أهمية معالجة المياه كيميائيًا

مع تطور الصناعة في العالم وبلدنا، أصبحت أنظمة التدفئة والتبريد التي تعمل بالماء جزءًا لا غنى عنه في المؤسسات. وتعد معالجة المياه الطريقة الوقائية الأكثر فعالية لاتخاذ تدابير ضد الترسبات الكلسية والتآكل والتكوينات الميكروبيولوجية، وكذلك لتقليل تكاليف الصيانة والتشغيل.

إن استخدام الماء كسائل في المنشآت الميكانيكية ينطوي على بعض المخاطر التي ترتبط بطبيعة الماء نفسه. فالماء يتأرجح بين التسبب في التآكل أو تكوين الرواسب، وذلك اعتمادًا على الهيكل الميكانيكي الذي يوجد فيه والظروف الفيزيائية والكيميائية المحيطة به.

يؤدي هذا التكوّن إلى تقليص العمر التشغيلي للأجزاء الميكانيكية، كما يؤثر في تكاليف الطاقة والمياه واليد العاملة. وتضمن برامج معالجة المياه الكيميائية تحقيق فوائد اقتصادية، إلى جانب التخلص من المواد التي قد تضر بصحة الإنسان.

تشكل تكاليف التجهيزات في أي مبنى ما بين 10 و15 في المائة من إجمالي التكاليف، أما العمر الافتراضي المتوقع للتجهيزات فهو فترة الاستهلاك.

إذا لم يتم إجراء عمليات الفحص على الأنابيب، فقد تنشأ مشاكل في وقت قصير، وقد ترتفع تكاليف التشغيل، كما ستتقلص مدة الاستهلاك المتوقعة.

إذا تم اتخاذ التدابير الوقائية مسبقًا لمواجهة المشكلات التي قد تنشأ في شبكة الأنابيب، فمن الممكن أن تنخفض تكاليف التشغيل بشكل كبير، كما سيزداد العمر الافتراضي المتوقع.

تشكل الاستثمارات المخصصة لحماية الأنابيب جزءًا ضئيلًا جدًّا مقارنةً بالتكاليف التي يتم إنفاقها على الأعطال التي قد تحدث.

من المهم جدًّا أن تُدعم المواد الكيميائية المستخدمة في برامج معالجة المياه، إلى جانب توافقها مع النظام، ببرنامج متابعة منتظم. يجب مراقبة الأنظمة من خلال برامج المتابعة باستخدام طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية على حد سواء. وفي الوقت نفسه، يجب تسجيل برامج تشغيل النظام في شكل ملاحظات العدادات وساعات العمل وجداول زمنية. ولا ينبغي أن ننسى أنه لا يمكن تحسين أي قيمة لا يمكن قياسها.

من المهم إشراك شركات معالجة المياه في مرحلة المشروع حتى تتمكن من التحكم في النظام وتحسين جودة البرنامج الذي ستطبقه. توفر برامج معالجة المياه تدابير تساهم في توفير الوقت والمال والقوى العاملة والطاقة. وتعد أنظمة التدفئة والتبريد، وأنظمة البخار، وأنظمة مياه الاستخدام من أكثر الأنظمة الميكانيكية استهلاكًا للمياه. إن التحكم في خصائص المياه المتعلقة بالتآكل والترسبات الكلسية والتكوّنات الميكروبيولوجية في هذه الأنظمة سيضمن إطالة العمر الافتراضي للأنظمة، كما سيمنع ارتفاع تكاليف الطاقة.

أنظمة الدائرة المغلقة (أنظمة التدفئة المركزية، والتبريد، والمبردات، والمكثفات)

الدائرة المغلقة هي دائرة دائمة، ولا يستخدم الماء الموجود فيها سوى لنقل الحرارة. لا يتعرض الماء في الدائرة المغلقة لأي تبخر أو تغير في التركيز. ولذلك لا يتم إجراء عملية التفريغ لتعديل التركيز. ومن الناحية النظرية، هناك حاجة إلى كمية ضئيلة من الماء الداعم يمكن تجاهلها. وعادةً ما تحدث عمليات إضافة الماء نتيجة للنقص الناجم عن مشاكل التسرب، أو دخول الماء من مصادر خارجة عن السيطرة، أو حالات مثل الإصلاحات. وتتطلب الدائرة المغلقة ماءً عالي الجودة ومعالجًا بشكل أكبر.

أهم المشكلات التي تواجه الدوائر المغلقة هي: التآكل، والتكوّن الميكروبيولوجي، وتراكم الطين.

قد ينتج التآكل في الدوائر المغلقة عن عدة أسباب، منها انخفاض درجة الحموضة (pH)، والغازات المذابة (الأكسجين، ثاني أكسيد الكربون)، والتآكل تحت الترسبات، والتآكل الجلفاني، والتآكل الناتج عن التعرية، والتكاثر الميكروبيولوجي.

كما أن الشوائب التي قد تتشكل أثناء التركيب ستلحق الضرر بالنظام. فعند بدء تشغيل النظام، ستنتقل هذه الشوائب عبر الدوران إلى المبادل الحراري أو المضخة أو الملفات، مما يؤدي إلى تكوّن الرواسب واختلالات في التدفق. ستؤدي الرواسب إلى إبطاء عملية نقل الحرارة وزيادة مخاطر التآكل. كما سيؤدي انخفاض كفاءة نقل الحرارة إلى ارتفاع تكاليف الطاقة. وللتخلص من جميع هذه العوامل أو تقليلها إلى أدنى حد، من المهم أن يتم التحكم في النظام منذ مرحلة التركيب باستخدام طرق التنظيف والحماية الكيميائية المناسبة، وذلك لضمان إطالة العمر الافتراضي للنظام.

ما هي المشاكل المحتملة في أنظمة التدفئة المركزية والتبريد (المبردات والمكثفات)؟

أ) التآكل: الهدف من تطبيقات معالجة المياه في أنظمة الدائرة المغلقة هو تقليل التآكل إلى أدنى حد ممكن. ولهذا الغرض، يتم استخدام مثبطات التآكل التي تعمل على تخميل السطح المعدني. وبذلك، يُهدف إلى تقليل المشاكل التي قد يسببها الأكسجين الموجود في الماء إلى أدنى حد ممكن، وتعديل قيمة الرقم الهيدروجيني (pH) لتصل إلى النطاق المطلوب.

نظرًا لأن مياه الدائرة المغلقة لا تكون مشبعة بالأكسجين بشكل مستمر، فقد يُعتقد أن مشكلة التآكل ضئيلة. لكن في الواقع، ونظرًا لوجود الأكسجين بكميات صغيرة ومتكررة، يحدث التآكل على شكل تجاويف عميقة في النقاط الأكثر سخونة. كما يُلاحظ أيضًا في الدوائر المغلقة حدوث تآكل جلفاني ناتج عن وجود معادن مختلفة.

من الضروري منع تكوّن الهواء داخل النظام لتجنب تسرب الأكسجين منه. كما أن المواد الكيميائية المثبطة المستخدمة يمكنها منع الأضرار التي قد يسببها الأكسجين الموجود في الماء للنظام، وذلك عن طريق قطع الاتصال بين الماء والمعدن.

منتجنا القائم على الموليبدات وهو #CK-42 (#التآكل ، #مثبط)؛ حيث يعمل على تشكيل طبقة رقيقة على المستوى الجزيئي على الأسطح المعدنية في الأنابيب، مما يمنع انتقال الإلكترونات بين الماء والمعدن، ويستهلك الأكسجين الموجود في الماء، وبالتالي يحمي الأسطح المعدنية من التآكل. كما يمنع تكوّن الرواسب بمساعدة المواد المشتتة التي يحتوي عليها.

CK-42 استخدام نظام #التدفئة، #التبريد (#المبرد و #المكثف) يوفر حماية كاملة ضد التآكل.

ب) تكوّن الترسبات الكلسية: يجب بالضرورة تنقية المياه المساعدة لمنع تكوّن الترسبات الكلسية التي تحتوي على الكالسيوم والمغنيسيوم. ونظرًا لأن مشكلة الترسبات وما ينتج عنها من خسائر في الطاقة تبلغ أبعادًا لا يمكن تجاهلها، فإن اتخاذ التدابير اللازمة أمر لا بد منه. وتتمثل الإجراءات التي يجب اتخاذها لهذا الغرض فيما يلي:

أ) التنظيف الكيميائي للترسبات المتكونة: وقد تشكلت الترسبات نتيجة عدم اتخاذ التدابير اللازمة عند بدء تشغيل المنشأة أو نتيجة وجود عيوب في نظام المعالجة. ويجب أن تتم عملية التنظيف بشكل متجانس على جميع أسطح نقل الحرارة. ولا يمكن تطبيق عملية التنظيف الميكانيكي في جميع الوحدات. ولذلك، فإن إجراء العملية بالطريقة الكيميائية أمر ضروري. عند إجراء عملية التنظيف الكيميائي، يجب مراعاة بنية الترسبات المتكونة وخصائص النظام، كما يجب الحرص في التنفيذ على عدم إلحاق الضرر بالمعادن الموجودة في النظام.

(ب) في حالة كون النظام جديدًا أو في حالة تنظيفه باستخدام عملية التنظيف الكيميائي، يجب اتخاذ التدابير اللازمة لمنع تكوّن الترسبات الكلسية في النظام (عمليات التليين + المعالجة الكيميائية + الترشيح).

ب) التكوّن الميكروبيولوجي: من بين المشكلات التي قد تنشأ في الأنظمة ذات الدائرة المغلقة التكوّن الميكروبيولوجي، ويعتمد اختيار المادة الكيميائية التي سيتم استخدامها على مثبط التآكل ومستوى الأس الهيدروجيني. ولا تُستخدم المثبطات المؤكسدة في مثبطات التآكل التي تحتوي على النتريت. ويُعد كل من الجلوتارالدهيد والإيزوثيازولون من أكثر المثبطات استخدامًا.

طرق الحماية التي يمكن تطبيقها في أنظمة التدفئة المركزية والتبريد (المبردات والمكثفات)

1. أنظمة تنقية المياه (المعالجة الأولية)

الهدف من هذا التطبيق هو تزويد النظام بمياه ناعمة ذات درجة صلابة منخفضة، سواء عند التعبئة الأولية أو في الحالات التي تتطلب إضافة مياه إضافية. ففي الأنظمة التي يتم تعبئتها بمياه الشبكة أو مياه الآبار، تتسبب المعادن الموجودة في المياه — تحت تأثير الحرارة أيضًا — في تكوين رواسب، مما يؤدي إلى تكوّن طبقة من الجير. وهذا بدوره يؤدي إلى خسائر كبيرة في الطاقة داخل النظام.

عند اختيار سعة النظام، يُعد الحجم الإجمالي للدائرة والمدة المطلوبة لملئها من العوامل المهمة. كما تؤثر عمليات النقل أو خزانات الاحتياطي المخطط إنشاؤها أمام النظام أو بين أجزائه على السعة. وفي التطبيقات العامة، يتم اختيار النظام بحيث يتم ملء جميع الأنابيب في غضون يوم واحد كحد أقصى، ويتم تركيبه مباشرة على الخط.

2. تطبيقات الحماية الكيميائية (المعالجة الكيميائية)

الهدف من هذا التطبيق هو منع الآثار الضارة التي قد يسببها الماء للمعادن (خاصة التآكل). ويحقق التأثير المطلوب من خلال منع التلامس الكيميائي بين المعدن والماء.

قبل بدء التشغيل، يجب أخذ عينة من المياه الموجودة في شبكة الأنابيب للتحقق من مطابقة قيم المياه للمعايير المطلوبة. بعد ذلك، يتم تشغيل النظام عن طريق إضافة الجرعة المناسبة من المواد الكيميائية الوقائية وفقًا للحجم الإجمالي للمياه في شبكة الأنابيب. وبعد ضمان الدوران الكامل، يتم أخذ عينة أخرى من المياه للتحقق من وصول القيم إلى النطاق المطلوب ومن كمية المواد الكيميائية. وبعد التأكد من مطابقة القيم المطلوبة، يجب إعادة اختبار النظام بأخذ عينات على فترات زمنية محددة لأغراض المراقبة. وفي حالة اكتشاف أي عدم مطابقة في القيم، يجب اتخاذ الإجراءات اللازمة على الفور.

#مبرد في نظام التبريد #CK-42 #مثبط_التآكل (#مواد كيميائية للحماية) التطبيق

فيما يلي بعض منتجات معالجة الأنابيب المغلقة التي قمنا بتطويرها في شركة «CEMKİMSAN KİMYA» وننتجها في مصنعنا:

CK-42 (مانع للتآكل في أنظمة التدفئة والتبريد ذات الدائرة المغلقة)

CK-13 (مانع للتآكل في أنظمة التدفئة والتبريد ذات الدائرة المغلقة)

CK-9316 (مانع للتآكل في أنظمة التدفئة والتبريد ذات الدائرة المغلقة – مناسب للمعادن الصفراء)

C-BIOCIDE 900 (مبيد حيوي يستخدم في أنظمة التدفئة والتبريد ذات الدائرة المغلقة)

3. تطبيقات الترشيح

يجب أن يكون مستوى تعكر المياه المتدفقة في الأنابيب أقل من مستوى معين. مع مرور الوقت، يُلاحظ تكوّن الرواسب والملوثات الفيزيائية داخل الأنابيب. وتؤدي هذه الرواسب المتكونة، تحت تأثير التغيرات في درجة الحرارة، إلى تكوّن قشور وترسبات. يظهر أدناه الرواسب المتراكمة في نظام غير مزود بمرشحات. ويُهدف من ترشيح هذه الرواسب في خط دوران المياه إلى ضمان تدفق مياه نظيفة باستمرار داخل النظام. ولهذا الغرض، يجب أن يكون النظام مزودًا بنظام ترشيح منفصل، بخلاف مصافي الأوساخ.

الإجراءات التي يجب على المشغلين اتخاذها:

يجب فحص ضغط المياه في الأنابيب والتحقق من عدم وجود أي انخفاض أو نقص في المياه، ويجب تعويض الكمية الناقصة من المياه عن طريق خط المياه الناعمة.

بعد تعويض الماء المفقود، يجب قياس المعلمات الكيميائية للمياه بشكل دوري (الصلابة، ودرجة الحموضة، والتوصيلية، ونسبة المواد الكيميائية الفعالة للحماية)، وبناءً على ذلك، يجب تجديد إضافة المواد الكيميائية بكمية تعادل الكمية المفقودة من أجل ضبط المياه على القيم المطلوبة.

تؤدي مواد منع التجمد المضافة إلى الأنظمة إلى تغيير خصائص الماء بمرور الوقت. لذا، يجب الحصول على الدعم من الشركات المتخصصة في معالجة المياه قبل البدء في الاستخدام.

المصدر:

ملاحظات محاضرات شركة «CEMKİMSAN KİMYA».

دليل المياه الصادر عن نقابة مهندسي الكيمياء التابعة للاتحاد التركي للمهندسين والمعماريين (TMMOB)

http://mmoizmir.org/wp-content/uploads/2016/03/mekaniktesisat1.pdf

https://www.cemkimsan.com.tr/post/kapal%C4%B1-devre-%C4%B1s%C4%B1tma-so%C4%9Futma-sistemleri