الرئيسية / التشغيل والصيانة / تعلم قياس احتمالية تكون القشور من كربونات الكالسيوم فى محطات تحلية المياة

تعلم قياس احتمالية تكون القشور من كربونات الكالسيوم فى محطات تحلية المياة

 

 

المفهوم العاشر: الLSI وال (S&DSI)
وقياس احتمالية تكون القشور من كربونات الكالسيوم

التعريفات:

احتمالية تكوين القشور Scaling potential هى طريقة تستخدم كمؤشر لاحتمالية حدوث ترسبات scaling من كربونات الكالسيوم،كما أنها مؤشر لحدوث التآكلCorrosion لذا فهى هامة جداً للكيميائيين العاملين بوحدات التناضخ العكسى والغلايات وغيرها ، ويُعبرعنها بنوعين من القياسات وهما الLSI وال(S&DSI).
1- قياس ال LSI هو اختصار ل Langelier saturation index ، ويستخدم مع المياه التى لها TDS أقل من العشرة آلاف 10000 مجم/ لتر، مثل المياه متوسطة الملوحة (Brackish water).
2- قياس ال(S&DSI) وهو اختصار ل Stiff & Davis stability index ، ويستخدم مع المياه التى لها TDS أكبر من العشرة آلاف 10000 مجم/ لتر، مثل مياه البحار والمحيطات والخلجان المالحة كالخليج العربى.

حساب الLSI:

يتم حساب الLSI من المعادلة التالية (وبعد تحليلات معملية للمياه):
LSI = pH (measured) - pHsat
علماً بأن pH هو الرقم الهيدروجينى المعروف لمياه التغذية حيث يتم قياسه بالpH meter.
أما الpHsat فهو الرقم الهيدروجينى عند حالة التشبع بكربونات الكالسيوم Saturation pH ويتم حسابه بطرق مختلفة من معادلات معينة بمعلومية نتائج قياسات البارمترات التالية:

1- تركيز الكالسيوم (Calcium hardness)as CaCO3.
2- القلوية الكلية (M-Alkalinity) (أوأحياناً تركيزالبيكربونات).
3- الأملاح الكلية الذائبة TDS بالppm.
4- درجة الحرارة بالفهرنهايت أوالمئوية.

وسنذكرهنا أبسط المعادلات وهى:
pHsat = [9.3 + A + B] - [C + D]
حيث أن A,B,C,D ثوابت يمكن الحصول عليها من خلال الجدول التالى:

ونأتى الآن على تقييم نتائج الLSI ودلالات كل قيمة كما فى الجدول التالى:

وسنذكر المثال العملى  وكانت المعطيات كالتالى:

pHmeasured = 8.2
TDS = 380 ppm
Temprature = 85oF = 29.4oC
Calcium hardness as CaCO3 = 225 ppm
Total alkalinity as CaCO3 (M-Alkalinity) = 250 ppm

الإجابة:

TDS = 380 ppm --->> A= 0.2
Temperature = 29.4 oC --->> B= 1.9
Calcium hardness as CaCO3 = 225 ppm --->>C= 2.0
Total alkalinity as CaCO3 (M-Alkalinity) = 250 ppm --->> D=2.4
بالتعويض فى المعادلة:
pHsat = [9.3 + A + B] - [C + D] = 9.3 + 0.2 + 1.9 – [2.0 + 2.4] = +7
LSI = pH (measured) - pHsat = 8.2 – 7.0 = + 1.2

توجد طريقة حساب أخرى لن نتعرض لها تستطيع الإطلاع عليها فى الASTM برقم 3739 والجدير بالذكرأن هناك العشرات من المواقع التى تقوم بحساب الLSI أون لاين فقط بعد ادخال المعلومات السابقة سنذكر احداهم لاحقا .

ملاحظات لحضراتكم:

1- قلنا أن الLSI عندما تساوى صفر فإنه لا مجال لتكون القشور وللأمانة الكلام النظرى شىء والعملى شىء آخر ... قد تتكون القشور مع الزمن أو نتيجة لقياس خاطىء لمفردات الLSI.
2- عندما نجد قيمة الLSI مرتفعة فإنه يتم خفضها بخفض قيمة الرقم الهيدروجينىpH بإضافة حمض (الهيدروكلوريك أو الكبريتيك) كما سيأتى فى المعالجة الكيميائية، والقيمة المستهدفة التى تناسب التناضخ العكسي هى -0.2 والتى تشير إلى نقطة ما تحت التشبع كما ذكرنا ، ولو كانت القيمة أعلى من نقطة الخطر يتم إضافة أنتى سكيل.
3- بعض الشركات أحياناً تخبرنا بأن ال antiscale يعمل بفاعلية عند قيمة موجبة للLSI حتى القيمة 2.5، لذا يمكن الإستغناء عن إضافة الحمض والإبقاء على الرقم الهيدروجينى كما هو عند LSI = +1.8.

 

حساب ال(S&DSI):

يتم حساب ال S&DSIمن معادلة مشابهة لمعادلة الLSI وهى:

DSI = pH (measured) - pHsat
pHsat = pCa + pAlk + "K"

ونلاحظ أن ال"K" دالة فى القوة الأيونية للماء Ionic strength وبحسابات معينة تستطيع الإطلاع عليها من ASTM برقم 4582 أو من خلال مواقع على النت تحسب الS&DSI أون لاين بعد إدخال عدة معطيات.
بالنسبة للقيم الموجبة أيضاً فإنها مؤشرلميل المياه لعمل ترسبات من كربونات الكالسيوم والتى تدمر أغشية التناضخ العكسى.
الجدير بالذكر أنه توجد معاملات أخرى تتنبأ أيضاً بميل المياه لتكوين رواسب أوالتسبب فى التآكل مثل: Ryznar Index ،Larson-Skold Index وإن كانت أقل استخداماً.
..

موقع لحساب الLSI
https://www.lenntech.com/calculators/langelier/index/langelier.htm

ايضا هناك
تجربة تانية عشان أحدد ميل المياه لتكوين قشور وخاصة فى خطوط الشبكات أو الغايات الصناعية وهى اختيار الحجر الجيرى Marble test
1-يتم أخذ عينة 25 مل من المياه المراد قياس التكلس لها وصبها فى دور عيارى
2-يتم قياس كل من الاس الهيدروجينى والقلوية الكلية العينة
3-يتم وضع قطعة من الحجر الجيرى Marble مع العينة المأخوذة فى الدورق العيار لمدة 24 ساعة
4-يتم قياس الأس الهيدروجينى والقلوية الكلية للعين
اذا زادت قيم الاس الهيدروجينى والقلوية الكلية فتكون المياه أكثر ميلا لتكوين قشور
أما إذا قلت قيم الأس الهيدروجينى والقلوية الكلية فإن المياه تميل للتآكل

م.ك/ وليد السيد

 

تعليقات الفيسبوك

شاهد أيضاً

كورس نقاشات علمية حول كيمياء التناضح العكسى الجزء الثانى

يسعدنى ان اقدم اليكم وعبر مدونتكم مدونة التناضح العكسى الكورس المتاكل كورس مناقشات علمية حول …