رسوب زدای الکتریکی

سختی گیری و رسوب زدایی الکترونیکی

در این تکنولوژی از امواج الکترومغناطیسی بعنوان مانعی جهت جلوگیری از تشکیل رسوب بر دیواره سطوح حامل آبهای سخت استفاده می شود . انتقال امواج الکترومغناطیسی به داخل لوله های حاوی آبهای سخت از یک سیم پیچ که به دور لوله پیچیده می شود ، استفاده می گردد .

بنا به قانون آمپر در صورت عبور جریان الکترونیکی از سیم پیچ میدان مغناطیسی متناسب با آن در سیم پیچ پدیدار میگردد . درصورتیکه مقدار جریان نسبت به زمان تغییر کند بنا به قانون القای فاراده میدان الکتریکی متناسب با تغییرات میدان به دست می آید.

میدان الکتریکی القاء کننده باعث حرکت یونها ی مثبت ومنفی نسبت به یکدیگر شده باعث ایجاد ذرات خنثی معلق در آب میگردد با تشکیل این هسته های کوچک پدیدهای به نام اثر دانه برفی رخ میدهد که باعث جذب یونهای معلق دیگر در آب شده و هسته های اولیه رشد پیدا می کنند .

عکسهای گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونیکی این پدیده را به خوبی نمایان میکند . شکل ( ۱) – در این شکل اجزای یک سیستم سختی گیر الکترونیکی نمایش داده شده است ، همانطور که شکل نشان می دهد این سیستم از یک بخش الکترونیکی که وظیفه تولید

موج پیچیده و الکترومغناطیسی را به عهده دارد و یک سیم پیچ که وظیفه انتقال این موج را به سیال دارد تشکیل شده است.

امواج الکترومغناطیسی به نحوی عمل میکنند که باعث جذب یونهای مخالف به سمت یکدیگر شده و تشکیل ذرات خنثی را

می دهند .

با تشکیل بلورهای خنثی دیگر رسوبی بر روی سطح تشکیل نمیشود . این روش مقابله با رسوب در مصارفی مانند حرارت و برودت و صنایع شستشو و مبدلهای حرارتی بسیار سودمند است و در کاربردهای دیگر مانند صنایع غذایی میتوان بلورهای معلق را با روشهای غیر شیمیایی و به سهولت از آب خارج

نمود که کم تر در پیوند هیدروژنی شرکت کرده باشند بیشتر باشد خاصیت هیدراته شدن بیشتر بوده و حلالیت آب بالاتر میرود . در صورتیکه از سختی گیر الکترونیکی استفاده شود به دو دلیل حلالیت اب افزایش پیدا میکند .

مبانی رسوب زدایی مغتاطیسی

اگر روش الکترونیکی را با روشهای معمول در صنعت مقایسه کنیم برتری های فراوانی را مشاهده خواهیم کرد. یکی از مهمترین وجوه تمایز سختی گیری الکترونیکی خاصیت رسوب زدایی آن است که این ویژگی تقریباً منحصر به فرد بوده و در هیچ یک از روشهای معمول چنین پدیده ای مشاهده نمی شود .

با توجه به این ویژگی در صورت استفاده از سختی گیر الکترونیکی با گذشت زمان نه تنها رسوب تشکیل نمی شود بلکه رسوب های قبلی نیز به مرور زمان از بین می روند .برای تحلیل عملکرد رسوب زدایی لازم است که ساختار مولکولی آب مورد توجه بیشتر قرار گیرد .

ملکولهای آب ذراتی دو قطبی هستند اتم اکسیژن با جذب الکترونهای باند کوالانت خاصیتی منفی پیدا کرده و نقش قطب منفی را بازی میکند در حالی که اتمهای هیدروژن با داشتن هسته مثبت تنها یک الکترون در گردش دارد لذا هنگامیکه الکترون آن در باند کوالانت توسط اتم اکسیژن جذب میشود خاصیت مثبت پیدا کرده و نقش قطب مثبت دو قطبی را بازی می کند . به همین دلیل مولکولهای دو قطبی آب یکدیگر را از طرف قطبهای مخالف جذب کرده و تشکیل پیوندهای هیدروژنی یا نیروی واندروالس را میدهند. اشکال سختی آب وابسته به همین پیوند میباشد در فاز بخار این پیوند بسیار ضعیف است در حالیکه در فازهای مایع و جامد این پیوند به ترتیب متوسط و قوی است. هنگامیکه یک نمک در آب حل می شود همین خاصیت دوقطبی بودن باعث تجزیه نمک به یونهای مثبت و منفی و جذب و احاطه آن توسط مولکول آب میشود به این فرایند حل شدن در آب یا هیدراته شدن می گویند هرچه تعداد مولکولهای آزادی اولاً با تشکیل کریستالهای خنثی فراوانی مولکولهای آزاد آب بیشتر می شود زیرا مولکولهایی که درگیر فرایند حلالیت یا هیدراته شدن بوده اند، آزاد میشوند علت دیگر افزایش درصد مولکولهای آزاد در اثر میدان مغناطیسی متغیر با زمان است. میدان مغناطیسی متغیر با زمان باعث ایجاد میدان الکتریکی متغیر با زمان و به تبع آن وارد شدن نیرو به مجموعه ای از مولکولهای آب که تشکیل پیوند هیدروژنی داده اند می شود. در صورتیکه فرکانس تحریک با فرکانس رزونانس این هسته های تشکیل شده از مولکول آب برابری کند ، پیوند هیدروژنی شکسته شده و درصد ملکولهای آزاد آب افزایش پیدا میکند . با افزایش فراوانی مولکولهای آزاد آب، خاصیت حلالیت به شدت افزایش پیدا کرده و آب شروع به حل کردن رسوبهای پیشین موجود در دیواره ها می کند، به این ترتیب فرایند رسوب زدایی به مرور زمان تکمیل ترمی شود .

رسوب چیست؟

رسوب عبارت است از تجمع مواد معدنی که از طریق آب لوله کشی وارد منازل و تأسیسات می شود . هرگاه آب گرم شود یا مقداری از آن تبخیر گردد ، لایه هایی از رسوب در جداره ی لوله ها ، مخازن و شیر آلات تشکیل            می شود. شوره ی سفید رنگی که در دهانه ی شیرها ، روشویی ها ، ظرفشویی ها ، زیر دوشی ها  و وان های حمام تشکیل می شود ، نشانگر رسوب کربنات کلسیم و منیزیم است .

آثارمخرب رسوبات :

۱-  ایجاد خردگی و پوسیدگی از طریق الکترولیزبین لایه رسوب و فلز بدنه در تمام سیستم های که با آب کار        می کنند.

۲-  تجمع رسوب در لوله ها باعث کند شدن حرکت آب گرم درلوله شده درنتیجه آب گرم قبل از رسیدن به محل مصرف دوباره خنک می شود .

۳-  ضخیم شدن جداره مخازن حرارتی، درنتیجه مصرف حرارت بیشتر برای گرم کردن آب که باعث سوختن ، فرسوده شدن و سوراخ شدن جداره مخازن حرارتی ، درنتیجه افزایش مصرف انرژی و صرف هزینه و زمان برای خدمات و تعمیرات می گردد .

۴-  مسدود شدن لوله ها وشیرها که باعث کاهش جریان آب وکوتاه شدن عمرمفید آنها می شود .

۵-  کاهش راندمان کارمبدل ها وموتورخانه ها .

۶-  سوراخ شدن لوله ها دراثراستفاده ازموادشیمیایی وجرم گیرها برای رسوب زدایی .

۷-  رسوب ایجاد شده بر منافذ آبپاش ها و قطره چکانها و ایجاد اختلال در انتقال مناسب آب به گیاهان در آبیاری قطره ای .

۸-  کاهش راندمان کار لوازم حرارتی و برودتی مانند آبگرمکن ، پکیج ، برج های خنک کننده و کندانسورها .

۹-  رسوب ایجاد شده برروی سطوح المنت ها مانند عایقی قوی در برابر انتقال حرارت عمل نموده و در نتیجه در اینگونه لوازم خانگی و پکیج ها و…… بواسطه ایجاد رسوب شاهد اتلاف انرژی زیاد هستیم .

۱۰-  رسوب ایجاد شده درسیستم های آب خوری طیور نظیر نیپل که در پایان دوره با مصرف مبالغ هنگفتی با مواد شیمیایی رسوب زدایی می شود .

روش های اساسی مهار آب سخت

برای برطرف کردن آثار آب سخت، چهار روش اصلی وجود دارد که عبارتند از :

۱) تبادل یونی

۲) استفاده از فسفاتها

۳) آهن رباهای دائمی

۴)  ضد رسوب الکترومغناطیسی

۱)روش تبادل یونی

در این روش، یون های مزاحم کلسیم و منیزیم را معمولاً به کمک رزین از آب خارج می کنند . دستگاه های تبادل یونی نیاز به مخزنی دارند که مملو از ((رزین های)) تبادلی است و رزین ها را باید مجدداً احیاء کرد . یون های کلسیم و منیزیم از آب خارج می شوند و سدیم جایگزین آن می شود از این طریق سختی آب کاهش یافته، مهار می شود . البته جایگزین شدن سدیم نیز مشکلاتی را به همراه دارد .

۲)استفاده از فسفات ها

فسفات ها نیز یکی از عوامل مقابله و مهار یون های آهن و سختی آب به شمار می روند. به علاوه این مواد با تشکیل یک لایه ی نازک خنثی بر روی سطوح فلزی و ایفای نقش پوشانندگی ، خوردگی فلزات را مهار می کنند .

بلورهای ((پُلی فسفات)) را در محفظه هایی در مسیر جریان آب قرار می دهند . با عبور آب از فیلتر، بلورهای پُلی فسفات به تدریج حل شده و وارد آب می شوند . در حقیقت با این عمل، پلی فسفات ها، یون های کلسیم و منیزیم محلول را احاطه و محاصره می کنند و تمایل آنها را برای ته نشین شدن و تشکیل رسوب کلسیت کاهش می دهند . عیب این روش این است که فسفات ها غذای مورد علاقه ی باکتری ها هستند بنابراین مشکل دیگری به وجود می آید و آن ، مشکل رشد باکتری ها است . ضمناً با تمام شدن بلور فسفات ها ، باید دوباره مخزن را از این مواد پر کرد و در ابعاد صنعتی فاقد توجیه اقتصادی می باشد .

۳)آهنرباهای دائمی

در میان محصولات استفاده شده در صنعت آب ، آهن رباهای دائمی ( مگنت ) یکی از بحث برانگیزترین محصولات هستند موضوع این است که چون آهن رباهای دائمی انرژی مغناطیسی ثابتی دارند ، برای تأثیرگذاری مطلوب ، باید تحت شرایط ویژه ای کار کنند . سابقه ای استفاده از آهن رباهای دائمی به چند دهه ی قبل برمی گردد . کشورهای شوروی سابق و چند کشور اروپایی دیگر، از این روش استفاده می کردند و بکارگیری این تکنیک در ایران چند سالی هست که معمول شده به گواهی صنعتگران ، تا کنون هزاران مصرف کننده ، اعلام رضایت کرده اند .

۴)روش ضد رسوب الکترونیکی

روش تصفیه ی الکترونیکی که  میدان های الکترو مغناطیس متغیر را مورد استفاده قرار می دهد این دستگاه ها ، هم مقدار انرژی و هم مقدار بسامد (فرکانس) را تغییر می دهند که این تغییرات انعطاف پذیری سیستم را نسبت به آب های مختلف بوجود می آورد .

با عبور آب از میان میدان الکترو مغناطیس متغیر، در ساختار بلوری و منظم کلسیم و منیزیم تغییراتی ایجاد می شود و ((کلسیت)) به ((آرگونیت)) تبدیل می شود. آرگونیت، گونه ای از کربنات کلسیم است که به سطوح لوله ها و مخازن نمی چسبد. این عمل ، جلوی تشکیل رسوب را می گیرد و در ضمن به علت افزایش خاصیت حلالیت آب ، رسوبات قبلی نیز به تدریج حل شده و از روی سطوح و جداره ها پاک می شوند . امواج تولید شده توسط دستگاه ، بی صدا و بی ضرر می باشند و خواص فیزیکی و الکتریکی مولکول های کلسیم را به نحو مطلوب تغییر می دهند نصب دستگاه فوق العاده آسان است . نکته ی قابل توجه این است که برای نصب دستگاه ، هیچ نیازی به بریدن  لوله ها و باز کردن اتصالات نیست زیرا  دستگاه روی انواع  لوله ها (اعم از مسی،گالوانیزه،پلیمری و …) نصب می شود و بدون هزینه نگهداری و هزینه های اضافی وبسیار کم مصرف است.

مزایای استفاده از دستگاه ضد رسوب الکترونیکی

۱) کیفیت آب مطبوع تر می شود .

۲) صابون بهتر کف می کند .

۳) پوست را نرم تر و لطیف تر می کند .

۴) عمرمفید دستگاه هایی که با آب گرم کار می کنند (لباس شویی، ظرف شویی، آب گرم کن و غیره) افزایش می دهد .

۵) رسوب های تشکیل شده در اطراف سینک ها ، اطراف شیرهای آب و سردوش های حمام را به تدریج از بین می برد .

۶) افت فشار آب را که بر اثر رسوب گرفتگی ایجاد شده ، از بین می برد و به تدریج فشار آب افزایش می یابد .

۷) بازده دستگاه حرارتی را افزایش داده ؛ به طوری که سوخت مصرفی لازم برای گرم کردن آب کمتر می شود .

۸) کاهش چشمگیرخوردگی ونتیجه افزایش طول عمرسیستم های صنعتی را شاهد خواهید بود .

۹) جرم گرفتگی و رسوبات را از جدار داخلی لوله های قدیمی و کارکرده پاک می کند .

۱۰) از تشکیل مجدد رسوب و جرم بر روی جدار داخلی لوله ها جلوگیری شده و هزینه تعمیرات و نگهداری کمتر می گردد.

۱۱) پاک کردن جدار داخلی مخازن و لوله ها را آسان تر می کند .

۱۲) به نمک و سایر مواد شیمیایی نیازی ندارد و اصولاً هزینه ی مواد شیمیایی تصفیه کننده و هزینه نگهداری آن صفر است .

مصارف خانگی دستگاه ضد رسوب الکترونیکی :

۱-کلیه مبدل های حرارتی و برودتی (موتورخانه ، شوفاژ، پکیج ، آبگرمن دیواری  و … )

۲-کلیه تجهیزات  مصرف کننده آب  (دستگاه تصفیه آب خانگی RO ، ماشین ظرفشویی، ماشین لباسشویی و … )

۳- کلیه تجهیزات بهداشتی (استخر،سونا،،دوش،جکوزی ،کارواش و …)

مراکز مصرف ضد رسوب :

منازل مسکونی و ساختمان های تجاری، هتل ها ، رستوران ها ، مدارس ، بانکها ، بیمارستانها ، مراکزدندانپزشکی

 مصارف صنعتی  دستگاه ضد رسوب الکترونیکی :

۱-کلیه مبدلهای حرادتی و برودتی (چیلرها،ایرواشرها ،برج های خنک کننده،پکیج یونیت و …)

۲- کلیه دستگاه های خنک شونده با آب (تزریق پلاستیک،نورد فلزات . …)

مصارف کشاورزی :

۱-    سیستم های آبیاری تحت فشار (قطره ای ،تیپ،بارانی، بابلر و …)

۲-  جهت افزایش راندمان محصول میتوان از دستگاه های مخصوص کشاورزی استفاده نمود.

دام و طیور:

۱-  کارگاههای تولید وتکثیرماهیان خاص وپرورش ماهیان

۲-  مرغداری ( تخم گذار، گوشتی)

۳-  دامداریها وگاوداریهای شیری