آب شیرین کن صنعتی و تصفیه مغناطیسی آب

فرآیند اسمز معکوس (RO) یک فرآیند معمول و مناسب در سیستم های آب شیرین کن صنعتی برای نمک زدایی جهت تولید آب خالص برای مصارف شرب و صنعتی است.
از معایب این فرایند تشکیل رسوب بیولوژیکی و ذرات در سطح غشاء که به شدت بر عملکرد غشا تأثیر می گذارد. و باعث افزایش مصرف انرژی می شود. امروزه از روش های مختلفی برای جلوگیری از تشکیل رسوب در سطح غشاء و یا کاهش اثرات نامطلوب آن استفاده می شود. از جمله:
محلول خوراک، تنظیم یا دوخت خواص غشا، تمیز کردن هیدرولیک، شیمیایی و الکتریکی و بهبود شرایط عملیاتی . دراین مقاله از میدان الکترومغناطیسی (EMF) به عنوان روشی جدید برای کاهش رسوب روی سطح غشا، استفاده‌شده‌است.

تاریخچه تصفیه مغناطیسی آب

تاریخچه تصفیه مغناطیسی آب به تاریخ سال ۱۸۰۳ می رسد. و در آن زمان دانشمندان و محققان زیادی تأثیر مغناطیسی و الکترومغناطیسی را بررسی کرده بودند.
چندین دهه است که مطالعات در مورد تصفیه آب مغناطیسی و الکترومغناطیسی صورت گرفته است .
نخستین بار دانشمندان روسی دریافتند که اعمال میدان مغناطیسی بر روی آب باعث افزایش خلوص آب و کاهش تشکیل رسوب می شود. همچنین بسیاری از محققان دریافتند که هنگام عبور آب از میدان مغناطیسی، رسوب ایجاد شده بر روی دیواره ی تجهیزات کاهش می یابد .
در مطالعات انجام شده بر روی اثر میدان های مغناطیسی بر روی آب و محلول های آبی، کربنات کلسیم (CaCO3) به دلیل ایجاد رسوب سخت و مضر آن به شدت مورد توجه قرار گرفته است.
رسوب کربنات کلسیم در سه نوع یافت می شود:

• اشکال کلسیت
• آراگونیت و واتریت
• رسوبات آراگونیت

تاثیر میدان مغناطیسی بر رسوبات در آب شیرین کن صنعتی

رسوبات آراگونیت چسبندگی کمتری دارند اما رسوبات کلسیت به صورت متراکم و چسبنده هستند.
تحقیقات نشان داد که پس از اعمال میدان مغناطیسی، شکل گیری رسوبات آراگونیت (یا بارش) افزایش می یابد .
بر اساس مطالعات مشابه، در حضور میدان مغناطیسی، اندازه بلورها کوچکتر می شود. در حالی که تعداد آنها که به نفع هسته زایی است افزایش می یابد.

مطالعات دیگر در مورد تأثیر عملیات مغناطیسی بر سیستم های جداسازی غشایی در آب شیرین کن صنعتی از میدان الکترومغناطیسی به عنوان مرحله پیش تصفیه برای فرآیند نانوفیلتراسیون استفاده کردند. و تأثیر آن را بررسی کردند.

میدان الکترومغناطیسی بر میزان تشکیل رسوب CaCO3

.
محققان مشاهده کردند که در حضور یک میدان الکترومغناطیسی، ضخامت و تراکم رسوبات تشکیل شده در سطح غشا کاهش یافته و درصد بلورهای آراگونیت افزایش یافته است.
در سال ۲۰۱۱، مارک گریتا اثر یک میدان مغناطیسی ثابت را به عنوان یک مرحله پیش تصفیه فرآیند فیلتراسیون غشایی مطالعه کرد. او مشاهده کرد که اعمال میدان مغناطیسی باعث کاهش ۱۰ تا ۲۵ درصدی رسوبات و افزایش اندازه کریستال ها و افزایش شار از طریق غشاء آن شد.
با توجه به فرآیندهای RO همچنین او مشاهده کرد که استفاده از یک میدان مغناطیسی ثابت به عنوان مرحله پیش تصفیه به یک فرآیند RO برای تصفیه آب دریا می تواند مقدار عبور نمک از غشاء را کاهش دهد.

یک بررسی دیگر عبور یک میدان مغناطیسی از محلول اشباع شده کربنات کلسیم و به دنبال آن فیلتراسیون غشایی نتیجه ای متفاوت را در بر داشت. این مشاهده نشان داد که حضور میدان مغناطیسی راندمان غشاء RO را افزایش داده است. اما رسوب روی غشاء در مرحله فیلتراسیون اولیه را نیز افزایش داد.

نتیجه

طبق مشاهدات اثرات ترکیبی توزیع کننده جریان مولد اغتشاش و میدان های الکترومغناطیسی رسوب بیولوژیکی غشاهای RO را کاهش و باعث افت فشار در سطح غشاء می شود . همچنین اثر میدان الکترومغناطیسی را بر شار بحرانی تشکیل رسوب بر روی غشاهای RO بررسی کردند و مشاهده کرد که اعمال یک میدان الکترومغناطیسی شار بحرانی تشکیل رسوب را افزایش داد و رسوب را کاهش داد. عملکرد موثر EMF می تواند باعث کاهش رسوب در سطح غشا و افت فشار با استفاده از کاهش EMF مقدار آنتی اسکالانت شود. منبع

مقالات مرتبط