آب در صنعت هرگز خالص نیست؛ سختی، قلیائیت، سیلیس، کلراید و میکروارگانیسم‌ها همگی می‌توانند منشأ رسوب، خوردگی یا گرفتگی باشند. برنامهٔ تصفیهٔ شیمیایی، مجموعه‌ای از مواد و دوزهایی است که بر پایهٔ آنالیز آب و شرایط فرایند طراحی می‌شود.
مرحلهٔ اول: شناخت آب ورودی
هر برنامهٔ شیمیایی با آنالیز آغاز می‌شود. پارامترهای حداقلی مورد نیاز:
- pH و قلیائیت (کل و فنل‌فتالئین)
- سختی کل، سختی کلسیمی و منیزیمی
- هدایت الکتریکی و کل جامدات محلول (TDS)
- کلراید، سولفات و سیلیس
- آهن و منگنز
- کدورت و کل جامدات معلق
- شمارش میکروبی در سیستم‌های گردشی
بدون این داده‌ها، انتخاب مواد شیمیایی حدس و گمان است و معمولاً به مصرف بی‌مورد یا بی‌اثر منتهی می‌شود.
انعقاد و لخته‌سازی
ذرات معلق ریز و کلوئیدی بار سطحی هم‌نام دارند و از هم دور می‌مانند. منعقدکننده بار سطحی را خنثی می‌کند و لخته‌ساز، ذرات خنثی‌شده را به هم می‌چسباند تا لختهٔ قابل ته‌نشینی شکل بگیرد.
- منعقدکننده‌های معدنی: سولفات آلومینیوم (آلوم)، کلرید فریک، پلی آلومینیوم کلراید (PAC)
- لخته‌سازها: پلی‌الکترولیت‌های آنیونی، کاتیونی و غیریونی با وزن مولکولی بالا
نکتهٔ کلیدی در این مرحله، تعیین دوز بهینه با آزمون جار (Jar Test) است. دوز بیش از حد منعقدکننده، بار سطحی را معکوس می‌کند و کدورت خروجی را بالا می‌برد. همچنین شدت و زمان اختلاط در دو مرحله متفاوت است: اختلاط سریع برای انعقاد و اختلاط آرام برای رشد لخته.
برنامهٔ شیمیایی برج خنک‌کننده
در برج خنک‌کننده سه مسئله به‌طور هم‌زمان مدیریت می‌شود:
- رسوب: با آنتی اسکالانت بر پایهٔ فسفونات یا پلیمرهای آکریلیک و کنترل سیکل تغلیظ
- خوردگی: با بازدارنده‌های خوردگی و کنترل pH در محدودهٔ هدف
- رشد میکروبی: با بیوساید اکسنده (مانند ترکیبات کلر) و غیراکسنده به صورت متناوب
کنترل سیکل تغلیظ (نسبت TDS آب گردشی به آب جبرانی) مهم‌ترین متغیر بهره‌برداری است. سیکل بالا مصرف آب را کم می‌کند اما ریسک رسوب را بالا می‌برد؛ تعادل این دو با پایش پیوسته هدایت الکتریکی و تخلیهٔ خودکار (blowdown) برقرار می‌شود.
برنامهٔ شیمیایی دیگ بخار
- سختی‌گیری پیش از ورود: با رزین تبادل یونی یا اسمز معکوس
- حذف اکسیژن: با هواگیرزن مکانیکی و سپس اکسیژن‌زدای شیمیایی
- کنترل قلیائیت و pH: برای حفاظت از لایهٔ محافظ سطح فلز
- پراکنده‌ساز رسوب: برای معلق نگه‌داشتن ذرات تا تخلیهٔ زیرین
- حفاظت خط کندانس: با آمین‌های خنثی‌کننده یا فیلم‌ساز
سیستم اسمز معکوس
در RO، سه گروه ماده کاربرد دارد: آنتی اسکالانت برای جلوگیری از رسوب روی سطح غشا، بی‌سولفیت سدیم برای حذف کلر باقیمانده (زیرا غشاهای پلی‌آمید در برابر کلر آسیب‌پذیرند)، و مواد شست‌وشوی اسیدی و قلیایی برای احیای دوره‌ای غشا. پایش شاخص نرمال‌شدهٔ دبی عبوری و اختلاف فشار، زمان مناسب CIP را مشخص می‌کند.
اصول دوزینگ و ایمنی
- نقطهٔ تزریق باید اختلاط مناسب داشته باشد؛ تزریق در مسیر آرام، توزیع ناهمگن ایجاد می‌کند.
- پمپ دوزینگ را بر اساس دبی طراحی و فشار مسیر انتخاب کنید و کالیبراسیون دوره‌ای انجام دهید.
- مواد ناسازگار را هرگز در یک مخزن یا با یک پمپ مشترک تزریق نکنید.
- مخازن مواد شیمیایی را دارای تشتک نگهدارنده و تهویهٔ مناسب اجرا کنید.
- ایستگاه شست‌وشوی چشم و دوش اضطراری در محل تزریق الزامی است.
طراحی برنامهٔ تصفیهٔ شیمیایی و تأمین مواد مصرفی، از خدمات هایپر صنعت فراز است.