فرآیند انعقاد و لخته سازی

فرایند انعقاد شیمیایی در تصفیه آب می تواند توام با ته نشینی و یا بدون ته نشینی باشد. بحث انعقاد شامل جزئیات استفاده از مواد منعقدکننده و پلیمر الکترولیت ها می باشد. مراحل انعقاد فلوکولاسیون و زلالســازی در تصفیه آب های سطحی معمــول است. فرایند انعقاد و لخته سازی برای حذف مواد کلوئیدی مولد کدورت، رنگ (مواد آلی طبیعی) و آلک (فیتوپلانکتون) باکتری ها و ویروس ها می باشد. سیستم های متعارف تصفیه شامل انعقاد، لخته سازی، زلالسازی و متعاقب آن فیلتر شنی تند می باشد.

مواد منعقد کننده شیمیایی برای خنثی سازی بار الکتریکی ذرات کلوئیدی به آب تزریق می‌شوند تا امکان توده ای شدن آنها فراهم آید. پس از تزریق مواد، اختلاط سریع آب با مواد شیمیایی در مرحله انعقاد صورت می‌گیرد. آب پس از تزریق مواد شیمیایی منعقدکننده و کمک منعقدکننده  وارد حوضچه فلوکولاسیون می شود.  اختلاط ملایم آب در حوضچه لخته سازی برای ایجاد توده های سنگینی  قابل ته نشینی صورت می گیرد.

انواع منعقد کننده های رایج

آلوم

نام تجاری‌ سولفات آلومینیم، آلوم یا زاج سفید می‌باشد. با اضافه کردن به آب یا بی‌کربنات‌ کلسیم با آب واکنش داده و هیدروکسید آلومینیم ایجاد می‌کند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی بدون بار شده و لخته ‌های درشت ‌تر ایجاد می‌کند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم، از آب‌آهک و کربنات سدیم استفاده می‌شود. چون ⁺H مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم می‌شود، عیب مهم استفاده از زاج، ایجاد سختی کلسیم و تولید گاز CO₂ عامل خورندگی می‌باشد. وقتی آلومینیوم وارد آب می‌گردد، در حضور قلیائیت واکنش زیر صورت می‌گیرد:

هیدروکسید آلومینیوم در واقع شکل شیمیایی Al₂O₃H₂O است و دارای خاصیت آمفوتری است. یعنی هم می‌تواند نقش اسید و هم قلیا را بازی کند. در شرایط اسیدی:

[Al³⁺][OH^–]³ = 9/1 × 10^-33

در pH برابر با 4، میزان انحلال Al³⁺ برابر 3/51 میلی‌گرم در لیتر است. در محیط قلیائی اکسید آلومینیوم تفکیک می‌گردد.

در pH برابر با 9 میزان انحلال آلومینیوم برابر با 8/10 میلی‌گرم در لیتر است. لخته‌ های آلوم کمترین میزان انحلال را در pH برابر با 7 دارند. بار الکتریکی لخته‌ ها در pH  پایین ‌تر از 6/7 مثبت و در pH بالاتر از 2/8 منفی است. در pH بین 6/7 و 2/8 بار الکتریکی لخته‌ ها، هم مثبت و هم منفی می‌باشد .

کلروفریک

از پر‌مصرف‌ترین منعقد کننده‌‌هاست و به‌صورت پودر، مایع یا متبلور به فروش می‌رسد. در اثر واکنش با بی‌کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ایجاد هیدروکسید آهن (III) می‌کند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار می‌رود. هیدروکسید آهن تولیدشده در اثر نمک‌ های آهن در محدوده وسیعی از pH ، بین 3 تا 13 نامحلول می­باشد.

بار الکتریکی لخته‌ های تولیدشده در محیط اسیدی منفی و در محیط قلیایی مثبت می‌باشد.
در pH بین 5/6 تا 8 لخته ‌ها هم با بار مثبت و هم منفی وجود دارند.
همان‌طور که اشاره گردید، مواد منعقد کننده با قلیائیت پساب واکنش داده و لذا مقداری از قلیائیت پساب مصرف می­شود، درصورتی‌که قلیائیت شیرابه به حد کافی نباشد، باید به‌ طور مصنوعی به شکل کربنات کلسیم یا سدیم به آن اضافه شود.

سولفات فرو

با ایجاد هیدروکسید آهن (III) باعث انعقاد ذرات کلوئیدی می‌شود . همراه آهک هیدراته استفاده می‌شود.

پلی آلمینیوم کلراید ( پک PAC )

پلی آلومینیوم کلرایــد به‌نوعی از منعقد کننده ها گفته می‌شود که قدرت و سرعت بالایی در جداسازی و استخراج ناخالصی ­های پساب دارند، که در اثر خنثی شدن کلراید آلومینیوم با برخی از محلول­های بازی در دو نوع با سولفات و بدون سولفات تهیه می­شود.
تفاوت آن با سولفات آلومینیوم به دلیل نوع ساختار آلومینیوم در هرکدام از این نمک‌ هاست.
در سولفات آلومینیوم یون‌های Al³⁺ موجود می ‌باشند.

مشخصه این ماده این است که در کنار کلراید و سولفات، بخشی از آن نیــز شــامل یون­ های هیدروکسید می­باشد.
این یون‌ های هیدروکسید باعث ایجـاد مجموعه‌ های کوچک پلیمر از Al در پلی آلومینیوم کلراید می ‌شوند.
بخش اصلی در پلی آلومنیوم کلراید را در مجموعه Al¹³⁷⁺ تشکیل می‌دهد. به دلیل تناسب مناسب­ تر بار الکتریکی به شعاع، این‌گونه ساختارهای پلیمری تأثیر بهتری بر بی‌ثباتی کلوئیدها دارند تا مولکول‌های منفــرد Al³⁺ . در خصوص مزایای پلی آلومنیوم کلراید به ‌عنوان منعقد کننده، موارد متعددی ذکرشده است که می‌توان گفت مهم‌ ترین این امتیازها قابلیت استفاده از دامنه‌های بسیار وسیع‌تری از کدورت و دمای آب می‌باشد.

آهک

آهک هیدراته یک ترکیب غیرآلی با فرمول شیمیایی ₂Ca(OH) می باشد.
که در صنایع تصفیه جهت کنترل pH، استفاده می شود.
ضمن اینکه آهک برای جبران کمبود قلیائیت محیط و از بین بردن CO₂ و کاهش سختی آب نیز استفاده می شود.
این محصول پودری شکل و به رنگ سفید می باشد.

بیشتر بخوانیم :

کمک منعقد کننده در انعقاد
توضیحی مختصر درباره فرآیندهای غشایی
تصفیه فاضلاب با روش الکتروکواگولاسیون

Please follow and like us: