حجم سوق المواد الكيميائية لمعالجة المياه في الولايات المتحدة وتحليل الحصص - اتجاهات وتوقعات النمو (2024 - 2029)

اتجاهات سوق المواد الكيميائية لمعالجة المياه في الولايات المتحدة

مثبطات التآكل والقياس للسيطرة على السوق

• مثبطات التآكل هي مواد كيميائية ذات أغراض عامة تستخدم للتعامل مع التآكل الناتج في الغلايات. يحدث التآكل نتيجة تفاعل الأكسجين مع الأجزاء المعدنية في المرجل لتكوين أكاسيد. يؤثر التآكل على الجزء المعدني من الغلاية، مما يزيد من تكلفة الطاقة والصيانة. تعمل مثبطات التآكل عن طريق تشكيل طبقة رقيقة من الحاجز فوق الأجزاء المكشوفة من المرجل من الماء.
• يتم استخدام عدة أنواع من مثبطات التآكل في غلايات المياه. وتشمل هذه مثبطات تآكل خط المكثفات، DEHA - ثنائي إيثيل هيدروكسيل أمين، بولي أمين، مورفولين، سيكلوهيكسيل أمين، ومثبط تآكل ثاني أكسيد الكربون. يتم استخدام خليط من أمينات التصوير لتحضير مثبطات التآكل لخط المكثفات. وهذا يمكن أن يوفر الحماية في كل مرحلة، وذلك بسبب وجود بخار/سوائل عالية ومنخفضة.
• DEHA هو مركب متطاير، وهو أيضًا كاسم للأكسجين ويعمل كعامل تخميل للمعادن. يمكن استخدام البوليامين في غلايات الضغط المنخفض والضغط العالي. يحمي المورفولين الغلاية عن طريق زيادة مستوى الرقم الهيدروجيني للسائل. يستخدم سيكلوهيكسيلامين في غلايات الضغط المنخفض. يتم استخدام مثبط التآكل بثاني أكسيد الكربون مع البوليامين للتحكم في التآكل.
• تُستخدم هذه المثبطات أيضًا في معالجة مياه التبريد لضمان حماية المعادن ومنع فقدان المعادن، مما قد يؤدي إلى فشل خطير في النظام في إعادة تدوير أنابيب المياه، ومعدات تبريد العمليات، والمبادلات الحرارية. تضاف مثبطات التآكل إلى أنظمة المعالجة لحماية المعادن، وذلك عن طريق تقليل احتمالية التآكل المرتبطة بالكاثود والأنود لخلية التآكل.
• أخطر أشكال التآكل يحدث في أنظمة معالجة مياه التبريد، التي تحتوي على سبائك الفولاذ والنحاس.
• الترسيب هو الراسب الذي يتكون على سطح أبراج معالجة المياه نتيجة ترسيب المواد الصلبة القابلة للذوبان، والتي تصبح غير قابلة للذوبان مع ارتفاع درجة الحرارة. وهذا بدوره يسبب التآكل المعدني الذي يؤثر على عمل وصيانة أبراج مياه التبريد. يؤدي هذا الترسيب إلى زيادة معدلات التآكل، ويسبب فقدان الإنتاج، ويقيد تدفق المياه، ويتداخل مع نقل الحرارة.
• ونتيجة لذلك، لحماية أنظمة التبريد المفتوحة والمغلقة والحفاظ على كفاءتها، يجب الحفاظ على ظروف المياه الدقيقة، وهو ما يمكن تحقيقه عن طريق إضافة مواد كيميائية مصممة علميًا تعمل كمثبطات للتقشر.
• في معالجة مياه الغلايات، إذا تم استخدام المياه غير المعالجة في الغلاية، فإنها تجلب معها عددًا من الأملاح القابلة للذوبان. وعلى الرغم من أنها تظل قابلة للذوبان في الماء البارد، إلا أنها تصبح غير قابلة للذوبان مع ارتفاع درجة الحرارة داخل المرجل.
• تتكون الكربونات والبيكربونات من مواد كيميائية تحتوي على الكالسيوم والمغنيسيوم الذائبة في الماء. تترسب هذه المادة المتبقية على سطح الغلاية وتشكل طبقة صلبة تعرف باسم الحجم. تكمن مشكلة الموازين في أنها تمنع نقل الحرارة بكفاءة، وتولد تدفئة موضعية، وتزيد من استهلاك الطاقة ونفقات الصيانة، وفي بعض الأحيان، حتى فشل الغلاية.
• تستخدم مثبطات القشور لإزالة القشور من خلال التأثير الكيميائي. ويمكن تجميعها على نطاق واسع في ثلاثة أنواع، وهي الفوسفات، والبوليمرات، والمخلب.
• • يستخدم الفوسفات لإزالة مركبات الهيدروكسيباتيت والسربنتين المكونة من الكالسيوم والمغنيسيوم، والتي تشكل القشور الصلبة. يتم استخدام الفوسفات، جنبًا إلى جنب مع البوليمرات، لتكوين الحمأة، والتي تستخدم لإزالة القشور عن طريق تفجير الغلاية.
  يمكن استخدام البوليمرات أو البولي إلكتروليتات في الغلايات، إما بمفردها أو مع الفوسفات أو المخلبات. تعمل البوليمرات كمشتتات وعوازل ضعيفة للمواد الصلبة. ومع ذلك، ليس من الممكن إزالة الرواسب بشكل كامل من الغلايات من خلال التصريف المحدود. يعتمد عملية إزالة معدن ثقيل على عمل الارتباط الكيميائي للكالسيوم والمغنيسيوم والحديد، وإبقائها قابلة للذوبان. تعتبر عملية إزالة معدن ثقيل أكثر تكلفة من معالجة الفوسفات.
  • يتم استخدام المخلبات في الغالب في مياه تغذية الغلايات مقارنة داخل الغلايات. يُنصح باستخدام المخلّب عند استيفاء الحد الأدنى من المتطلبات المتعلقة بتركيبة السائل.
  معظم الطلب على مثبطات الحجم يأتي من صناعة النفط والغاز والبتروكيماويات. تشهد صناعة النفط والغاز في الولايات المتحدة حاليًا تداعيات تفشي فيروس كورونا (COVID-19) مما أثر على الإنتاج في عام 2020، مما خلق أيضًا تأثيرًا سلبيًا على الطلب على مثبطات الحجم.

الصناعة البلدية لدفع الطلب في السوق

• يعد توفير المياه النقية للمنازل أحد المتطلبات الرئيسية لجميع الحكومات. إن الندرة المتزايدة لمياه الشرب، إلى جانب تزايد عدد السكان وزيادة الطلب على المياه، هي مصدر القلق الرئيسي الذي يدفع الطلب على سوق المواد الكيميائية لمعالجة المياه الغشائية في جميع أنحاء العالم.
• أدت الزيادة الكبيرة في استخدام أنظمة التناضح الاحتياطي (RO) للحصول على المياه الصالحة للشرب إلى الارتفاع السريع في استخدام المواد الكيميائية الغشائية لمعالجة المياه، مثل المواد المضادة للتكلس، وما إلى ذلك.
• تشير مياه الصرف الصحي البلدية إلى المياه التي تستنزف من المراحيض والحمامات والمغاسل والحمامات والغسالات وغسالات الأطباق والنفايات الصناعية السائلة. ويجب معالجة مياه الصرف الصحي البلدية قبل إطلاقها في البيئة، لتجنب الإضرار بالبيئة وانتشار الأمراض الضارة.
• تشمل التطبيقات الرئيسية لتقنيات المعالجة المعالجة الأولية، والمعالجة الأولية والثانوية، والمعالجة الثالثية، وإزالة المغذيات البيولوجية (BNR)، واستعادة الموارد، وتوليد الطاقة، وما إلى ذلك.
• في الولايات المتحدة، تعالج مرافق معالجة مياه الصرف الصحي حوالي 34 مليار جالون من مياه الصرف الصحي يوميًا. وهذا يضيف طلبًا كبيرًا على المواد الكيميائية لمعالجة المياه من القطاع البلدي في البلاد.
• علاوة على ذلك، أدت ندرة المياه إلى زيادة الاعتماد على مرافق معالجة مياه الصرف الصحي، الأمر الذي من المرجح أن يخلق المزيد من الفرص للمواد الكيميائية لمعالجة المياه في البلاد في السنوات القادمة.
• على سبيل المثال، في مدينة مونتيري، كاليفورنيا؛ وتتطلب منطقة زراعية كبيرة ما يقرب من 80 ألف متر مكعب من المياه يوميًا، حيث يتم توفير مياه الصرف الصحي البلدية المستصلحة الغنية بالمغذيات لري المحاصيل وتخصيبها.
• أثناء فترة الإغلاق، أشار استخدام المياه للأسرة إلى زيادة بنحو 21٪ في البلاد. في أبريل 2020، استخدمت الأسرة المتوسطة ما يقرب من 729 جالونًا إضافيًا من المياه في أبريل مقارنة بشهر فبراير 2020. وبالتالي، يشير هذا إلى زيادة الحاجة إلى معالجة المياه.
• علاوة على ذلك، في يوليو 2020، أعلنت وكالة حماية البيئة (EPA) عن استثمار في البنية التحتية الحيوية للمياه بحوالي 6 مليار دولار أمريكي لدعم 12 مليار دولار أمريكي في مشاريع البنية التحتية للمياه في إطار برنامج قانون تمويل البنية التحتية للمياه والابتكار (WIFIA). ومن ثم، ومع هذه التطورات، من المتوقع أيضًا أن تزداد الحاجة إلى المواد الكيميائية لمعالجة المياه في السنوات القادمة.