Què és l'escala?

Moltes persones que troben la tecnologia de control d'escala física-per primera vegada fan la mateixa pregunta:

Si el dispositiu no filtra el calci i el magnesi, i no utilitza l'intercanvi iònic com un suavitzant d'aigua, com pot reduir l'escala?

La resposta és:

El control de l'escala física no se centra en quants minerals hi ha a l'aigua, sinó en com es cristal·litzen aquests minerals i si s'adhereixen fàcilment a les superfícies de l'equip.

El calci, el magnesi i altres minerals de duresa generalment romanen a l'aigua tractada. Com a resultat, la composició mineral i la duresa total no disminueixen significativament de la mateixa manera que ho fan després del suavització-d'intercanvi d'ions.

No obstant això, en condicions de-qualitat i funcionament de l'aigua adequades, les tecnologies de control d'escala física-poden influirprocessos de nucleació, creixement de cristalls, agregació i{0}}deposició superficialde sals minerals. Alguns minerals que, d'altra manera, formarien escala dura i tenaç, poden formar petits cristalls o dipòsits més solts a l'aigua a granel i ser extrets del sistema pel flux.

Per això:

Reduir l'escala no vol dir necessàriament eliminar minerals.

En la pràctica de l'enginyeria, aquests mètodes es descriuen generalment comcondicionament físic de l'aiguaocontrol d'escala física, en lloc de suavitzar l'aigua en sentit estricte. Les orientacions de la Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE) també expliquen que els sistemes físics de tractament d'aigua-no canvien la composició bàsica de l'aigua. Per tant, l'aigua tractada continua sent aigua dura, mentre que l'objectiu és reduir la deposició i l'adhesió de cal.

Per què l'escala pot disminuir fins i tot quan queden els minerals?

Aquesta és la clau de la comprensióescala físicainhibició.

Un suavitzador d'aigua tradicional soluciona el problema de manera general:

Reduint els ions calci i magnesi que creen duresa.

El control de l'escala física segueix una ruta diferent:

No redueix necessàriament la quantitat d'ions de calci i magnesi. En canvi, interfereix amb el procés pel qual els ions dissolts es converteixen en escala adherent.

El procés d'escala general es pot simplificar com:

Minerals dissolts → Supersaturació → Nucleació → Creixement de cristalls → Agregació de cristalls → Adhesió superficial → Escama dura

Els equips de suavització tradicionals redueixen principalment el calci i el magnesi al començament d'aquesta seqüència.

Les tecnologies de control d'escala física-actuen principalment en etapes posteriors, inclòsnucleació, creixement de cristalls, agregació i adhesió superficial.

Per tant, les dues tecnologies aborden el mateix problema d'escala mitjançant vies de tractament diferents.

Com faEscalaDpControl de l'escala física Redueix l'adhesió de l'escala?

1. Influir en la mida del cristall, la morfologia i el creixement

Els cristalls poden adoptar formes diferents fins i tot quan la seva composició química és idèntica.

El carbonat de calci, el mineral-formador d'escala més comú, pot aparèixer en diversos polimorfs, com ara:

Calcita

Aragonita

Vaterita

Fins i tot dins d'un únic polimorf, la mida de partícula, l'estructura cristal·lina, la morfologia superficial i el comportament d'agregació poden variar considerablement.

Aquestes diferències influeixen en si els dipòsits minerals resultants formen fàcilment una capa d'escala densa i tenaç.

Per tant, la investigació de control-a escala física demana més que:

Es va formar CaCO₃?

La pregunta més útil és:

De quina forma es va desenvolupar el CaCO₃ i amb quina facilitat es va adherir després de la formació?

És important no fer l'afirmació excessivament simplificada que:

Convertir tota la calcita en aragonita automàticament facilita l'eliminació de l'escala.

La situació real és més complexa.

La relació entre la forma del cristall i l'adhesió varia amb la temperatura, la química de l'aigua, la concentració de magnesi i la naturalesa de la superfície de contacte. Per tant, l'avaluació més significativa considera laquantitat real d'escala adherent, estructura cristal·lina i comportament de deposició en equips reals, en lloc de mirar només la proporció d'una forma de cristall.

2. Reduir l'oportunitat dels cristalls d'agregar-se i continuar creixent

La formació d'un cristall de carbonat de calci molt petit no crea necessàriament un problema greu d'escala.

El problema més gran és la seqüència contínua:

Creixement de cristalls → Agregació de partícules → Adhesió a la superfície → Creixement addicional de minerals al jaciment existent

Amb el temps, un dipòsit prim es pot convertir en una capa gruixuda i dura d'escala.

Alguns mètodes físics de tractament de l'aigua-poden alterar el creixement dels cristalls, les propietats de la-superfície de les partícules o la cinètica de cristal·lització, cosa que fa que sigui més difícil que els minerals continuïn construint una capa adherent densa i a gran-escala.

Per tant, el control de l'escala física no s'ha d'entendre com:

Els minerals ja no cristal·litzen.

Una descripció més precisa és:

Redueix la probabilitat que la cristal·lització es converteixi en una escala dura i adherent.

Aquesta distinció és essencial.

3. Deixeu que el flux d'aigua s'emporti partícules més soltes

L'aigua de la fontaneria-de la casa, els escalfadors d'aigua, els intercanviadors de calor i els equips comercials que funcionen contínuament romanen en moviment.

Si els minerals formen cristalls més petits, més dispersos o menys fortament units, la força de tall creada pel flux d'aigua pot allunyar aquests materials amb més facilitat.

Els possibles resultats es poden resumir de la següent manera.

Sense control d'escala adequat

Nucleació superficial → Creixement continu dels cristalls → Escama adherent dura

Amb un control d'escala física adequat

Formació de microcristalls → Partícules disperses o dipòsits més solts → Eliminació amb el flux d'aigua

És per això que els enginyers sovint se centren en:

Adhesió d'escales i deposició d'escales

en lloc de només sobre la concentració total de calci a l'aigua.

Per què la duresa de l'aigua es manté inalterada?

El control de l'escala física no elimina grans quantitats de Ca²⁺ i Mg²⁺ com ho fa un descalcificador d'aigua d'intercanvi d'ions.

Suposem que l'aigua bruta conté:

Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃⁻ i altres minerals dissolts

Després del tractament amb la majoria de dispositius de control d'escala física no química-, aquests ions romanen a l'aigua.

Si es torna a provar l'aigua per:

Duresa total

El resultat generalment no mostrarà la reducció espectacular associada amb un suavitzant d'aigua.

Això, per si sol, no vol dir que el control de l'escala física no hagi tingut cap efecte.

El motiu és senzill:

Una prova de duresa mesura la concentració de calci i magnesi a l'aigua, mentre que el rendiment del control d'escala-mesura la quantitat d'aquests minerals que finalment s'adhereix a les superfícies de l'equip.

Es tracta de dos indicadors de rendiment completament diferents.

Control d'escala física vs. suavització d'aigua

Les directrius CIBSE per a sistemes comercials d'aigua-calenta també distingeixen clarament entre aquestes tecnologies. El suavització-d'intercanvi d'ions redueix la duresa mitjançant l'intercanvi de calci i magnesi, mentre que el tractament físic de l'aigua pretén alterar la formació d'escales i el comportament de la deposició. L'aigua tractada segueix sent dura.

Per què encara poden aparèixer taques blanques al vidre i a les aixetes?

Aquesta és una de les fonts més comunes de malentès per als usuaris finals.

Suposem que un litre d'aigua no tractada conté una certa quantitat de calci i magnesi.

Després que l'aigua passa per un dispositiu de control de bàscula física-:

Aquests minerals no han desaparegut tots.

Si l'aigua es deixa sobre una superfície de vidre i es deixa evaporar completament, l'aigua desapareixerà però els minerals romanen.

Per tant, els residus blancs encara poden ser visibles.

El control de l'escala física redueix el risc d'adhesió d'escala dura a llarg termini-a l'interior de l'equip. No garanteix que cada gota d'aigua evaporada no deixi cap residu mineral.

CIBSE també assenyala que, com que el tractament físic de l'aigua no elimina els minerals de duresa, els residus minerals poden romandre visibles al vidre de la dutxa, a les piques d'acer inoxidable-i altres superfícies on s'evapora l'aigua.

Per aquest motiu, un sistema de control d'escala física-no s'hauria d'avaluar només preguntant:

Hi ha taques blanques al vidre?

Les preguntes més útils inclouen:

L'intercanviador de calor és més fàcil de netejar?

Ha disminuït la deposició a les superfícies de calefacció?

S'estan formant capes dures i tenaces dins de les canonades?

Ha millorat l'eficiència-de l'equip a llarg termini?

Per què el control de l'escala física funciona de manera diferent en diferents condicions d'aigua?

Aquest és un punt crític per a la compra B2B.

El control de l'escala física no es pot avaluar independentment de la qualitat de l'aigua.

L'escala en si és un procés de cristal·lització afectat per moltes variables.

Les investigacions mostren que el rendiment real-del tractament físic o electromagnètic de l'aigua pot estar influenciat de manera significativaquímica de l'aigua, paràmetres de tractament, velocitat de flux i disseny del sistema. Per tant, els resultats poden diferir entre experiments i aplicacions.

Abans de seleccionar un dispositiu de control complet-casa o comercial a escala física-, s'han de revisar almenys les dades següents:

Duresa de l'aigua

Sòlids dissolts totals (TDS)

Concentració de ferro

Caudal màxim

Mida del tub

pH

Temperatura de l'aigua

L'equip real que s'està protegint i la ubicació on es produeix l'escala

Per exemple, les condicions de funcionament d'un dispositiu instal·lat a la xarxa-d'aigua freda d'una casa típica són molt diferents de les del mateix dispositiu instal·lat aigües amunt d'un sistema d'aigua calenta-comercial d'alta-temperatura, un aparell de vapor o un sistema de membranes d'alta-recuperació.

Per tant, una proposta de control-a escala professional hauria de demanar més de:

Quina mida de connexió necessiteu?

Primer hauria de preguntar:

Quines són les vostres condicions de funcionament i química de l'aigua?

On ésEscalaDpControl d'escala física adequat?

Un avantatge important del control de l'escala física és que pot proporcionar un enfocament alternatiu per reduir la deposició de minerals sense regeneració convencional basada en sal-.

Sistemes d'aigua-de tota la casa

Als sistemes residencials de tota la casa-, el control d'escala física s'utilitza habitualment per ajudar a protegir:

Escalfadors d'aigua

Conductes

Sistemes de dutxa

Aixetes

Aigua seleccionada-utilitzant electrodomèstics

Pot ser especialment adequat per a aplicacions que tenen com a objectiu:

Redueix el consum i el manteniment de sal tot conservant els minerals originals de l'aigua.

Cuines comercials

Els restaurants, hotels, cafeteries i altres operacions de-servei d'alimentació utilitzen molts tipus d'equips de calefacció, com ara:

Màquines de cafè

Màquines de gel

Rentaplats

Equips d'aigua-calenta

Electrodomèstics de vapor

L'exposició-a llarg termini a altes temperatures i aigua dura significa que l'escala és més que un problema de neteja. Pot afectar gradualment l'eficiència de la calefacció i la freqüència de manteniment.

Bescanviadors de calor i escalfadors d'aigua

L'escala d'una superfície-de l'intercanviador de calor mereix una atenció especial.

El carbonat de calci condueix la calor de manera molt menys efectiva que una superfície de transferència de calor-metall.

A mesura que el dipòsit es fa més gruixut, la calor ha de passar per la capa addicional d'escala abans d'arribar a l'aigua.

Per a sistemes{0}}de transferència de calor:

El control de la deposició d'escala forma part de la gestió de l'eficiència dels equips.

Sistemes d'aigua agrícoles i industrials

Els sistemes de reg, l'aigua de recirculació industrial i els equips de procés seleccionats poden experimentar bloqueig i descamació causats per carbonats o altres sals inorgàniques.

Investigacions recents sobre el tractament de polsos electrònics-en sistemes de reg, per exemple, han examinat com es pot influir en el comportament de la cristal·lització i la deposició per reduir els dipòsits inorgànics sense eliminar químicament els minerals de l'aigua.

QuèEscalaDpEl control d'escala física no es pot fer

Entendre el que una tecnologia no pot fer és tan important com entendre el que pot fer.

El control de l'escala física no:

Converteix l'aigua dura en aigua veritablement suau.

Si el projecte requereix una duresa molt baixa, un rendiment de detergent visiblement millorat, un mínim de residus minerals o un procés industrial amb límits estrictes de concentracions de calci i magnesi, pot ser més apropiat l'intercanvi iònic, l'osmosi inversa o una altra tecnologia de desmineralització.

El control de l'escala física tampoc és filtració.

No pot substituir:

Filtració de sediments

Carbó actiu

Eliminació de ferro

Osmosi inversa

Desinfecció UV

Cada tecnologia aborda un problema-de tractament d'aigua diferent.

Com es pot determinar si un sistema de control d'escala física-és eficaç?

Per als compradors B2B, les marques-privades i les empreses d'enginyeria, la pregunta més valuosa no és:

Utilitza un camp magnètic especial o aliatge?

La millor pregunta és:

En quines-qualitat, flux i condicions de prova de l'aigua pot reduir l'escala adherent real i en quant?

Quan avalueu un producte de control d'escala física-, centreu-vos en:

Condicions de prova

Duresa-de l'aigua d'alimentació

TDS

Temperatura

Caudal

Durada de la prova

Control{0}}disseny del grup

Si la mesura és la concentració de Ca²⁺ dissolt o la massa real de l'escala adherent

En particular, no tracti el següent com el mateix concepte:

La reducció de la duresa no és el mateix que la taxa d'inhibició de l'escala.

Per a un dispositiu de control d'escala física-que no elimina el calci i el magnesi:

La manca d'una reducció significativa de la duresa no demostra, per si sol, que el dispositiu no tingui cap efecte de control d'escala-.

El paràmetre que s'ha de mesurar és:

Escala l'adhesió abans del tractament versus després del tractament.

Conclusió: el control de l'escala física canvia el comportament d'escala, no la quantitat de minerals

Torna a la pregunta original:

Per què el control de l'escala física pot reduir l'adhesió de l'escala sense eliminar els minerals?

La formació d'escales requereix més que la presència de calci i magnesi a l'aigua.

També implica una seqüència de:

Supersaturació → Nucleació → Creixement cristal·lí → Agregació → Adhesió superficial → Deposició continuada

El control de l'escala física no elimina necessàriament Ca²⁺ i Mg²⁺.

En canvi, influeix en parts del procés de cristal·lització i deposició, fent que sigui més difícil que els minerals es desenvolupin contínuament en una escala densa i fortament adherida.

La diferència essencial és:

El suavització de l'aigua canvia la química de l'aigua.

El control de l'escala física canvia com es forma i es deposita l'escala.

Per a sistemes residencials-de tota la casa, equips comercials-de serveis d'alimentació, sistemes d'aigua-calenta i aplicacions industrials seleccionades, val la pena avaluar el control de l'escala física quan l'objectiu no és produir aigua genuïnament suau, sinó:

Reduïu l'adhesió de l'escala a les superfícies dels equips, reduïu els requisits de manteniment i eviteu la regeneració basada{0}}en sal.

Preguntes freqüents

Ho fa EscalaDpEl tractament a escala física elimina el calci i el magnesi?

Normalment no.

L'objectiu principal del control de l'escala física no és eliminar Ca²⁺ i Mg²⁺ de l'aigua. Per tant, la duresa total després del tractament es manté a prop de la duresa de l'aigua-d'alimentació.

ÉsEscalaDpL'escala física controla el mateix que un suavitzant d'aigua?

No.

Un suavitzador d'aigua convencional utilitza intercanvi iònic per reduir la duresa del calci i el magnesi. El control de l'escala física influeix principalment en la formació d'escales, el creixement dels cristalls i el comportament d'adhesió.

Ho fa EscalaDpEl tractament a escala física redueix el TDS?

En general, el control de l'escala física no s'ha de considerar un mètode de reducció-TDS.

Si una aplicació requereix una reducció significativa del TDS o una dessalinització real, normalment es requereix osmosi inversa, intercanvi iònic o una altra tecnologia de separació.

Què és millor: aEscalaDpEscala física-Dispositiu de control o suavitzador d'aigua?

Depèn de l'objectiu del projecte.

Si el client necessita una reducció genuïna de la duresa, el descalcificador convencional d'aigua és la solució més directa.

Si l'objectiu principal és reduir l'adhesió de l'escala evitant la sal, les aigües residuals de regeneració i un manteniment més complex, pot ser que valgui la pena avaluar una solució de control d'escala física-.

Quines dades d'aigua s'han de comprovar abans de seleccionar aEscalaDpEscala física-Controleu el dispositiu?

Com a mínim, confirmarduresa, TDS, ferro, pH, cabal màxim, mida de la canonada i temperatura de funcionament real.

Sense dades de la-qualitat de l'aigua i de les condicions-de funcionament, seleccionar l'equip només per la mida de la canonada fa que sigui difícil avaluar el rendiment del control d'escala-de manera precisa.