تصفیه مغناطیسی آب های صنعتی
تصفیه مغناطیسی آب های صنعتی
املاح کلیسیم و منیزیم مخصوصاً بصورت کربنات مهم ترین عوامل ایجاد رسوب آب در جدار تأسیسات حرارتی هستند، بدین معنی که وقتی آبی را گرم نماییم تبلور میکروسکوپی املاح کم محلولی که به حال اشباع رسیده اند باعث پیدا شدن رسوب خواهد شد.
هر رسوب از تجمع تعداد زیادی بلور و هر بلور از تعداد زیادی یون های مختلف بوجود آمده و بر اساس اندازه گیری های انجام شده بوسیله اشعه ایکس فاصله بین یون های هر بلور 002/0 میکرون است.
برای چسبیدن یون های متبلور به یکدیگر به مقداری نیروی الکترومغناطیسی احتیاج داریم. تبلور خاص املاح کلسیم و منیزیم باعث خواهد شد این رسوبات به صورت سختی و اگر توام با سیلیس باشد به صورت شیشه ای به جدار تأسیسات حرارتی بچسبد و ایجاد هر میلیمتر رسوب سخت مصرف سوخت دیگ های بخار را 8 تا 11 درصد بالا خواهد برد.
به جز املاح کربناتی، کلرور و سولفات و سایر املاح کلسیم و منیزیم اثر زیادی مثل کربنات در پیدایش رسوب ندارند و املاح سدیم و پتاسیم اصولاً در تشکیل رسوب دخالتی نمی نمایند. مهم ترین روش مبارزه با ایجاد رسوب به اختصار به قرار زیر هستند:
- سبک کردن آب یعنی جانشین کردن کلسیم و منیزیم با سدیم
- سبک کردن آب از طریق کاهش کربنات کلسیم با استفاده از آهک و کربنات سدیم
- درگیر نمودن املاح کلسیم و منیزیم به صورت املاحی که ترکیب آنها خاصیت چسبندگی به جدار تأسیسات حرارتی را ندارد مثل ترکیبات فسفاتی ( این روش را واکسیناسیون می گویند)
- استفاده از اسید کلریدریک برای متلاشی کردن کربنات های کلسیم و منیزیم
- بدون ملح کردن آب ها با استفاده از رزین های آنیونی و کاتیونی
معایب روش های تصفیه فوق دارند عبارتند از
- سرمایه گذاری زیاد اولیه مخصوصاً در روش بدون ملح کردن آب
- هزینه بهره برداری زیاد
- غیر موثر بودن واکسیناسیون با تزریق فسفات در حرارت های بالاتر از 70 درجه سانتیگراد
- آب حاصل از سبک شدن اغلب به شدت خورنده است
- روش های تصفیه با آهک اغلب در بهره برداری نیاز به تخصص داشته و لجن زیادی در این روش های تصفیه به وجود می آید که دفع آنها خالی از اشکال نیست.
توجه به اشکالات یاد شده متخصصین مربوط به تصفیه آب های صنعتی را وادار نموده که به فکر ابداغ روش های جدیدتری که از نظر اقتصادی و بهره برداری مقرون به صرفه بوده و اشکالاتی نظیر آنچه که بیان شدند داشته باشند بیفتند.
دستگاه های تصفیه مغناطیسی آب
دستگاه های تصفیه مغناطیسی اولین بار در 1945 توسط یکی از مهندسین برجسته بلژیکی به نام The vermerin اختراع گردید و از 1950 رسماً در صنعت تصفیه آب های دیگ بخار مورد استفاده قرار گرفت بدیهی است که دستگاه فوق به مرور تکامل یافته و امروز در بیش از 50 کشور جهان مورد استفاده قرار گرفته است.
واحدهای مغناطیسی CEPI در آمریکا، شوروری، فرانسه و اکثر کشورهای صنعتی جهان با موفقیت آب به حدی تکامل یافته که نه تنها در تصفیه آب بلکه در تصفیه اکثر واحدهای صنعتی که با آب و یا مایعات تماس دارند مورد استفاده می باشد.
همانطور که می دانیم هر اتم از تعدادی الکترون که به گرد هسته مرکزی غیر قابل تغییر در حرکت هستند تشکیل یافته و همین الکترون ها هستند که در فعل و انفعالات شیمیایی دخالت می نمایند.
وقتی جریان القائی از طریق میدان مغناطیسی به اتم القا کنیم تغییراتی در بالانس بار الکتریکی اتم به وقوع خواهد پیوست که از طرفی می دانیم وقتی یک هادی مانند آب در میدان مغناطیسی حرکت نماید پتانسیل الکتریکی در هادی تولید خواهد شد که باعث به هم خودرن تعادل بار الکتریکی یون های موجود در آب مخصوصاً یون های کلسیم و منیزیم خواهد گردید.
رسوبات
قبلاً توضیح دادیم رسوبات از تعدادی بلور که از یون های زیادی تشکیل یافته به وجود خواهد آمد که بوسیله نیروی الکترومغناطسیی به هم چسبیده اند، حال اگر تغییراتی از طریق القای جریان الکترومغناطیسی در این نیروی چسبندگی بلورها و حالا تغییراتی در خاصیت چسبندگی رسوبات بوجود بیاوریم مانع چسبیدن آنها و پیدایش لایه های تخت رسوبی در جدار تأسیسات خواهیم شد و مبنای کار واحدهای تصفیه مغناطیسی آب نیز بر همین اصل استوار است.
رسوبات املاح کلسیم و منیزیم که در حالت عادی سه محوره بوده و به صورت سخت به جدار تأسیسات حرارتی می چسبید بعد از عبور آب از میدان مغناطیسی به هم خوردن تعادل بار الکتریکی یون ها فرم تبلور املاح کلسیم و منیزیم بصورتی تبدیل خواهد شد که دیگر خاصیت چسبندگی به جدار تأسیسات حرارتی را ندارند یعنی بلورها یک محوری و بی شکل بوده و از طریق تخلیه دیگ بخار قابل دفع هستند.
چون در اثر این تغییر بار یون ها مقدار کلسیم و منیزیم آب تغییری نمی کند لذا خواص آب در اثر عبور از واحدهای تصفیه مغناطیسی بدون تغییر باقی می ماند.
میزان جریان القائی تولید شده که از طریق مغناطیس های غیر الکتریکی و دائمی تأمین می گردد به عواملی چون
- میزان جریان آب
- فاصله بین قطب ها مربوط است.
میزان جریان نباید از حداقل تعیین شده در کاتالوگ کمتر باشد و سرعت جریان نیز با توجه به ثابت بودن نیروی مغناطیسی نامحدود نیست و اگر سرعت جریان خیلی زیاد باشد پتانسیل لازم برای تغییر بار الکتریکی که قبلاً باعث شد، به وجود نخواهد آمد.
توصیه های لازم در بهره برداری از واحدهای مغناطیسی
همانطور که توضیح دادیم چون نیروی مغناطیسی ثابت است اگر سرعت جریان آب خیلی زیاد باشد پتانسیل لازم جهت تغییر بار الکتریکی یون ها و در نتیجه بی شکل شدن رسوبات کربنات کلسیم و منیزیم انجام نخواهد گردید.
- اگر میزان آهن موجود در آب از 5 میلی گرم در لیتر تجاوز نماید باید نسبت به حذف آن قبل از عبور دادن آب از حوزه مغناطیسی اقدام نمود تا یون های آهن به قطب های مغناطیسی بچسبد و مانع عبور جریان گردند.
- اصولاٌ برای طولانی کردن عمر مغناطیس ها و جلوگیری از ترکیب بعضی ناخالصی ها روی قطب ها بهتر است آب ورودی به حوزه مغناطیسی را از فیلتر مخصوص عبور داد.
- آبی که از واحد رسوب زدایی مغناطیسی آب عبور نموده خاصیت جلویی از رسوب املاح کلسیم و منیزیم را فقط چند روز می تواند حفظ کند لذا توصیه شده آب تصفیه شده را زود به زود قبل از زایل شدن خاصیت صفر رسوبی آن مصرف کرد.
- از هوادهی آب بعد از عبور از دستگاه های مغناطیسی تصفیه آب باید جلوگیری به عمل آید زیرا هوای هادی بدی است و اثر حوزه مغناطیسی را تا حدودی از بین می برد.
- مبادله شدید حرارتی باعث خنثی شدن عمل بار الکتریکی خواهد گردید حداکثر مجاز مبادله حرارتی در سطوح مبادله 15000 کیلوکالری در ساعت در متر مربع و برای وسایل الکتریکی 5/3 کیلو کالری در ساعت در متر مربع تعیین شده است و این بدان معنی است که سختی گیر مغناطیسی تصفیه آب برای مولدهای بخار کمتر از سایر مولدهای مناسب هستند.
- چون از بین رفتن بار الکتریکی، وقتی آب تحت فشار باشد بهتر انجام می شود، لذا توصیه می شود سختی گیر مغناطیسی تصفیه آب را در قسمت تخلیه پمپ نصب نمایند.
- در برج های خنک کننده چون مقداری آب تبخیر می گردد و ممکن است غلظت املاح محلول از 3000 میلی گرم در لیتر تجاوز نماید، برای جلوگیری از این وضع لازم است تخلیه مناسبی در ته حوض های برج تعبیه گردد.
- دو گونه واحد مغناطیسی تصفیه آب A و B عرضه شده است که نوع A برای آب های با مجموع املاح تا 3000 میلیگرم در لیتر و نوع B برای آب های بالاتر از این رقم حتی آب دریا به کار برده می شود.
- چون رسوبات املاح کلسیم و منیزیم به صورت بی شکل و گل و لای در دیگ بخار وجود دارد لذا تخلیه گاه دیگ ضرورت خواهد داشت.
مهم ترین مزایای استفاده از واحدهای تصفیه مغناطیسی آب های صنعتی به قرار زیر هستند:
- مخارج بهره برداری ندارند.
- به تعمیرات و نگهداری که اکثراً هزینه های زیادی دارد نیاز ندارند.
- عمل واحد تصفیه به مصرف مواد شیمیایی نیاز ندارد.
- باعث از بین رفتن رسوبات قدیمی نیز خواهد گردید.
- هیچگونه ماده اضافی از خود در تصفیه داخل آب نخواهد نمود و از این رو حتی آب های آشامیدنی را می توان با واحد مغناطیسی مورد تصفیه قرار داد.
- هیچگونه خاصیت خورندگی به آب تصفیه شده نخواهد داد.
- قیمت آن در مقایسه با سایر وسایل تصفیه بسیار ناچیز است.
- بهره برداری در آن به تخصیص نیاز ندارد.
مطالب مرتبط