اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا یکی از موارد مهم و قابل‌توجه در تصفیه آب است. آنتی اسکالانت‌ها از مواد بسیار ضروری هستند که باید در سیستم‌های تصفیه آب استفاده شوند. این مواد از اینکه رسوب در غشا یا ممبران تشکیل شود، جلوگیری می‌کنند.
به همین دلیل وجود آن‌ها در سیستم آب‌شیرین‌کن ضروری و تقاضا برای دست‌یابی به آن بسیار بالا است. لزوم استفاده از این مواد در این صنعت، ما را بر آن داشت تا در این مطلب درباره اثرات مختلف آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا صحبت کنیم و درباره این موضوع مهم اطلاعات کامل را به دست آوریم.
درباره آنتی اسکالانت بیشتر بدانیم
قبل از اینکه به اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا اشاره کنیم، بهتر است با آن بیشتر آشنا شویم. همان‌طور که در مقدمه بیان کردیم، آنتی اسکالانت موادی است که از رسوب جلوگیری می‌کند. تکنیک فیلتر غشا یا ممبران در دنیا به‌عنوان یکی از روش‌های دوستدار محیط‌زیست شناخته شده است.
این روش نسبت به روش‌های نمک‌زدایی حرارتی انرژی کمتری را مصرف می‌کند. از آنتی اسکالانت‌ها برای جلوگیری از جرم‌گیری در غشا یا ممبران دستگاه اسمز معکوس (دستگاهی که برای تصفیه آب استفاده می‌شود) استفاده می‌شود که بسیار نیز رایج است.
آنتی اسکالانت‌های معروفی که از آن بسیار استفاده می‌شود سولفات کلسیم است. این نوع شامل فسفونات‌ها و پلیمرهای عالی هستند. بااین‌حال در سیستم‌های اسمز معکوس یا RO فسفونات‌ها تمایل دارند که هیدرولیز شوند و به همین دلیل با یون کلسیم واکنش نشان می‌دهند؛ بنابراین آنتی اسکالانت تجاری از پلیمرهای عالی مانند پلی اکریلیک، پلی متاکریلیک اسید و پلی مالئیک اسید تشکیل شده‌اند. در ادامه بیشتر به اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا می‌پردازیم.
اثرات آنتی اسکالانت بر روی رسوب زیستی غشا چگونه انجام می‌شود؟
در بالا بیان کردیم که از پلیمر‌ها برای آنتی اسکالانت استفاده شد. این کار نشان داد که اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا می‌تواند عملکرد رضایت‌بخشی داشته باشد و غشا حالت پوسته‌پوسته به خود نگیرد. بااین‌حال پژوهشگران کمتر درباره این موضوع تحقیق کرده‌اند. اگر از این آنتی اسکالانت‌ها برای آب دریا استفاده شود، به دلیل اینکه آب دریا دارای میکروارگانیسم‌های بسیار زیادی است، نه‌تنها باعث می‌شود که پوسته‌پوسته شدن انجام شود، بلکه میکروب نیز در آن رشد می‌کند.
این اعمال باعث به‌وجودآمدن اثرات آنتی اسکالانت بر روی رسوب زیستی غشا خواهد شد و نتیجه خوبی ندارد؛ بنابراین دوباره بررسی شد که از چه آنتی اسکالانتی برای این محیط استفاده شود؛ در نتیجه نشان داده شد که به روش‌های غربالگری خاص برای ارزیابی آنتی اسکالانت‌ها در مقیاس صنعتی احتیاج است. این بدان معناست که باید بر اساس محیط، بررسی شود که برای هر نوع از محیط چه آنتی اسکالانتی استفاده شود.
مطالعه بر روی آنتی اسکالانت و اثر آن بر روی غشا به چه صورت است؟
اولین مورد که برای مطالعه اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا انجام می‌شود، مربوط به رسوب و ضد رسوب است. این کار در یک فیلتراسیون انجام خواهد شد که به ممبران یا غشا بستگی دارد. باید اول بررسی شود که نوع رسوب چیست؟ بسته به نوع رسوب است که آزمایش‌ها از چند ساعت تا چند هفته زمان می‌برند.
از پمپ‌های فشار بالا، دبی مترها، فشارسنج‌ها و سلول‌های فیلتراسیون در این کار استفاده می‌شود که آن را به روشی پرزحمت و پرهزینه تبدیل می‌کند؛ اما به¬مرور روشی جدید برای انجام این تحقیق‌‌ها ایجاد شد که مقرون‌به‌صرفه‌تر نیز بود.
در این روش تصمیم گرفتند تا رسوباتی که روی بیوفیلم‌‌ها تشکیل می‌شود را ببینند. این سنجش‌ها برای ارزیابی عملکرد غشا بسیار مفید بود و دیگر باعث استفاده از تنظیمات پیچیده فیلتر نشد. در این روش به‌صورت کامل معلوم شد که اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا در محیط‌های مختلف به چه صورت است. این کار یک گام مهم در مورد رسوب زیستی بود که قبلاً انجام نمی‌شد.
زمانی که رسوب روی فیلم ساخته می‌شود باید آن‌ها را با میکروسکوپ‌های مخصوصی تماشا کرد. اپی فلورسانس، اسکن لیزر کانفوکال، نیروی اتمی و رزونانس مغناطیسی از این نوع هستند. وجود میکروسکوپ‌های دقیق در این روش بسیار مهم است؛ زیرا تشخیص رسوب غشا برای انتخاب آنتی اسکالانت دارای اهمیت زیادی است.
این تکنیک‌‌ها کمک کرد تا اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا مشخص شود و با آزمایش اثراتی که بر روی غشا در محیط‌های مختلف انجام می‌شود، انتخاب نوع مناسب در نظر گرفته شود. علاوه بر این اطلاعات تحلیلی چند متغیر توسط FTIR و همپوشانی آن بررسی شد. این روش طیف‌سنجی فروسرخ فوریه نامیده می‌شود و بین غشای تمیز شده و رسوب‌کرده تمایز ایجاد می‌کنند.
بر اساس اثرات آنتی اسکالانت بر غشا و رسوب زیستی آن آیا استفاده از آن مفید است؟
بر اساس آزمایش‌هایی که در بالا انجام شد و غربالگری‌هایی که درباره اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا صورت گرفت، معلوم شد که استفاده از آن برای غشا مهم است. در واقع آنتی اسکالانت نقش حیاتی را برای غشا ایفا می‌کند و حتماً باید متناسب با محیطی که ممبران یا غشا در آن قرار دارد انتخاب شود؛ بنابراین قبل از انتخاب آنتی اسکالانت باید این بررسی صورت گیرد و شرایط محیطی در نظر گرفته شود. این نوع بررسی‌ها و آزمایش‌ها باید توسط افراد متخصص در این زمینه انجام شود.
در زمان‌های گذشته که این نوع آزمایش‌ها انجام نمی‌گرفت، ممکن بود تا آنتی اسکالانت در غشا قرار نگیرد و به‌محض مشاهده میکروب یا پوسته‌پوسته شدن ممبران یا غشا این قسمت کاملاً تعویض می‌شد؛ اما امروزه با پیشرفت علم و تحقیقاتی که در زمینه اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا انجام شده، فواید آن بیشتر مشخص شده است. پس به‌جای استفاده نادرست از آنتی اسکالانت در محیط‌هایی که متناسب با آن نیست، با آزمایش و تحقیق از انواع مناسب آن استفاده کنید.
کلام آخر
یکی از مهم‌ترین موارد موجود در زمینه تصفیه آب شیرین، آنتی اسکالانت است. اثرات آنتی اسکالانت بر رسوب زیستی غشا دغدغه کسانی است که این تصمیم را داشتند از این مواد در ممبران یا غشاهای مخصوص استفاده کنند.
در این مطلب آزمایش‌های لازم برای انتخاب آنتی اسکالانت مناسب و غربالگری لازم در این زمینه را توضیح دادیم . همچنین گفتیم که استفاده از این مواد نه‌تنها به غشا آسیبی نمی‌رساند. این ماده حیاتی است و باید متناسب با محیطی که غشا در آن وجود دارد استفاده شود.