راهنمای تصفیه آب در گردش: مقیاس ، خوردگی و کنترل میکروبی توضیح داده شده است

سیستم های آب خنک کننده در گردش صنعتی اجزای حیاتی در بسیاری از فرآیندها هستند. با این حال، در حین کار، تبخیر آب و تلفات بادگیر منجر به غلظت مداوم آب در گردش می شود. این منجر به افزایش محتوای نمک، افزایش سطح آنیون و کاتیون و تغییرات قابل توجه pH می شود که همگی به بدتر شدن کیفیت آب کمک می کنند. علاوه بر این، دما، pH و محتوای مواد مغذی آب در گردش محیط مطلوبی را برای تکثیر میکروبی ایجاد می کند و برج های خنک کننده در معرض نور خورشید برای رشد جلبک ها ایده آل هستند. موثرتصفیه آب در گردشبنابراین برای مدیریت تشکیل رسوب، کنترل خوردگی و مهار فعالیت میکروبی ضروری است.

مشکلات رایج در سیستم های آب در گردش

در صورت عدم مدیریت صحیح، چندین مسئله کلیدی می تواند در سیستم های آب در گردش ایجاد شود:

• تشکیل مقیاس: قاتل کارایی خاموش

  با گردش و تبخیر آب در سیستم های خنک کننده، غلظت نمک محلول افزایش می یابد. هنگامی که این غلظت ها از حلالیت نمک های خاص بیشتر می شوند ، رسوب می کنند و رسوبات سختی را تشکیل می دهند که به عنوان مقیاس شناخته می شوند. انواع رایج شامل کربنات کلسیم، فسفات کلسیم و سیلیکات منیزیم است. مقیاس متراکم است و به طور قابل توجهی راندمان انتقال حرارت را کاهش می دهد. یک لایه مقیاس 0.6 میلی متری می تواند ضرایب انتقال حرارت را تا 20 درصد کاهش دهد. اقدامات پیشگیرانه، مانند استفاده ازسیستم های اسمز معکوسبرای تصفیه آب آرایش، می تواند به طور قابل توجهی تجمع رسوب را کاهش دهد.

• رسوف: فراتر از خاک ساده

  رسوب در درجه اول توسط مواد آلی، کلنی های میکروبی و ترشحات آنها، گل و لای و گرد و غبار معلق در آب ایجاد می شود. برخلاف مقیاس سخت، رسوب ها معمولا نرم تر هستند اما به همان اندازه مضر هستند. آنها نه تنها مانع انتقال حرارت می شوند، بلکه باعث خوردگی زیر رسوب نیز می شوند و در نتیجه طول عمر تجهیزات را کاهش می دهند. حذف موثر این ذرات بخش مهمی از یک جامع استتصفیه آب صنعتیاستراتژی، اغلب شامل مراحل مختلف فیلتراسیون در یک سیستم بزرگتر است.

• خوردگی: تخریب تدریجی دارایی ها

  خوردگی در سیستم های آب در گردش، به ویژه تجهیزات تبادل حرارت، عمدتا الکتروشیمیایی است. این توسط عواملی مانند نقص ساخت در تجهیزات، سطوح بالای اکسیژن محلول، یون های خورنده (به عنوان مثال، Cl-، Fe2+، Cu2+) و بیوفیلم های تشکیل شده توسط ترشحات میکروبی هدایت می شود. عواقب خوردگی کنترل نشده شدید است و به طور بالقوه منجر به خرابی سریع مبدل های حرارتی و لوله کشی می شود. پیاده سازی یک مناسبتصفیه خانه آبطراحی برای موثر بودن بسیار مهم استکنترل خوردگی.

• لجن میکروبی: بستر پرورش مشکلات

  آب در گردش اغلب حاوی اکسیژن محلول فراوان، دمای مطلوب و شرایط غنی از مواد مغذی است که آن را برای رشد میکروبی (باکتری ها، جلبک ها، قارچ ها) بسیار مساعد می کند. تکثیر میکروبی کنترل نشده می تواند به سرعت منجر به تخریب کیفیت آب، بوی بد و تغییر رنگ (به عنوان مثال، سیاه شدن) شود. برج های خنک کننده می توانند از رسوبات لجن گسترده، انسداد، کاهش شدید راندمان خنک کننده و خوردگی شدید رنج ببرند. بنابراینکنترل میکروبی در سیستم های آبییک جنبه حیاتی از تصفیه آب در گردش است. راه حل هایی مانند مواردی که در ما یافت می شودضدعفونی کنندهدسته بندی از جمله ضدعفونی کننده های UV و ژنراتورهای ازن می توانند در مدیریت جمعیت میکروبی بسیار موثر باشند.

تهدید میکروارگانیسم ها و نظارت ضروری

میکروارگانیسم ها در سیستم های آب خنک کننده از دو منبع اصلی سرچشمه می گیرند: میکروب های موجود در هوا که در حین کار با برج خنک کننده کشیده می شوند و میکروب های موجود در منبع آب آرایش. جلبک ها ، در زیر نور خورشید ، فتوسنتز را با استفاده از دی اکسید کربن و بی کربنات انجام می دهند و اکسیژن آزاد می کنند. بنابراین شکوفایی جلبک های بزرگ می تواند اکسیژن محلول را افزایش دهد و فرآیندهای دپولاریزاسیون و خوردگی را تسریع کند.

رشد گسترده میکروبی می تواند باعث سیاه شدن آب در گردش و ایجاد بوی بد و آلوده کردن محیط زیست شود. همچنین منجر به تشکیل رسوبات قابل توجه لجن می شود که باعث کاهش راندمان برج خنک کننده و می تواند باعث خراب شدن چوب شود. لجن در مبدل های حرارتی سرعت انتقال حرارت را کاهش می دهد، افت فشار را افزایش می دهد و می تواند خوردگی شدید زیر رسوب را آغاز کند. علاوه بر این، این بیوفیلم ها می توانند از فلز زیرین در برابر بازدارنده های خوردگی محافظت کنند و آنها را بی اثر کنند. برخی از باکتری ها نیز محصولات جانبی متابولیک تولید می کنند که مستقیما خورنده هستند. این مسائل در مجموع عملکرد طولانی مدت و ایمن سیستم های آب در گردش را به خطر می اندازد و منجر به خسارات اقتصادی قابل توجهی می شود. در نتیجه، کنترل خطرات میکروبی به اندازه مدیریت مقیاس و خوردگی حیاتی است.

نظارت بر فعالیت میکروبی در آب در گردش را می توان از طریق این تجزیه و تحلیل شیمیایی به دست آورد:

• کلر باقیمانده (کلر آزاد):هنگام استفاده از کلر برای ضد عفونی، نظارت بر زمان ظاهر و سطح کلر باقیمانده بسیار مهم است. بارهای میکروبی بالا به طور قابل توجهی تقاضای کلر را افزایش می دهد.
• آمونیاک (NH3):آب در گردش باید در حالت ایده آل بدون آمونیاک باشد. وجود آن ممکن است نشان دهنده نشت فرآیند یا آلودگی جوی باشد. منابع را بررسی کنید و نیتریت را زیر 10 میلی گرم در لیتر نگه دارید و آمونیاک را زیر 10 میلی گرم در لیتر نگه دارید.
• نیتریت (NO2-):وجود آمونیاک و نیتریت نشان می دهد که باکتری های نیتریفیک کننده آمونیاک را تبدیل می کنند. این امر به طور چشمگیری تقاضای کلر را افزایش می دهد و دستیابی به باقیمانده های هدف را دشوار می کند. سطح NO2- زیر 1 میلی گرم در لیتر را هدف قرار دهید.
• اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD):تکثیر میکروبی شدید COD را افزایش می دهد زیرا ترشحات باکتریایی به بار آلی می افزاید. تجزیه و تحلیل COD به ردیابی روندهای میکروبی کمک می کند. در حالت ایده آل، COD (روش KMnO4) باید کمتر از 5 میلی گرم در لیتر باشد.

آسیب های ناشی از میکروارگانیسم ها در گردش آب گسترده است. اقدامات واکنشی پس از بروز مشکلات اغلب کمتر موثر و پرهزینه تر هستند و به مقادیر زیادی زیست کش نیاز دارند. بنابراین، پایش فعال و جامع شرایط میکروبی برای موثر بودن ضروری استتصفیه آب خنک کننده.

اهمیت نسبت غلظت (چرخه های غلظت)

نسبت غلظت در یک سیستم آب در گردش به درجه ای اشاره دارد که مواد جامد محلول در آب به دلیل تبخیر و رانش متمرکز می شوند و در برابر آب آرایش محک می زنند. این یک شاخص جامع کلیدی از اثربخشی کنترل کیفیت آب است.

نسبت غلظت کم به معنای مصرف بیشتر آب و حجم دمیدن و استفاده کم از کارایی شیمیایی تصفیه آب است. نسبت غلظت بالاتر می تواند مصرف آب را کاهش دهد و در هزینه های کلی تصفیه آب صرفه جویی کند. با این حال، نسبت غلظت بیش از حد بالا تمایل به تشکیل رسوب را افزایش می دهد، مقیاس و کنترل خوردگی را پیچیده می کند، ممکن است منجر به شکست شیمیایی در درمان شود و می تواند مانع کنترل میکروبی شود. بنابراین، حفظ نسبت غلظت بهینه و معقول برای عملکرد متعادل سیستم بسیار مهم است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اینکه چگونه سیستم های موثر به صرفه جویی در هزینه کمک می کنند، می توانید راه حل های کلی را در اینجا بررسی کنیداستارک واتر.

آشنایی با مکانیسم های تشکیل مقیاس

رسوب در سیستم های آب در گردش از اجزای محلول فوق اشباع تشکیل می شود. آب حاوی نمک های محلول مختلفی مانند بی کربنات ها، کربنات ها، کلریدها و سیلیکات ها است. در این میان، بی کربنات های محلول مانند بی کربنات کلسیم (Ca(HCO3)2) و بی کربنات منیزیم (Mg(HCO3)2) ناپایدارترین هستند و به راحتی تجزیه می شوند و کربنات ها را تشکیل می دهند. هنگامی که آب خنک کننده غنی از بی کربنات ها بر روی سطوح مبدل حرارتی، به ویژه مناطق گرمتر جریان می یابد، این نمک ها تجزیه می شوند. در صورت وجود یون های فسفات و کلسیم ، فسفات کلسیم نیز رسوب می کند. برخلاف بسیاری از نمک های رایج، حلالیت کربنات کلسیم و فسفات کلسیم با افزایش دما کاهش می یابد. در نتیجه، در سطوح انتقال حرارت، این نمک های کم محلول به راحتی به اشباع می رسند و از محلول متبلور می شوند. این تمایل با سرعت های کم جریان یا سطوح ناهموار تشدید می شود که منجر به رسوب این کریستال ها به صورت فلس سخت می شود. اجزای مقیاس رایج شامل کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، فسفات کلسیم، نمک های منیزیم و سیلیکات ها است. مدیریت این یون های تشکیل دهنده فلس اغلب شامل پیش درمان و انتخاب دقیقلوازم جانبی و اجزای سیستم تصفیه آبمانند غشاهای خاص یا رسانه های فیلتر.

فناوری های پیشرفته تصفیه آب در گردش

انتخاب مناسبراه حل های تصفیه آببا توجه به ویژگی های خاص سیستم آب در گردش شرکت، شرایط فرآیند و کیفیت آب محلی، بسیار مهم است. با اجرای اقداماتی مانند برنامه های دقیق دوز شیمیایی، پارامترهای آب در گردش را می توان در محدوده بهینه حفظ کرد. این نه تنها عملکرد طولانی مدت و قابل اعتماد تجهیزات تولید را تضمین می کند، بلکه به طور قابل توجهی کارایی مصرف آب را افزایش می دهد. استفاده از فناوری پیشرفته تصفیه آب در گردش مزایای اقتصادی قابل توجهی را برای مشاغل و نتایج مثبت زیست محیطی برای جامعه ارائه می دهد. بنابراین ، پذیرش آن بسیار ضروری است. استارک واتر متعهد به ارائه لبه های پیشرفته استتصفیه آب صنعتیفناوری هایی برای رسیدگی موثر به این چالش ها.