انعقادسازی در تصفیه آب

یکی از مشکلات رایج در صنعت تصفیه آب و فاضلاب، وجود ذرات باردار معلق می باشد که دارای بار منفی بوده و تعداد زیادی از آنها منجر به کدر شدن آب و کاهش کیفیت آن می گردند. به همین دلیل از مواد شیمیایی با بار الکتریکی مثبت برای این منظور استفاده می گردد تا ذرات با بار منفی را خنثی نموده و به هم متصل کند. به این فرآیند انعقادسازی در تصفیه آب گفته میشود و در تصفیه خانه های آب آشامیدنی کاربرد گسترده ای دارد. مواد منعقد کننده که به فلاکولانت ها شهرت دارند، مواد شیمیایی می باشند که با خنثی سازی بار منفی ذرات معلق در آب، باعث منعقد شدن یا به هم چسبیدن آنها می گردند.

تصفیه فاضلاب چگونه انجام میشود؟

منعقد کننده ها اجزای کلیدی برای فرآیند تصفیه فاضلاب هستند که به مواد جامد معلق می چسبند و آنها را ته نشین میکنند تا به راحتی آنها را حذف کنند و فرآیند تصفیه انجام گردد. برای پیشگیری از عدم انطباق و اضافه برداشت و همچنین کاهش هزینه ی مصرفی ، انتخاب نوع و مقدار منعقد کننده بسیار مهم است.انتخاب مناسب و کاربردی یک منعقد کننده،می تواند برای موفقیت یک پروسه حیاتی باشد. از منعقد کننده ها برای بی نظمی تعلیق کلوئیدی و خنثی کردن مواد جامد معلق استفاده میشود.

استفاده از کمک منعقدکننده ها

 درواقع انعقاد اساسا یک فرآیند شیمیایی است. علاوه بر منعقد کننده ها (Coagulan) از ، کمک منعقدکننده ها (Flocculants) جهت صنایعی که احتیاج به آب زلال و با کیفیت بالاتری است نیز استفاده میشود . مواد منعقد کننده شامل مواردی هستند که جهت ناپایدارسازی ذرات و چسباندن آنها به یکدیگر استفاده میشوند . در حالیکه هدف از اضافه کردن مواد کمک منعقد کننده افزایش دانسیته ذرات به هم چسبیده و کمک به ته نشینی مواد می باشد.

ویژگی های منعقد کننده ها:

• قدرت انعقاد زیاد
• ایجاد نکردن مسمومیت در آب
• مقرون به صرفه بودن

انواع منعقد کننده ها و کمک منعقد کننده ها جهت حذف کدورت آب:

بطور معمول نمکهای فلزی نظیر سولفات آلومینیوم (آلوم) ، سولفات فریک، سولفات فرو، کلرید فریک و پلی آلومینیوم کلراید به عنوان منعقد کننده و ترکیباتی نظیر آلومینات سدیم ، بنتونیت ،سیلیکات سدیم (سیلیس فعال ) و انواع پلی الکترولیت های کاتیونی آنیونی و غیر یونی به عنوان کمک منعقد کننده در تصفیه آب جهت حذف کدورت مورد استفاده قرار می گیرند.

رایج ترین منعقد کننده ها در تصفیه آب:

در حال حاضر سولفات آلومینیوم و کلراید فریک از جمله رایج ترین منعقد کننده های مورد استفاده در تصفیه آب به منظور حذف کدورت آب می باشند. ترکیب پلی آلومینیوم کلراید با فرمول شیمیایی ( AL2(OH)Ncl6-n ) نیز منعقد کننده پیش پلیمریزه شده ای است که در سالهای اخیر بطور وسیعی مورد استفاده قرار گرفته است.

تاثیر منعقد کننده ها بر pH آب

بیشتر منعقد کننده های معدنی ترکیبات آهن و آلومینیوم هستند و به علت خاصیت اسیدی، ph آب را کاهش می دهند، pH آب در بار سطحی ذرات و راکد شدن لخته ها تاثیر دارد ،لازم است pH آب با کمک موادی مثل آب آهک یا سود تنظیم گردد.

به دلیل استفاده از نمک های فلزات بر اساس خنثی شدن بار الکتریکی کلوئیدی باعث تولید حجم زیادی لجن می شود، با توجه به مسائل اقتصادی و بازده عملی استفاده از مواد کمک منعقد کننده در کنار مواد منعقد کننده معدنی توصیه می شود و به دلیل اهمیت موضوع تعدادی از مواد منعقد کننده معدنی در زیر شرح داده می شوند.

منعقدکننده معدنی ( آلومینیوم سولفات )

آلومینیوم سولفات نام تجاری آن آلوم یا زاج سفید است. با اضافه کردن به آب یا بی کربنات کلسیم و آب واکنش داده، هیدروکسید آلومینیوم ایجاد می کند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد ،کلوئیدی بدون بار شده و لخته های درشت تر ایجاد می کند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم از آب آهک و کربنات سدیم استفاده می شود. چون مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم میشود. عیب مهم استفاده از زاج ایجاد سختی کلسیم و CO2 (عامل خورندگی) میباشد.

 آیا تصفیه آب با آلومینیوم سولفات برای سلامتی مضر است؟

آلومینیوم سولفاتی که از این طریق برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود منبع اصلی گاز سولفید هیدروژن در سیستم های فاضلاب است. استفاده از انعقاد کننده های پایه آلومینیومی ممکن است منجر به افزایش اندکی آلومینیوم در سطح آب های تصفیه شده شود، اما با توجه به میزان انعقاد کننده به کار رفته این سطح مشکلی برای سلامت مصرف کنندگان ایجاد نمی کند.

تصفیه آب با پلی آلومینیوم کلراید

قدرت و سرعت بالایی در جداسازی و استخراج ناخالصی های آب دارند.

در اثر خنثی شدن کلراید آلومینیوم با برخی از محلول های بازی در دو نوع با سولفات و بدون سولفات تهیه می شود. تفاوت آن با سولفات آلومینیوم به دلیل نوع ساختار آلومینیوم در هر کدام از این نمک هاست.

مزایای منعقد کننده پلیمری در تصفیه آب

• محدوده ی عمل وسیع pH
• حساسیت کمتر نسبت به حرارت
• باقی گذاردن باقی مانده کمتر نسبت به منعقد کننده های فلزی دیگر
• کاهش لجن تولیدی
• سهولت آبگیری لجن

پر مصرف ترین منعقد کننده

از پر مصرف ترین منعقد کننده ها فریک کلرید می باشد و به صورت پودر مایع یا متبلور به فروش میرسد دراثر واکنش با بی کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ایجاد هیدروکسید آهن می کند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار میرود این ماده دارای خاصیت خورندگی است و به دلیل فاسد شدن در برابر هوا و رطوبت ، نگهداری آن دشوار است.

منعقدکننده منیزیم اکسید (MgO)

منیزیم اکسید فعال برای خارج کردن سیلیس محلول در آب کارایی بالایی دارد. این ماده در pH حدود5.9  و بالاتر عمل می کند و در واحدهای سبک کننده آهک سودا مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار ماده منعقد کننده اضافه شده به آب بستگی به دما pH محیط دارد. هر چه ذرات درشت تر باشند مقدار مصرفی این ماده کمتر است. منیزیم اکسید معمولا برای آبهای با رنگ و کدورت زیاد به کار میرود اما اگر یون منیزیم موجود در آب به اندازه کافی باشد در آن صورت لازم است فقط آهک به آب اضافه شود تا رسوب ژله مانند 2(Mg(OH تشکیل گردد این رسوب در هنگام پایین آمدن ،ذرات معلق را به خود جذب نموده و از محیط خارج می کند.

منعقد کننده پلی الکترولیت

با توجه به محدود بودن محدوده دامنه فعالیت منعقد کننده های اصلی و به منظور بالا بردن راندمان فرآیند و کاهش قابل ملاحظه کدورت پلیمرهای پلی آکریل آمید بعنوان کمک منعقد کننده یا منعقد کننده مستقل استفاده می گردند.

نحوه عملکرد منعقد کننده پلی الکترولیت

پلی الکترولیت ها با افزایش سرعت ته نشینی مواد معلق، افزایش ابعادی و تراکم مواد ته نشین شده راندمان فیلتراسیون و جداسازی را افزایش داده و باعث ارتقاء کیفیت فرآیند و کاهش قابل ملاحظه کدورت نهایی می شوند.

کاربردهای منعقد کننده پلی الکترولیت:

• کمک منعقد کننده در فرآیند زلال سازی آب خام در تولید آب آشامیدنی و صنعتی
• منعقد سازی جامدات معلق و کلوئیدها در فرآیندهای شکر و تغلیظ مایعات
• جداسازی جامدات و ترکیبات آلی در آب برگشتی سیستم های تبرید و حرارتی
• جداسازی جامدات روغن و گریس و اکسیدهای نامحلول در تصفیه آب برگشتی از بخش نورد در صنعت فولاد
• حذف رنگ مواد جامد معلق و کلوئیدها در صنایع تولید محصولات پتروشیمی
• منعقد کننده در سیستم های تصفیه پسابهای صنعتی و بهداشتی

منعقد کننده میتره

منعقد کننده های تولیدی شرکت آبریزان با فرمولاسیون خاص باعث افزایش سرعت ته نشینی مواد معلق، افزایش ابعادی و تراکم مواد ته نشین شده می گردند و راندمان فیلتراسیون و جداسازی را افزایش داده و باعث ارتقاء کیفیت فرآیند و کاهش قابل ملاحظه کدورت نهایی می گردند. این منعقد کننده ها دارای انواع کاتیونی، آنیونی، بدون بار و پلیمری می باشند که با توجه به بار الکتریکی ذرات معلق و میزان کدورت آب مورد استفاده قرار می گیرند.

نتیجه گیری:

یکی از مهم ترین مواد در تصفیه آب و فاضلاب منعقد کننده ها هستند. مکانیزم آن ها به گونه ای است که به ذرات جامد می چسبند و باعث ته نشینی آن ها می شوند. از منعقد کننده ها برای بی نظمی تعلیق کلوئیدی و خنثی کردن مواد جامد معلق استفاده می شود. به طور کلی انعقاد یا کواگولاسیون یک فرآیند شیمیایی است که منعقد کننده در آن به عنوان ماده شیمیایی برای حذف ذرات معلق جامد، شفاف سازی آب، آهک زنی، ضخیم شدن لجن، حذف رنگ (مواد آلی طبیعی)، آلک (فیتوپلانکتون) باکتری ها و ویروس ها و آبگیری لجن، مورد استفاده قرار می گیرد. نوع و مقدار ماده شیمیایی و مواد منعقد کننده را می توان از طریق روش هایی مانند آزمایش جارتست به دست آورد. از انواع مواد منعقد کننده می توان به آهن، مواد پلیمری و آلومینیومی و غیره اشاره کرد.