ما هو المقياس؟

العديد من الأشخاص الذين يواجهون تقنية التحكم في الميزان المادي-لأول مرة يطرحون نفس السؤال:

إذا كان الجهاز لا يقوم بتصفية الكالسيوم والمغنيسيوم، ولا يستخدم التبادل الأيوني مثل منقي الماء، فكيف يمكنه تقليل الترسبات الكلسية؟

الجواب هو:

لا يركز التحكم الفيزيائي على عدد المعادن الموجودة في الماء، ولكن على كيفية تبلور تلك المعادن وما إذا كانت تلتصق بسهولة بأسطح المعدات.

يبقى الكالسيوم والمغنيسيوم ومعادن الصلابة الأخرى بشكل عام في المياه المعالجة. ونتيجة لذلك، فإن التركيب المعدني والصلابة الكلية لا تنخفض بشكل ملحوظ بنفس الطريقة التي يحدث بها بعد تخفيف التبادل الأيوني-.

ومع ذلك، في ظل جودة المياه -وظروف التشغيل المناسبة، يمكن أن تؤثر تقنيات التحكم في النطاق المادي-علىعمليات التنوي والنمو البلوري والتجميع والترسيب السطحيمن الأملاح المعدنية . بعض المعادن التي قد تشكل قشورًا صلبة ومتماسكة قد تشكل بدلاً من ذلك بلورات صغيرة أو رواسب أكثر مرونة في الماء السائب ويتم إخراجها من النظام عن طريق التدفق.

لهذا السبب:

إن تقليل الحجم لا يعني بالضرورة إزالة المعادن.

في الممارسة الهندسية، يتم وصف هذه الأساليب بشكل عام على أنهاتكييف المياه الماديةأوالسيطرة على النطاق الجسدي، بدلاً من تليين الماء بالمعنى الدقيق للكلمة. توضح إرشادات المعهد المعتمد لمهندسي خدمات البناء (CIBSE) أيضًا أن أنظمة معالجة المياه المادية-لا تغير التركيب الأساسي للمياه. ولذلك تظل المياه المعالجة مياهًا عسرة، في حين أن الهدف هو تقليل ترسب القشور والالتصاق.

لماذا يمكن أن يتناقص الحجم حتى مع بقاء المعادن؟

هذا هو مفتاح الفهمالنطاق الجسديتثبيط.

يعالج منقي المياه التقليدي المشكلة عمومًا عن طريق:

تقليل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم التي تسبب الصلابة.

يتبع التحكم المادي طريقًا مختلفًا:

لا يقلل بالضرورة من كمية أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم. وبدلاً من ذلك، فهو يتداخل مع العملية التي تصبح من خلالها الأيونات الذائبة قشورًا ملتصقة.

يمكن تبسيط عملية القياس الشاملة على النحو التالي:

المعادن الذائبة ← التشبع الفائق ← النواة ← نمو البلورات ← تجميع البلورات ← التصاق السطح ← مقياس صلب

تعمل معدات التليين التقليدية بشكل أساسي على تقليل الكالسيوم والمغنيسيوم في بداية هذا التسلسل.

تعمل تقنيات التحكم في النطاق المادي- بشكل رئيسي في مراحل لاحقة، بما في ذلكالتنوي، نمو البلورات، التجميع، والالتصاق السطحي.

وبالتالي فإن التقنيتين تعالجان نفس المشكلة من خلال مسارات علاجية مختلفة.

كيفScaleDpالتحكم في المقياس المادي يقلل من التصاق المقياس؟

1. التأثير على حجم البلورة، وتشكلها، ونموها

يمكن أن تتخذ البلورات أشكالًا مختلفة حتى عندما يكون تركيبها الكيميائي متطابقًا.

يمكن أن تتواجد كربونات الكالسيوم، وهي المعدن الأكثر شيوعًا-في تكوين المعادن، في عدة أشكال متعددة، بما في ذلك:

الكالسيت

أراغونيت

فاتيريت

حتى داخل متعدد الأشكال الواحد، يمكن أن يختلف حجم الجسيم والبنية البلورية وتشكل السطح وسلوك التجميع بشكل كبير.

تؤثر هذه الاختلافات على ما إذا كانت الرواسب المعدنية الناتجة تشكل بسهولة طبقة كثيفة ومتماسكة.

لذا فإن أبحاث التحكم في المقياس المادي-تتطلب أكثر من:

هل تم تشكيل CaCO₃؟

والسؤال الأكثر فائدة هو:

في أي شكل تطور كربونات الكالسيوم CaCO₃، وما مدى سهولة التصاقه بعد التكوين؟

ومن المهم عدم تقديم ادعاء مبالغ فيه في التبسيط بأن:

يؤدي تحويل كل الكالسيت إلى أراغونيت تلقائيًا إلى تسهيل إزالة الترسبات.

الوضع الحقيقي أكثر تعقيدا.

تختلف العلاقة بين الشكل البلوري والالتصاق باختلاف درجة الحرارة وكيمياء الماء وتركيز المغنيسيوم وطبيعة سطح التلامس. ولذلك فإن التقييم الأكثر أهمية يعتبرالكمية الفعلية للمقياس الملتصق، والبنية البلورية، وسلوك الترسيب في المعدات الحقيقيةبدلاً من النظر فقط إلى نسبة شكل بلوري واحد.

2. تقليل فرصة تجمع البلورات ومواصلة نموها

إن تكوين بلورة صغيرة جدًا من كربونات الكالسيوم لا يخلق بالضرورة مشكلة تحجيم خطيرة.

المشكلة الأكبر هي التسلسل المستمر:

نمو البلورات ← تجميع الجسيمات ← الالتصاق بالسطح ← مزيد من النمو المعدني على الرواسب الموجودة

بمرور الوقت، يمكن أن تصبح الرواسب الرقيقة طبقة سميكة وصلبة.

قد تؤدي بعض طرق معالجة المياه الفيزيائية- إلى تغيير نمو البلورات، أو خصائص سطح الجسيمات-، أو حركية التبلور، مما يزيد من صعوبة استمرار المعادن في بناء طبقة ملتصقة كثيفة وكبيرة الحجم-.

ولذلك لا ينبغي فهم التحكم في النطاق المادي على أنه:

المعادن لم تعد تتبلور.

والوصف الأكثر دقة هو:

إنه يقلل من احتمالية تطور التبلور إلى مقياس صلب ملتصق.

وهذا التمييز ضروري.

3. اسمح لتدفق الماء بحمل الجزيئات الأكبر حجمًا بعيدًا

تظل المياه في كامل-سباكة المنزل، وسخانات المياه، والمبادلات الحرارية، والمعدات التجارية التي تعمل بشكل مستمر قيد الحركة.

إذا شكلت المعادن بلورات أصغر أو أكثر تشتتًا أو أقل قوة، فإن قوة القص الناتجة عن تدفق الماء يمكن أن تحمل تلك المواد بعيدًا بسهولة أكبر.

ويمكن تلخيص النتائج المحتملة على النحو التالي.

بدون تحكم مناسب في المقياس

النواة السطحية ← استمرار نمو البلورات ← مقياس ملتصق صلب

مع التحكم في النطاق المادي المناسب

تكوين بلورات دقيقة ← جزيئات مشتتة أو رواسب أكثر مرونة ← إزالتها بتدفق الماء

ولهذا السبب يركز المهندسون غالبًا على:

التصاق النطاق وترسيب النطاق

وليس فقط على إجمالي تركيز الكالسيوم في الماء.

لماذا تبقى صلابة الماء دون تغيير؟

لا يؤدي التحكم الفيزيائي إلى إزالة الكميات الكبيرة من Ca²⁺ وMg²⁺ بالطريقة التي يفعلها منقي الماء بالتبادل الأيوني-.

لنفترض أن الماء الخام يحتوي على:

Ca²⁺، Mg²⁺، HCO₃⁻، ومعادن مذابة أخرى

وبعد المعالجة بواسطة معظم أجهزة التحكم بالمقاييس الفيزيائية غير الكيميائية-، تظل هذه الأيونات في الماء.

إذا تم اختبار الماء مرة أخرى من أجل:

صلابة كاملة

لن تظهر النتيجة بشكل عام التخفيض الكبير المرتبط بمنقي الماء.

وهذا لا يعني في حد ذاته أن التحكم في النطاق المادي لم يكن له أي تأثير.

السبب بسيط:

يقيس اختبار الصلابة تركيز الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء، بينما يقيس أداء التحكم في المقياس مقدار تلك المعادن التي تلتصق في النهاية بأسطح المعدات.

وهذان مؤشران أداء مختلفان تمامًا.

التحكم في المقياس المادي مقابل تليين الماء

كما أن إرشادات CIBSE لأنظمة المياه الساخنة- التجارية تميز بوضوح بين هذه التقنيات. يؤدي تخفيف التبادل الأيوني- إلى تقليل الصلابة عن طريق تبادل الكالسيوم والمغنيسيوم، بينما تهدف المعالجة الفيزيائية للمياه إلى تغيير تكوين القشور وسلوك الترسيب. تبقى المياه المعالجة نفسها صعبة.

لماذا لا تزال البقع البيضاء تظهر على الزجاج والحنفيات؟

يعد هذا أحد أكثر مصادر سوء الفهم شيوعًا للمستخدمين النهائيين.

افترض أن لترًا واحدًا من الماء غير المعالج يحتوي على كمية معينة من الكالسيوم والمغنيسيوم.

بعد مرور الماء عبر مقياس مادي-جهاز تحكم:

ولم تختف هذه المعادن كلها.

إذا ترك الماء على سطح زجاجي وسمح له بالتبخر تماما، فقد ذهب الماء وبقيت المعادن.

لذلك قد تظل البقايا البيضاء مرئية.

يؤدي التحكم المادي في تقليل خطر التصاق القشور الصلبة على المدى الطويل-داخل المعدات. ولا يضمن ذلك أن كل قطرة ماء متبخرة لن تترك أي بقايا معدنية.

وتشير CIBSE أيضًا إلى أنه نظرًا لأن المعالجة المادية للمياه لا تزيل المعادن الصلبة، فقد تظل البقايا المعدنية مرئية على زجاج الدش، والأحواض- المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، والأسطح الأخرى التي يتبخر فيها الماء.

ولهذا السبب، لا ينبغي تقييم نظام التحكم في المقياس المادي-فقط عن طريق طرح السؤال التالي:

هل هناك بقع بيضاء على الزجاج؟

المزيد من الأسئلة المفيدة تشمل:

هل تنظيف المبادل الحراري أسهل؟

هل انخفض الترسب على أسطح التسخين؟

هل تتشكل طبقات صلبة ومتماسكة داخل الأنابيب؟

هل تحسنت كفاءة المعدات-على المدى الطويل؟

لماذا يختلف أداء التحكم الفيزيائي في ظل ظروف المياه المختلفة؟

هذه نقطة حاسمة بالنسبة لمشتريات B2B.

لا يمكن تقييم التحكم المادي بشكل مستقل عن جودة المياه.

التحجيم في حد ذاته هو عملية بلورة تتأثر بالعديد من المتغيرات.

تظهر الأبحاث أن الأداء الحقيقي- لمعالجة المياه فيزيائيًا أو كهرومغناطيسيًا قد يتأثر بشكل كبيركيمياء المياه، معاملات المعالجة، سرعة التدفق، وتصميم النظام. ولذلك يمكن أن تختلف النتائج بين التجارب والتطبيقات.

قبل اختيار جهاز التحكم-المنزلي أو التجاري المادي-كاملًا، يجب مراجعة البيانات التالية على الأقل:

صلابة المياه

إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS)

تركيز الحديد

معدل التدفق الذروة

حجم الأنابيب

الرقم الهيدروجيني

درجة حرارة الماء

المعدات الفعلية التي تتم حمايتها والموقع الذي يحدث فيه القياس

على سبيل المثال، تختلف ظروف تشغيل الجهاز المثبت على مصدر الماء البارد-الرئيسي لمنزل نموذجي اختلافًا كبيرًا عن ظروف تشغيل نفس الجهاز المثبت قبل نظام الماء الساخن- التجاري ذو درجة الحرارة العالية، أو جهاز البخار، أو نظام غشاء الاسترداد -عالي الحرارة.

لذا فإن مقترح التحكم على المستوى الاحترافي-يجب أن يطلب أكثر من:

ما حجم الاتصال الذي تحتاجه؟

ينبغي أن يسأل أولاً:

ما هي كيمياء المياه وظروف التشغيل؟

أين هوScaleDpالتحكم في النطاق الجسدي مناسب؟

من المزايا المهمة للتحكم في النطاق الفيزيائي أنه يمكن أن يوفر أسلوبًا بديلاً لتقليل ترسب المعادن دون التجديد التقليدي القائم على الملح-.

أنظمة المياه المنزلية-الكاملة

في أنظمة المنزل-السكنية بالكامل، يتم استخدام التحكم المادي بشكل شائع للمساعدة في حماية:

سخانات المياه

الأنابيب

أنظمة الدش

الحنفيات

المياه المحددة-باستخدام الأجهزة

يمكن أن يكون مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تهدف إلى:

تقليل استهلاك الملح والحفاظ عليه مع الاحتفاظ بالمعادن الأصلية للمياه.

مطابخ تجارية

تستخدم عمليات المطاعم والفنادق والمقاهي وغيرها من عمليات تقديم الطعام-أنواعًا عديدة من المعدات الساخنة، بما في ذلك:

آلات القهوة

آلات صنع الثلج

غسالات الصحون

معدات المياه الساخنة-

أجهزة البخار

إن التعرض لفترة طويلة- لدرجات الحرارة المرتفعة والماء العسر يعني أن الترسبات الكلسية هي أكثر من مجرد مشكلة تنظيف. يمكن أن يؤثر تدريجياً على كفاءة التسخين وتكرار الصيانة.

المبادلات الحرارية وسخانات المياه

يستحق القياس على سطح المبادل الحراري-اهتمامًا خاصًا.

تقوم كربونات الكالسيوم بتوصيل الحرارة بفعالية أقل بكثير من السطح المعدني الذي ينقل الحرارة.

عندما تصبح الرواسب أكثر سمكًا، يجب أن تمر الحرارة عبر طبقة القشور الإضافية قبل الوصول إلى الماء.

بالنسبة لأنظمة نقل الحرارة-:

يعد التحكم في ترسب الحجم جزءًا من إدارة كفاءة المعدات.

أنظمة المياه الزراعية والصناعية

قد تتعرض أنظمة الري والمياه الصناعية المعاد تدويرها ومعدات العمليات المحددة للانسداد والقشور الناجمة عن الكربونات أو الأملاح غير العضوية الأخرى.

على سبيل المثال، بحثت الأبحاث الحديثة حول المعالجة-بالنبض الإلكتروني في أنظمة الري في كيفية التأثير على سلوك التبلور والترسيب لتقليل الرواسب غير العضوية دون إزالة المعادن كيميائيًا من الماء.

ماذاScaleDpلا يمكن التحكم في النطاق المادي

إن فهم ما لا تستطيع التكنولوجيا فعله لا يقل أهمية عن فهم ما يمكنها فعله.

التحكم في النطاق المادي لا:

تحويل الماء العسر إلى ماء ناعم حقا.

إذا كان المشروع يتطلب صلابة منخفضة جدًا، فقد يكون أداء المنظفات المحسن بشكل واضح، أو الحد الأدنى من بقايا المعادن، أو عملية صناعية ذات حدود صارمة على تركيزات الكالسيوم والمغنيسيوم، أو التبادل الأيوني، أو التناضح العكسي، أو أي تقنية أخرى لإزالة المعادن، أكثر ملاءمة.

التحكم في المقياس المادي أيضًا ليس ترشيحًا.

لا يمكن أن يحل محل:

ترشيح الرواسب

الكربون المنشط

إزالة الحديد

التناضح العكسي

التطهير بالأشعة فوق البنفسجية

تعالج كل تقنية مشكلة مختلفة من مشاكل معالجة المياه.

كيف يمكنك تحديد ما إذا كان نظام التحكم في المقياس المادي-فعالاً؟

بالنسبة إلى المشترين الذين يعملون في مجال B2B، والعلامات التجارية-الخاصة، والشركات الهندسية، فإن السؤال الأكثر قيمة ليس:

هل يستخدم مجالًا مغناطيسيًا خاصًا أو سبيكة؟

السؤال الأفضل هو:

تحت أي ظروف من نوعية المياه، والتدفق، والاختبار، يمكن تقليل مقياس الالتصاق الفعلي، وبأي مقدار؟

عند تقييم منتج التحكم في النطاق المادي-، ركز على:

شروط الاختبار

تغذية-عسر الماء

المواد الصلبة الذائبة

درجة حرارة

معدل التدفق

مدة الاختبار

التحكم في -تصميم المجموعة

ما إذا كان القياس عبارة عن تركيز Ca²⁺ مذاب أو كتلة مقياس ملتصقة فعلية

وعلى وجه الخصوص، لا تتعامل مع ما يلي على أنه نفس المفهوم:

إن تقليل الصلابة ليس هو نفس معدل تثبيط الحجم.

بالنسبة إلى جهاز التحكم في الميزان{0}}الفيزيائي الذي لا يزيل الكالسيوم والمغنيسيوم:

إن عدم وجود تخفيض كبير في الصلابة لا يثبت في حد ذاته أن الجهاز ليس له أي تأثير للتحكم في الحجم.

المعلمة التي ينبغي قياسها هي:

التصاق النطاق قبل العلاج مقابل بعد العلاج.

الخلاصة: التحكم الفيزيائي في المقياس يغير سلوك القياس، وليس الكمية المعدنية

العودة إلى السؤال الأصلي:

لماذا يمكن للتحكم الفيزيائي في تقليل التصاق القشور دون إزالة المعادن؟

يتطلب تكوين القشور أكثر من وجود الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء.

ويتضمن أيضًا تسلسلًا:

التشبع الفائق ← النواة ← نمو البلورات ← التجميع ← التصاق السطح ← الترسيب المستمر

لا يؤدي التحكم الفيزيائي بالضرورة إلى إزالة Ca²⁺ وMg²⁺.

وبدلاً من ذلك، فإنه يؤثر على أجزاء من عملية التبلور والترسيب، مما يجعل من الصعب على المعادن أن تتطور بشكل مستمر إلى قشور كثيفة شديدة الالتصاق.

الفرق الأساسي هو:

تليين الماء يغير كيمياء الماء.

يؤدي التحكم في المقياس المادي إلى تغيير كيفية تشكل المقياس والودائع.

بالنسبة للأنظمة السكنية -المنزلية بالكامل، ومعدات خدمة الطعام-التجارية، وأنظمة المياه الساخنة-، والتطبيقات الصناعية المحددة، يمكن أن يكون التحكم المادي في المقياس أمرًا يستحق التقييم عندما لا يكون الهدف هو إنتاج مياه عذبة حقيقية، ولكن من أجل:

يمكنك تقليل التصاق الترسبات الكلسية على أسطح المعدات وتقليل متطلبات الصيانة وتجنب التجديد المعتمد على الملح.

الأسئلة المتداولة

يفعل ScaleDpعلاج الميزان الجسدي إزالة الكالسيوم والمغنيسيوم؟

عادة لا.

إن الغرض الأساسي من التحكم الفيزيائي في الحجم ليس إزالة Ca²⁺ وMg²⁺ من الماء. ومن ثم تظل العسر الإجمالي بعد المعالجة قريبًا بشكل عام من عسر الماء -المغذي.

يكونScaleDpالتحكم في النطاق الجسدي مثل منقي المياه؟

لا.

يستخدم منقي الماء التقليدي التبادل الأيوني لتقليل صلابة الكالسيوم والمغنيسيوم. يؤثر التحكم في المقياس المادي في المقام الأول على تكوين المقياس ونمو البلورات وسلوك الالتصاق.

يفعل ScaleDpعلاج الميزان الجسدي يقلل من المواد الصلبة الذائبة؟

لا ينبغي عمومًا اعتبار التحكم في المقياس المادي إحدى طرق تقليل المواد الصلبة الذائبة-.

إذا كان التطبيق يتطلب تخفيضًا كبيرًا في المواد الصلبة الذائبة أو التحلية الحقيقية، فعادةً ما تكون هناك حاجة إلى تقنية التناضح العكسي أو التبادل الأيوني أو تقنية فصل أخرى.

أيهما أفضل: أScaleDpالميزان المادي-جهاز تحكم أم منقي مياه؟

ذلك يعتمد على هدف المشروع.

إذا كان العميل يحتاج إلى تخفيض حقيقي في عسر المياه، فإن عملية تخفيف عسر المياه التقليدية هي الحل الأكثر مباشرة.

إذا كان الهدف الرئيسي هو تقليل التصاق القشور مع تجنب الملح وتجديد مياه الصرف الصحي والصيانة الأكثر تعقيدًا، فقد يكون الحل المادي للتحكم في القشور-مفيدًا للتقييم.

ما هي بيانات المياه التي يجب التحقق منها قبل اختيار أScaleDpالمقياس المادي-جهاز التحكم؟

على الأقل، تأكيدالصلابة، TDS، الحديد، الرقم الهيدروجيني، معدل التدفق الأقصى، حجم الأنبوب، ودرجة حرارة التشغيل الفعلية.

بدون بيانات -جودة المياه وحالة التشغيل-، فإن تحديد المعدات حسب حجم الأنبوب وحده يجعل من الصعب تقييم المقياس -أداء التحكم بدقة.