مواد منعقد کننده در تصفیه آب

یکی از مشکلات متداول در صنایع تصفیه آب و فاضلاب، وجود ذرات معلق در آب است که دارای بار الکتریکی منفی هستند و تعداد زیاد آنها موجب کدر شدن و کاهش کیفیت آب می شود. به منظور تصفیه آب از مواد شیمیایی با بار مثبت استفاده می گردد تا بار الکتریکی ذرات منفی را خنثی کرده و به هم متصل شوند. این فرایند انعقادسازی در تصفیه آب می گویند که در تصفیه خانه های آب آشامیدنی و تصفیه فاضلاب کاربرد گسترده ای دارد. 

منعقد کننده چیست؟

به طور کلی به فرایند اجتماع ذرات ریز با تزریق مواد شیمیایی را فرایند انعقاد می گویند. انعقاد شیمیایی در تصفیه آب می تواند همراه با ته نشینی یا بدون ته نشینی باشد. فرایند انعقاد معمولاً توسط مواد منعقد کننده و پلی الکترولیت انجام می شود. مواد منعقد کننده برای خنثی سازی بار الکتریکی ذرات معلق به آب افزوده می شوند تا امکان توده ای شدن برای آنها فراهم گردد. 

انعقاد و لخته سازی (فلوکولانت)، ذرات معلق عامل کدورت را به شکل قابل ته نشینی تبدیل کرده و به این ترتیب این مواد را از طریق ته نشینی به خوبی حذف خواهند کرد. اما باید توجه داشت که این دو فرایند دو مفهوم جدا از یکدیگر هستند. انعقاد بار الکتریکی ذرات ریز را کاهش می دهد، اما در لخته سازی ذرات درشت تری ایجاد می شود که می توان به راحتی آنها را از یکدیگر جدا نمود. توسط مخلوط شدن با پلیمرهای آلی ته‌نشین می شوند. لخته سازی را به طور کلی می توان فرایند انعقاد ذرات معلق ریز و کلوئیدی و تبدیل آنها به لخته جهت جداسازی آنها توسط ته نشینی و فیلتراسیون دانست. بر طبق مطالب بالا، مهمترین تفاوت انعقاد و لخته سازی در تصفیه آب این است که انعقاد فرایندی شیمیایی است در حالی که لخته سازی فرایندی فیزیکی محسوب می شود. 

کاربرد منعقد کننده در تصفیه آب

حذف ذرات کلوئیدی موجود در آب توسط فرایند انعقادسازی در صنایع مختلف کاربرد دارد که از جمله آنها موارد زیر هستند:

•    حذف ذرات معلق در صنایع مواد غذایی و دارویی
•    حذف کدورت و ذرات معلق در تصفیه خانه های آب آشامیدنی
•    حذف ذرات معلق، روغن، بنزین و گازوئیل در آب مجاور دکل های نفتی
•    رفع کدورت و زلال سازی فاضلاب و آب کارخانجات کاشی و سرامیک 

انواع منعقد کننده

مواد منعقد کننده مورد استفاده در تصفیه آب بسیار متنوع هستند و می توان آنها را براساس پارامترهای مختلف طبقه‌بندی کرد. در تقسیم بندی کلی، انواع منعقد کننده شامل نوع فلزی و پلیمری هستند.  

1-    منعقد کننده پلیمری:

پرکاربردترین مواد منعقد کننده در فرایند تصفیه آب منعقد کننده های پلیمری هستند. این مواد دارای چگالی بار بالایی هستند و جهت خنثی سازی بار ذرات کلوئیدی در آب استفاده می شوند. منعقد کننده های پلیمری  نسبت به انواع دیگر از بازده و عملکرد بالاتری برخوردار هستند. ازجمله مهمترین منعقدکنندگان پلیمری، پلی آکریل آمید می باشد که در آب انحلال پذیر است و علاوه بر تصفیه آب، موجب بهبود خواص خاک نیز می گردد. 

2-    منعقد کننده های آلومینیوم دار:

منعقد کننده های آلومینیوم دار که در صنعت تصفیه آب کاربرد زیادی دارند، شامل سه دسته زیر هستند:

•    سولفات آلومینیوم: نام تجاری این ماده سولفات آلوم یا زاج سیاه است و از  رایج ترین مواد منعقد کننده برای تصفیه آب در جهان به شمار می آید. با افزودن این منعقد کننده به آب و واکنش با آب و بی کربنات کلسیم، هیدروکسید آلومینیوم تولید می شود که مرکزی برای تجمع ذرات کلوئیدی بدون بار و ایجاد لخته های درشت تر می باشد. در صورت پایین بودن میزان قلیائیت محیط برای تولید هیدروکسید آلومینیوم، معمولاً از آب آهک و کربنات سدیم استفاده می گردد. مهمترین عیب استفاده از این منعقد کننده، ایجاد سختی کلسیمی و CO2 (عامل خوردگی) است.

•    آلومینات سدیم: این منعقد کننده نیز در اثر واکنش با بی کربنات کلسیم، هیدروکسید آلومنیوم تولید می کند. به دلیل خاصیت بازی، نیازی به مصرف باز اضافی ندارد.

•    پلی آلومینیوم کلراید (PAC): پلی آلومینیوم کلراید کاربرد وسیعی در تصفیه آب دارد و از آن برای زلال سازی و رفع کدورت آب رودخانه ها، آب های صنعتی و نیز تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی استفاده می شود.

 
لازم به ذکر است که منعقد کننده های آلومینیوم دار با وجود مزیت های فراوانی خود در تصفیه آب، دارای برخی ویژگی های منفی است. برای مثال تزریق سولفات آلومینیوم به آب می تواند منجر به تولید عامل خورنده CO2 در سیستم شود.

3-    منعقد کننده های آهن دار: 

منعقد کننده حاوی آهن که برای انعقاد ذرات کلوئیدی و معلق در آب استفاده می شود، شامل موارد زیر هستند:

•    سولفات فرو: این منعقد کننده با تولید هیدروکسید آهن (سه ظرفیتی)، موجب انعقاد ذرات کلوئیدی می شود. از سولفات فرو معمولاً همراه با آهک هیدراته استفاده می گردد.

•    کلروفریک (فریک کلرید): کلروفریک یا کلرید آهن ارزن ترین منعقد کننده معدنی است، زیرا به عنوان ماده زائد در عملیات تولید فولاد تولید می شود. با این وجود، این ماده خطرناک‌ترین و فاسد کننده ترین منعقد کننده محسوب می شود و کاربرد آن تنها به شرایطی که بتوانند با اطمینان از آن استفاده کرد، محدود می گردد. کلروفریک منعقدکننده ای است که به صورت پودری، مایع یا متبلور به بازار عرضه می شود. 

4-    منعقد کننده اکسید منیزیم (MgO): 

از منعقد کننده اکسید منیزیم مانند انواع دیگر برای حذف هر گونه ذرات کلوئیدی و معلق در آب استفاده می شود. این مواد می تواند ذرات چربی یا حتی ذرات بسیار ریزی مانند سیلیس باشد! تزریق این منعقد کننده به آب ذرات سیلیس را به آسانی از آب جدا کرده و در کف استخر ته نشین می کند، بنابراین در بهبود رنگ و رفع کدورت از آب بسیار موثر عمل خواهد کرد. باید توجه داشت که هر چه این ذرات سیلیس بزرگتر باشند، برای لخته سازی آنها به مقدار کمتری از مواد منعقد کننده از قبیل اکسید منیزیم نیاز است. برای استفاده از این ماده برای انعقاد ذرات کلوئیدی آب لازم است که PH آب بیشتر از 5.9 باشد. 

انواع کمک منعقد کننده

در فرایند انعقاد در تصفیه آب، در برخی شرایط لازم است علاوه بر مواد منعقد کننده، مقدار ماده کمک منعقد کننده نیز استفاده شود. از این مواد معمولاً به منظور لخته سازی بهتر و ته نشینی سریعتر ذرات معلق در آب استفاده می شود. مزیت دیگر استفاده از این، کاهش مقدار لجن تولید شده و مقدار ماده منعقد کننده مورد نیاز است. کاربردترین مواد کمک منعقد کننده می توان به موارد زیر اشاره نمود:

•    گاز کلر: با استفاده از گاز کلر می توان مواد آلی موجود در آب را که از عوامل ممانعت کننده انعقاد است را از بین برد.
•    کربنات سدیم: با تثبیت PH آب و افزایش یون های هیدروکسید (OH-)، فرایند انعقاد بهبود می یابد، به ویژه اگر از منعقد کننده مورد نظر زاج باشد.
•    آهک هیدراته: به منظور جبران کمبود قلیائیت محیط، از بین بردن CO2 و کاهش سختی آب از آهک هیدراته استفاده می شود.
•    پلی الکترولیت ها (کاتیونی، آنیونی و آمفوتریک): این مواد منعقد کننده دارای خواص پلیمری و الکترولیتی بوده و می توانند لخته های تشکیل شده را درشت تر کنند. از پلی الکترولیت ها معمولاً در روش فیلتراسیون مستقیم، برای آب هایی که میزان کدورت پایینی دارند استفاده می شود. پلی الکترولیت های آمفوتریک در واقع از نوع غیر یونی هستند.

آزمایش جار 

برای تعیین مقدار ماده منعقد کننده مورد نیاز  و همچنین PH بهینه برای فرایند انعقاد، از تست جار استفاده می شود. در تست جار از 6 عدد استفاده می شود که در هر یک به مقدار مساوی از نمونه مورد نظر ریخته شده و PH آنها را به ترتیب 2، 4، 6، 8، 10، 12 در نظر گرفته می شود. آزمایش جار معمولاً طبق مراحل زیر انجام می شود: 

1-     تهیه نمونه یک یا دو لیتری از نمونه آب 
2-    افزودن ماده منعقد کننده و کمک منعقد کننده به هر نمونه
3-    عمل اختلاط سریع توسط دور تند همزن به مدت یک دقیقه انجام می شود.
4-    هر نمونه با سرعت پایین همزن به مدت 10 دقیقه مخلوط می شود. 
5-    زمان ایجاد لخته در هر نمونه را یادداشت شود، این پارامتر با توجه به نوع ماده مصرفی، PH و مواد کمکی مورد نیاز در فرایند انعقاد تعیین می شود. 
6-    بهترین نتیجه آزمایش شامل بیشترین رسوب تشکیل شده و زلال ترین محلول رویی است. به این ترتیب محدوده PH بهینه تعیین می شود.

عوامل موثر در انعقاد و لخته سازی

عوامل زیادی می توانند در فرایند انعقاد نقش مهمی بازی کنند که از جمله آنها موارد زیر هستند:

1-    نوع منعقد کننده: از ویژگی های یک ماده منعقد کننده ایده آل، قدرت انعقاد بالا، دامنه وسیع PH برای انعقال کنندگی و نیز قیمت مناسب آن می باشد.
2-    دوز تزریق منعقد کننده
3-    PH و میزان قلیائیت: به دلیل حذف H+ از محیط، جهت تولید هیدروکسیدهای فلزی لازم است که PH قلیایی باشد. برای تنظیم PH غالباً از آب آهک استفاده می شود، اما این میزان استفاده نباید در حدی باشد که منجر به افزایش بی رویه سختی آب گردد.  
4-    غلظت مواد انعقاد پذیر: هر چه میزان ذرات معلق و کلوئیدی بیشتر باشد، مقدار ماده منعقد کننده مورد نیاز نیز بیشتر است.
5-    دمای محیط: با کاهش دما، عملیات انعقاد با مشکلات جدی مواجه خواهد شد و لخته سازی کاهش می یابد. بنابراین، مقدار مصرف منعقد کننده در تصفیه خانه ها در فصل زمستان معمولاً بیشتر است. 
6-    نوع و دوز مواد افزودنی شیمیایی به جز منعقد کننده اولیه
7-    فاصله زمانی بین دوز های تزریقی
8-    سرعت و مدت زمان مخلوط کردن در مرحله مخلوط کردن سریع
9-    نوع دستگاه همزن استفاده شده
10-    نوع دستگاه میکس سریع

فروشگاه تصفیه آب آبین عرضه کننده انواع مواد شیمیایی اورجینال و مرغوبی است که در فرایند تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند. چنانچه برای تهیه این مواد شیمیایی نیارمند دریافت مشاوره هستید، با کارشناسان مجرب آبین تماس حاصل فرمایید.