل یافته اند بسته به کاربرد و پلیمر آلی مورد استفاده، نتایج و کارایی گسترده ای را ایجاد کرده اند. يكي از ويژگي هاي منفي سيستم هاي شيميايي رسوب می باشد. وجود رسوب باعث ایجاد اختلال در سيستم و هدر رفت انرژي مي گردد. آنتی اسکالانتها از طریق یک یا مجموعه ای از مکانیسم ها شامل اثر آستانه ای، اصالح کریستال، پراکندگی و به دام انداختن در تشکیل رسوب اختلال ایجاد می نمایند. و نرخ رشد کریستال و ساختار کریستال را به طورچشمگیری تغییر می دهند. همین طور می توانند با رسوب واکنش داده و تشکیل آن را کاهش دهند و بر هم کنش های بین رسوب و سطح را به طریق فیزیکی مختل نمایند یا با تغییر کریستال ها، فرایند تشکیل رسوب را تحت تاثیر خود قرار بدهند. آنتی اسکالانت چیست
افزودن آنتی اسکالانت به خوراک RO یکی از موثرترین و پرکاربردترین روش ها برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن و دستیابی به بازیابی بالا در کاربردهای RO است. بسته به ترکیب یون معدنی خوراک RO،ترکیبات مختلفی مانند کربنات کلسیم،فسفات کلسیم، سلیس و غیره می توانند در تاسیسات RO رسوب کنند. کربنات کلسیم یکی از رایج ترین رسوباتی است که در غشاهای RO مشاهده می شود. شکل گیری و درجه پوسته پوسته شدن کربنات کلسیم به غلظت کلسیم و بی کربنات و همچنین به PH و دما بستگی دارد. آنتی اسکالانت چیست
1-1- مکانیسم آنتی اسکالانتها
آنتی اسکالانتها بر روی مراحل کریستالیزاسیون نظیر هستهزایی، رشد کریستال، تجمع و انتقال فاز تاثیر دارند. بهطورکلی عملکرد آنتی اسکالانتها از طریق یک یا مجموعهای از مکانیسمهای اثر آستانهای، اصلاح کریستال، پراکندگی و یا بهدام انداختن ایجاد میشود (شکل ٢) [1]. اثر آستانهای به شرایطی اطلاق میشود که در آن آنتی اسکالانت در مقادیر کمتر از استوکیومتری از تهنشینی نمکها در غلظتهای بالاتر از حد حلالیت جلوگیری میکنند. نگهمیدارد [2]. در این مکانیسم آنتی اسکالانت ها از جفت شدن یونهای رسوب دهنده جلوگیری می کنند و آنها را به صورت محلول در آب نگه می دارند. آنتی اسکالانت های کلاته ای با به دام اندازی با یون های فلزی کمپلکس تشکیل داده و یون ها را غیرفعال می کنند. بنابراین یونها با سایر عناصر یا یونها که قابلیت تشکیل رسوب دارند، واکنش نمی دهند[3]. تغییر در ساختار کریستال ممکن است سبب انحلال مجدد رسوب به جای رشد کریستال شود. در مکانیسم اصلاح کریستال، آنتی اسکالانتها آنتی اسکالانتها بر روی سطح کلاسترهای که ایجاد هسته کرده اند چسبیده و بدین صورت بر رشد کریستالها اثر می گذارند و شکل نامنظم و غیرکریستالی به رسوب میدهند و شکل نامنظم و غیرکریستالی به رسوب میدهند. در این مکانیزم، رشد کریستالهای غیرمنظم بوده و رشد آنها با تاخیر انجام شده یا متوقف میشود. همچنین کریستالها حالت شکننده و نرم پیدا میکنند. پراکندگی به توزیع غیریکنواخت و پایدار مواد نامحلول در یک مایع گفته میشود، در این حالت آنتی اسکالانت به سطح کریستال چسبیده و با معلق نگه داشتن آنها باعث دفع آنها می گردد این مسئله زمانی اتفاق میافتد که آنتی اسکالانت ها به طور شیمیایی روی سطح کریستال جذب می شود و بار سطحی با چگالی بالا بر روی سطح ایجاد می کنند. بار سطحی ایجاد شده بین ذرات با بارهای همنام دافعه الکتریکی القا می کند و مانع تجمع آنها میگردد. بدین ترتیب رشد ذرات کاهش مییابد و در نهایت باعث پراکندگی آنها میگردد[5]،[4]. مکانیزم اثرگذاری انواع آنتی اسکالانت ها متداول در جدول 1 ذکر شده است.
شکل ٢- مکانیسم اثر آنتی اسکالانت و نقطه اثر آنها [6] جدول1-رابطه نوع آ؛نتی اسکالانت و مکانیسم آن |
مکانیسم | نوع آنتی اسکالانت |
بازدارندگی آستانه ای | پلی فسفات های معدنی، فسفات استرهای آلی و آمینو فسفات های آلی، آمینو کربوکسیلات ها، فسفینو پلی کربوکسیلات ها و فسفینو پلی سولفونات ها |
پراکندگی | همو پلیمرهای اکریلیک اسید- کوپلیمرهای پایدار اکریلیک اسید |
اصلاح کریستال | ترکیبات حاوی فسفر شامل: پلی فسفات های معدنی- فسفات های ها استرهای آلی- آمینو فسفات های آلی- فسفینو پلی کربوکسیلات ها- سولفونات ها پلیمرهای با جرم مولوکولی پایین:پلی اکریلیک اسید- پلی مالئیک اسید- پلی آمید- دندیمر پلی آمینو آمید- کربوکسی متیل اینولین |
به دام اندازی | آمینو کربوکسیلیک اسیدها- اتیلن دی آمین- تترا استیک اسید- دی اتیلن تری آمین پنتا استیک اسید- پلی فسفونات ها- متیلن فسفونیک اسید |
1-2- عوامل موثر بر کارکرد آنتی اسکالانت
نوع آنتی اسکالانت، زمان ماند، غلظت، دما و pH از عوامل موثر بر عملکرد آنتی اسکالانتها هستند. بهطور کلی افزایش زمان تماس در حضور آنتی اسکالانت موجب کاهش اثربخشی این ترکیبات میشود. کاهش دما یا افزایش غلظت آنتی اسکالانت نرخ تشکیل رسوب را کاهش میدهد و تاثیر آنتی اسکالانت را بهبود میبخشد. کارایی یک آنتی اسکالانت در مهار تشکیل رسوب، بستگی به غلظت آن دارد. در صورت کاهش میزان یونیزاسیون مولکولهای آنتی اسکالانت بر اثر تغییر pH، میزان آنتی اسکالانت موثر و در نتیجه بازدهی عملکرد آن کاهش مییابد. بهطور معمول، با افزایش غلظت آنتی اسکالانت تا میزان غلظت بهینه، میزان رسوب تشکیل شده کاهش مییابد. زمان مورد نیاز برای ظهور (دوره القایی) رسوب کلسیم سولفات با غلظت آنتی اسکالانت در محلول فوق اشباع متناسب است[7]