نقش رسوبزدای هیدروفلو در انتخاب صحیح روش تصفیه آب سازگار با محیط زیست چیست؟

انتخاب صحیح روش رسوب زدایی سازگار با محیط زیست

زندگی در منطقه‌ای که دارای آب سخت است (آبی که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات بی‌کربنات،یون‌های کلسیم و منیزیم و....است. ) می‌تواند مصیبت بزرگی برای بسیاری از ساکنین باشد. آب سخت نه تنها باعث ایجاد مسائلی مانند ایجاد تدریجی رسوبات سخت در وسایل خانه می‌شود، بلکه صاحبان خانه‌ها را مجبور می‌کند تا برای سرویس دهی یا تعویض وسایل خود هزینه کنند. به عنوان مثال، تعویض یک قطعه گرمایشی در لوازمی مانند آبگرمکن می‌تواند صدها دلار هزینه داشته باشد. رسوبزداها به شما در این امر کمک شایانی می‌کنند.

این دردسرهای آب سخت باعث می‌شود که بسیاری از صاحبان خانه‌ها و یا مشاغل به دنبال راه حل‌هایی برای جلوگیری از این مخارج باشند. روش‌های بسیاری برای تصفیه آب در بازار وجود دارد که مصرف کنندگان می‌توانند از بین آن‌ها انتخاب کنند. حالا از کجا بفهمیم که کدام روش‌ها مناسب تر هستند؟بیایید انواع روش‌های تصفیه آب و نیز روش‌های منحصر بفرد خلاص شدن از رسوبات لوله‌ها را با هم مرور کنیم. به شما این امکان را می‌دهیم که ذهنتان را روی چیز‌های مهمتر از شستشوی سینک ظرفشویی خود یا زنگ زدن به یک لوله کش معطوف کنید.

انواع دستگاهای تصفیه آب و رسوبزدای غیر شیمیایی سازگار با محیط زیست کدامند؟

دستگاهای رسوب زدای غیر شیمیایی ابزاری مناسب برای جلوگیری از تشکیل رسوبات در لوله‌ها هستند.
این کار با تاثیرگذاری یون‌ها بر آب انجام می‌گیرد. به این صورت که وقتی که نقطه اشباع آب با عواملی مانند گرما و غیره تغییر پیدا کرد، کربنات کلسیم به صورت بلور‌های کوچک در ترکیب ناهمگن درآب در میاید. [ بجای آن که در لوله کشی‌ها رسوب ایجاد شود.]

 

 

اشنایی با انواع روش‌های سختی گیری آب:

اینتراسیو مگنت‌ها [ Intrusive Magnets ]

این دستگاه‌ها جزء اولین دستگاهای تصفیه کننده آب بودند. این دستگاه بعد از کشف این حقیقت که جریان آب بر روی سنگهای مغناطیسی مانع تجمع رسوبات سخت بر روی سایر سنگها می‌شود پدیدار شد.

این تصویر اصول کلی ساز و کار این دستگاه رسوبزدای مغناطیسی را نشان می‌دهد. این رشته‌های مشخص شده بیانگر حرکت و قطع کردن خطوط مغناطیسی توسط آب هستند. بنابراین آب یک ولتاژی را گسترش می‌دهد که توسط قطب‌های (+)و(-) ‌موجود در انتهای رشته‌ها ایجاد شده است.
جریان در نتیجه ی ولتاژ، تولید می‌شود. همچنین جریان وابسته به ولتاژ و هدایت آب خواهد بود. جریانی که با این روش تولید می‌شود DC (جریان مستقیم) است و به عنوان یک جریان گالوانیک باعث ایجاد خوردگی می‌شود و یون‌های فلزی را در آب آزاد می‌کند.
هر خوشه جریانی که به دلیل وجود میدان الکتریکی در نزدیکی آهن ربا تشکیل می‌شود، توسط جریان آب به سمت منبع گرما حمل می‌شود. برخی از خوشه‌ها با جذب یون‌های بیشتر رشد می‌کنند و بعضی از آنها دوباره به هم می‌ریزند. این خوشه‌ها پایدار نیستند و پس از مدت زمان نسبتاً کوتاه (2-3 دقیقه) به یون‌های تکی تقسیم می شوند.
اگر خوشه جریان‌ها به طور کافی به منبع گرما برسند، برای تشکیل یک هسته رشد می‌کنند و این تبلور همانطور که در بالا توضیح داده شد اتفاق می‌افتد.
این ارتباط میان میزان جریان آب و رسانا بودن آن می‌تواند در هنگام انجام تصفیه نتایج غیر قابل اتکایی داشته باشد. علاوه بر این، یک آهنربای دائمی ذرات مغناطیسی را که در آب جاری است جذب می‌کند و باعث کاهش کارایی و افزایش احتمال انسداد کامل لوله‌ها می‌شود. هیچ هسته‌ی ارتقایافته‌ای نمی‌تواند در این زمینه فراتر از آهنربا باشد، زیرا این خصوصیت ذاتی آهنرباست.
هنگامی که از لوله‌های پلاستیکی استفاده می‌شود، آهن ربا هیچگونه واکنشی ندارد زیرا بدونه وجود فلز برای ایجاد جریان میدان الکتریکی نمی‌تواند تشکیل شود. همچنین این ساز و کار در سیستم‌های چرخشی صنعتی به موفقیت کمتری دست میابد.

آهنربای گیره ای [Clamp-on Magnet] :

اینگونه دستگاهها عمدتاً از آهنرباهای سرامیکی ساخته شده‌اند که دارای روکش پلاستیکی هستند. برای ایجاد خطوط مغناطیسی، دو آهنربای جداگانه بر روی لوله بست می شود. این جریان‌های مغناطیسی با شکاف زیاد هوا بین آهن رباها ضعیف می شوند. هیچ راهی برای کنترل سرعت جریان آب وجود ندارد و هیچگونه شواهد علمی معتبری برای اثبات ادعای پر مزایا بودن آن وجود ندارد.
به صورت عینی چنین چیدمانی نمی‌تواند یک میدان الکتریکی تولید کند که بتواند یک خوشه از جریان را شکل دهد. تولیدکنندگان چنین دستگاهایی مدعی هستند که می‌توانند در هر جنس لوله‌ای به نتیجه برسند اما بدون شواهد علمی معتبر این حرف قابل استناد نیست.

الکترومغناطیس‌ها [ electromagnets] :

با یک طراحی درست این امکان فراهم می‌آید که با این دستگاهها بتوان جریان مغناطیسی بسیار قویی ایجاد کرد.
الکترومغناطیس‌ها از لحاظ ساز و کار تقریبا مشابه با  آهنرباهای گیره ای[ clamp-on magnets] هستند اما بسیار قوی تر. علاوه بر این  با این سیستم قادر خواهیم بود با محدود کردن مقدار جریان، سرعت جریان تولیدی را کنترل کنیم.
این دستگاه همان معایب اینتراسیو مگنت‌ها را دارد که در قسمت اول توضیح داده شد. یک نقطه ضعف دیگر آن این مسئله است که باید به یک منبع الکتریکی متصل شوند، که خود منجر به افزایش هزینه‌ها می‌شوند. تنها مزیت الکترومغناطیس‌ها نسبت به آهنرباهای دائم، قابلیت خاموش بودن آن است که باعث می‌شود ذرات الکتریکی انباشته شده داخل لوله‌ها آزاد شوند.

دستگاه الکترومغناطیس غیرقابل نفوذ: [ Non intrusive electromagnet]

این نوع دستگاه‌ها توسط سیم‌هایی که به منظور ایجاد یک میدان مغناطیسی به دور لوله‌های آب پیچیده می‌شوند، تولید می شوند و به چند دسته تقسیم می‌شوند. سیم پیچ‌های 60 هرتزی، ولتاژ را به یک سیم پیچی که به دور لوله‌ها وجود دارد منتقل می‌کنند.

 

تصویر شماره ۲ : این تصویر قسمتی از لوله و سیم پیچ‌های اطراف آن را نشان می‌دهد. خطوط مغناطیسی قرمز که به صورت موازی با سیال در حال حرکت هستند، میدان الکتریکی ناچیزی تولید می‌کنند. برخی از خطوط مغناطیسی در انتهای سیم پیچ‌ها و بین قطبها در جریان هستند و مایع را در زاویه‌ای بسیار کم برش می‌دهند.
این موضوع باعث می‌شود میدان الکتریکی ضعیفی در هر دو انتهای سیم پیچ ایجاد شود. در عمل , به دلیل توزیع متغییر خطوط مغناطیسی، ولتاژها به طور کامل قطع نمی‌شوند.

دلایل متنوعی برای  نوسانات موجود در میدان الکتریکی که با این روش شکل می‌گیرد، وجود دارد. مهمترین نکته، تلاطم جریان آب درون لوله است. ممکن است جریان آب درون یک لوله به صورت خطی جریان نداشته باشد. اینها همه به عوامل مختلفی بستگی دارند که این عوامل هم در لوله‌کشی‌های مختلف متفاوت است. جریان‌های پرطلاتم در داخل خطوط مغناطیسی محوری، باعث می‌شوند که ولتاژ متغیری در الکترومغناطیس‌ها تولید شود. این مغایرت‌ها نشان می‌دهند که این نوع دستگاه‌ها گاهی با موفقیت کار می‌کنند و در برخی موارد هم کاملا از کار می‌افتند.

الکترولیتی [Electrolytic]:

دستگاه‌های رسوبزدای الکترولیتی اساسا با باتری کار می‌کنند. این نوع دستگاه‌های تصفیه آب طبق این سازو کار عمل می‌کنند که اگر الکترودهای فلزی (که از مواد مختلفی ساخته می‌شوند مانند مس و روی)در یک الکترولیت غوطه ور شوند، در این بین، یون‌های روی توسط آند در الکترولیت (یعنی آب) آزاد می‌شوند. انتشار یونهای مثبت روی به داخل آب، الکترونهایی را آزاد می‌کند که از طریق سیم اتصال، به کاتد مس منتقل می‌شوند. این روند تا زمانی که آند روی به طور کامل حل شود ادامه خواهد یافت.
الکترودها توسط یک مقاومت بزرگ 1MΩ (1.000.000 اهم) متصل شده‌اند. این کار برای افزایش عمر آند روی انجام می‌شود اما باعث کاهش چشمگیر میدان الکتریکی اعمال شده بر روی آب می‌شود. سازندگان این دستگاهها با مشکلاتی نظیر افزایش عملکرد مطلوب دستگاه که منجر به افزایش هزینه‌های آن می‌شود، دست و پنجه نرم می‌کنند. طول عمر معقول این دستگاه‌ها فقط با کاهش نسبی عملکرد سیستم تصفیه حاصل می‌شود؛ به گونه‌ای که تعادل میان هزینه‌های این دستگاه و تصفیه شدن مطلوب آب به وجود آید.

به طور کلی تاثیرات مطلوب دستگاه‌های رسوب زدا غیر قابل انکار است. از آنجا که منحصرا میدان الکتریکی جلوی رسوب گذاری را می‌گیرد، پس عمل تصفیه آب با میدان الکتریکی مهمترین عامل است.

این روش‌های رسوبزدایی مشکلاتی هم در پی دارد که در اینجا به آن‌ها اشاره می‌شود:
۱. عمر دستگاه‌های سختی گیر و تصفیه آب غیر قابل تخمین است. عمر این دستگاه‌ها تحت تاثیر ضریب انتشار آب است که در مناطق مختلف متفاوت است.
۲. با از بین رفتن آند‌ها بعد از تصفیه آب، فرآیند تصفیه آب متوقف می‌شود؛ و این امر می‌تواند با آسیب به دستگاه‌ها منجر به ایجاد هزینه اضافی شود.
۳. یون‌های روی در آب آشامیدنی آزاد می‌شوند.
۴. دستگاه‌ها برای رسیدن به نتایج قابل توجه باید به صورت مرتب سرویس کلی شوند، که این موضوع هزینه‌های سنگینی را ایجاد می‌کند.
۵. تصفیه آب فقط با جریان آب انجام می‌گردد.

سیم پیچ [ wire coil ]:

تولید کنندگان بسیاری دستگاه‌های رسوب زدای الکترومغناطیسیِ سیم پیچ تولید می‌کنند. تمام این سیم پیچ‌ها بر اساس دو اصل طراحی می شوند:

۱. در نوع اول، یک سیم پیچ در اطراف لوله‌ها پیچیده شده و به ژنراتور سیگنال (° ژنراتور سیگنال یک تولید کننده سیگنال یا امواجی سینوسی، مربعی، مثلثی و... با دامنه و فرکانس‌های مختلف است) متصل می‌شود.

۲. در نوع دوم، دو سیم پیچ در اطراف لوله‌ها پیچیده می‌شوند، یک انتهای هر سیم پیچ به ژنراتور سیگنال وصل می‌شود و انتهای دیگر باز است.

* نکته : مخترعین هلندی و بلژیکی به ترتیب هر دو طرح را به ثبت رساندند، با این حال بسیاری از نسخه‌های کپی این طرح‌ها طی 20 سال گذشته بدون هیچ گونه مشکل فنی همواره در حال تولید بوده‌اند.

به طور کلی، آنها سیگنال‌هایی با امواج مربعی در فرکانس‌های 1 کیلو هرتز تا 6 کیلوهرتز تولید می‌کنند. البته طرح‌های مختلفی بعد‌ها پدیدار شدند. به عنوان مثال، در مجله بین المللی Elektor Electronics که در جولای و اگوست 1994 منتشر شد، مقاله ای با عنوان "نرم کننده آب"، به طور مفصل ساخت چنین مدارهایی را با سیستم‌های سیم پیچ تکی، دوتایی و سه گانه شرح داده است. در یک سیستم سیم پیچ تک،ضریب القاء الکتریکی سیم پیچ بسیار کم است. اطلاعات زیر، نحوه تست قدرت سیگنال در این نوع سیستم را نشان می‌دهد:

- برای اینکه بتوانید سیگنال خروجی را مشاهده کنید، لازم است که یک انتهای سیم پیچ را از ژنراتور سیگنال جدا کنید. در یک سیستم سیم پیچ تکی، مقدار ولتاژ ممکن است  از یک قطب به قطب دیگر  4vباشد ( p تا p برای نمایش کمیت متناوب است) ؛ و یا حتی فرکانس آن می‌تواند بین 5-6 کیلوهرتز باشد که این فرکانس بالایی محسوب می‌شود.

سیم پیچ را به ژنراتور سیگنال وصل کنید. ولتاژ می‌تواند حدود 15 میلی ولت بین دو قطب باشد. فرکانس ممکن است بین 240 هرتز و 6 کیلوهرتز باشد. کاهش شدید در خروجی به دلیل بار زیادی است که ضریب القای کم، بر روی ژنراتور سیگنال اعمال می‌کند.

سیگنال را روی لوله اندازه گیری کنید و ولتاژ 1mv را بین دو قطب مشاهده خواهید کرد. این بالاترین سطح پالس سیگنال است که این نوع سیستم قادر به القای آن در آب است. انرژی که توسط هر سیگنال الکتریکی نوسانی تولید می‌شود، همان مقدار RMS یک جریان است ؛که اگر یک جریان مستقیم به همان اندازه داشته باشیم، یک انرژی یکسان تولید خواهد شد.

تکنولوژی هیدروپت(Hydropath):

دستگاه رسوب زدای هیدروفلو (HydroFlow)، که از فناوری هیدروپت استفاده میکند، یک ژنراتور سازنده سیگنال‌های پیچیده است که امواجی با طول موج خاص تولید می‌کند. این انواج خاص هسته فریت را تغذیه می‌کنند.( در الکترونیک، هسته فریت یک نوع هسته مغناطیسی ساخته شده از هیدراکسیدآهن است که در سیم پیچ ترانسفورماتورهای الکتریکی و دیگر اجزای سیم پیچی شده مانند القاکننده‌ها نقش مهمی دارند. )

در محدوده مسکونی، در این سیستم هسته به دو بخش تقسیم می‌شود که توسط یک دندانه ی فنری شکل به هم فشرده می‌شوند. در واحدهای تجاری و صنعتی هسته در حلقه‌ها ساخته می‌شود. در این هسته است که میدان مغناطیسی هم محور نوسان کننده (O.C.M.F) در حال تولید است. O.C.M.F باعث ایجاد ولتاژ در لوله و آب درون لوله می‌شود. این دو ولتاژ یکسان هستند. از آنجا که هیچ اختلاف ولتاژ بین مایع و فلز وجود ندارد، هیچ جریانی نمی‌تواند بین آنها صورت گیرد. این امر هرگونه خوردگی را که شکل گرفته است از بین می‌برد. این تناوب نوسانات حدود 150/1 کیلو هرتز است.

 

رسوبگیر هیدروفلو نسبت به سایر سیستم‌های رسوب زدا سازگار با محیط زیست برتری خاصی دارد زیرا سیگنال ثبت شده هیدروپت، بدون نیاز به جریان آب، در کل سیستم لوله کشی حرکت می کند. سایر دستگاه‌های تصفیه آب فقط قادر هستند با جریان آب موجود کار کنند. در واقع در این دستگاها هر واحد آب باید با فاصله از هم جریان یابد تا انرژی به آب منتقل شود. اگر جریان آب در این دستگاه‌ها بسیار سریع باشد، انرژی کافی برای اثرگذاری روی آب تولید نمیشود. اگر جریان آب بسیار آهسته باشد،مدت زمان زیادی طول میکشد تا اعمال تاثیرگذاری روی محلی که مواد معدنی آب رسوب میکند، انجام گیرد؛ و این تاثیر در حدود دو الی سه دقیقه دچار واپاشی میشود. به همین دلیل سازندگان این قبیل دستگاه‌ها، نرخ میانگین جریان و حداکثر جریان مناسب برای کارکرد صحیح  را در دستگاه‌های خود تعریف میکنند ؛ اما در عمل دسترسی به چین نرخ جریان‌هایی غیر محتمل بنظر میرسد.

برای جلوگیری از رسوب گذاری، انرژی باید به آب منتقل شود تا عمل تبلور از سطوح لوله‌ها و تجهیزات، به حالت مخلوط ناهمگن در آب در بیایند. این همان اتفاقی است که در تمام دستگاه‌های تصفیه آب موجود در بازار می افتد.

عملکرد فناوری هیدروپت (Hydropath) با دستگاه‌هایی که از القای انرژی در کل سیستم لوله کشی استفاده می‌کنند متفاوت است. میدان الکتریکی انتشار دهنده ای خوشه‌های یون را در همه جا ایجاد می‌کند و دوباره آن خوشه‌هایی را که توسط آب در محلول حل شده اند را مجدداً بازسازی می‌کند.

نکته : روش‌های دیگری نیز برای رسوب زدایی آب وجود دارد که این روش‌ها نیز اغلب استفاده می‌شوند:
- نرم کننده آب = یون‌های کربنات کلسیم را در آب با یون‌های دیگر،مانند نمک، جایگزین می‌کند.
- فشار اسمزی = آب را از یک غشای نیمه نفوذپذیر عبور می‌دهند، بطوریکه تمام یون‌های آب برداشته می‌شود.
-کنترل pH = خواص شیمیایی آب را طوری تنظیم می‌کند تا از تشکیل تبلور و رسوب گذار جلوگیری کند.

 

منبع:

https://www.hydroflow-usa.com/Choosing-the-right-eco-friendly-water-treatment-option-Whats-out-there