کوگوالاسیون

انعقاد یک نوع فرآیند شیمیایی تصفیه آب است که برای حذف ذرات جامد از آب با استفاده از بارهای الکتریکی ذرات  انجام  می شود. این فرآیند، مولکول های کوچک و بسیار پر بار را وارد آب می کند تا بار ذرات، کلوئیدها یا مواد روغنی موجود در سوپانسیون راَ بی ثبات کند. انتخاب یک ماده منعقد کننده مناسب برای یک سیستم عملکرد کلی سیستم را افزایش می دهد، و به ویژه با افزایش عملکرد فیلتر و تصفیه کننده، کارایی حذف مواد جامد را بهبود می بخشد.

بسیاری از برنامه های تصفیه فاضلاب وجود دارد که نیاز به واکنش های انعقادی دارد، مانند حذف مواد جامد کلوئیدی از آب، امولسیون های روغن ضد عفونی کننده (“شکستن امولسیون”) و…

همچنین انواع مختلفی از منعقد کننده ها برای تأمین فرایند های تصفیه  در دسترس است.  به طور کلی، انعقاد مقدم بر لخته شدن در یک فرآیند شیمیایی تصفیه آب است.

ذرات موجود در آب  بار الکترواستاتیک را روی سطح خود حمل می کنند. نمونه های معمول شامل رس، سیلیس، آهن، رنگ ها و حتی روغن است. این ذرات ریز معلق باعث ثبات میشوند و از طریق روشهای مکانیکی حذف آنها دشوار است.

سوسپانسیون شامل ذرات جامد در آب ب اندازه های مختلف است. در آزمایشگاه  تجزیه “توزیع اندازه ذرات” اندازه هر ذره را به طور نسبی در سوسپانسیون مشخص می کنند. ذرات بیش از ۱۰۰میکرومتر به طور کلی “جامدات قابل ته نشینی” در نظر گرفته می شوند و به راحتی از حالت تعلیق ته نشین می شوند.

ذراتی به ابعاد ۱۰-۱۰۰میکرو متر  به طور کلی “کدورت” در نظر گرفته می شوند و اغلب در سیستم تصفیه فاضلاب با انعقاد مطرح می شوند.

ذرات کوچکتر از ۱۰ میکرومتر “ذرات کلوئیدی” هستند که تقریباً همیشه با انعقاد تصفیه می شوند، زیرا حذف ذرات کوچک فقط با استفاده از تصفیه آب مکانیکی مانند فیلتراسیون بسیار هزینه بر است.

Settling Time in 1m Water Type

of Particle

Diameter

of Particle

Settleable Solids ۱ second Gravel ۱۰ mm
۱۰ seconds Sand ۱ mm
Turbidity ۲ minutes Fine Sand ۱۰۰ µm
۲ hours Silt, Dust ۱۰ µm
Colloidal Solids ۸ days Clay ۱ µm
۲ years Colloids ۰/۱ µm

ذرات کلوئیدی بیشتر به عنوان کلوئیدهای آبگریز و آب دوست طبقه بندی می شوند. ماهیت “آب دوست بودن” یا “آب گریز” بودن مواد در تصویه فاضلاب بسیار مهم است. کلوئیدهای آبگریز از نظر شیمیایی با یک ماده منعقد کننده واکنش نشان نمی دهند ، در حالی که ممکن است کلوئیدهای آب دوست از نظر شیمیایی با یک ماده منعقد کننده ای که در فرآیند تصفیه استفاده می شود واکنش نشان دهند. در نتیجه ، کلوئیدهای آب دوست ، مانند رنگ ها ، بیش از کلوئیدهای آبگریز به منعقد کننده نیاز دارند.

بارهای الکترواستاتیک ذرات در آب با جمله ای آشنا در مورد مغناطیس کار می کند ، “همانندها دفع میشوند و مخالفان جذب می شوند”. اصطلاحاتی که برای توصیف بارها استفاده می شود “کاتیونی” است که به بار مثبت اشاره دارد و “آنیونی” که به بار منفی اشاره دارد. به دلیل شیمی آب ، بیشتر ذرات دارای بار منفی حمل می شوند.

علاوه بر ویژگی مثبت یا منفی یک بار ، از قدرت آن بار الکترواستاتیک به عنوان “پتانسیل زتا” یاد می شود. مقاومت یک بار در تصفیه فاضلاب بسیار مهم است زیرا بارهای قوی تر باعث ایجاد تعلیق پایدارتر ذرات در آب می شوند.

پتانسیل زتا در رنج ۶۱+ → ۶۱-  اندازه گیری می شود، جایی که از ۰ بیشتر است بار منفی یا مثبت قویترازسوسپانسیون در آب است. نزدیک به ۰، ذرات به راحتی از حالت تعلیق خارج می شوند، در حالی که افزایش بیش از  ±۱۰ به انعقاد نیاز دارد.

Particle stability in suspension Zeta potential (mV)
Rapid coagulation or flocculation ۰ to ±۵
Early instability ±۱۰ to ±۳۰
Moderate stability ±۳۰ to ±۴۰
Good stability ±۴۰ to ±۶۰

در زمینه در بیشتر فرآیندهای تصفیه آب شیمیایی، انعقاد یا کواگولاسیون باید در بالادست لخته سازی اتفاق بیفتد. با انعقاد، ذرات بی ثبات شروع به برخورد می کنند و توده های کوچکی ایجاد می کنند، که اغلب آنها را “لخته  های پین” یا “میکرو لخته” می نامند ، زیرا اندازه آنها تقریباً ۵۰ میکرومتراست و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست. واکنش لخته سازی به خودی خود بسیار مشهود است، زیرا “لخته” های حاصل به راحتی از آب جدا می شوند.

توجه داشته باشید، اصطلاحات  انعقاد (کواگولاسیون) و لخته شدن(فلوکولاسیون) اغلب به جای یکدیگر استفاده می شوند، اما آنها در واقع بسیار متفاوت هستند.

منعقد کنندهای موجود برای تصفیه فاضلاب

منعقد کننده های زیادی برای تصفیه فاضلاب در دسترس است، در زیر مقدمه ای از منعقد کننده ها است که انواع مختلف فرمولاسیون ها و تراکم بار را نشان می دهد. منعقد کننده های مبتنی بر فلزات بزرگترین گروه محصولات موجود را تشکیل می دهند. محصولات ممکن است فقط حاوی نمک فلز (مانند سولفات آلومینیوم یا کلرید فریک) باشند ، یا محصولات ممکن است نمک های فلزی پلیمریزه شده (مانند کلرید پلی آلومینیوم یا کلرهیدرات آلومینیوم) باشند.

منعقد کننده های مصنوعی ممکن است تراکم بار بسیار بالایی را روی مولکول های نسبتاً بزرگ (مانند پلی آمین یا polyDADMAC) حمل کنند. بسته به فرمولاسیون ، برخی از مشتقات مصنوعی ممکن است مانند لخته رفتار کنند. منعقد کننده های بیوپلیمر از منابع طبیعی گرفته می شوند. تعدادی از محصولات تصفیه آب دبر از منابع گیاهی (مانند لیگنین ، تانن و نشاسته) حاصل می شود. همچنین پلی ساکاریدها و سایر بیوپلیمرهای طبیعی وجود دارد که از حیوانات ، قارچ ها و فرآیندهای میکروبی (برای تولید کیتوزان ، پکتین ، کاراگینان ، پلانتاگو و دیگران) تأمین می شوند.

منعقد کننده های بیوپلیمر از منابع طبیعی گرفته می شوند. تعدادی از محصولات تصفیه آب از منابع گیاهی (مانند لیگنین ، تانن و نشاسته) حاصل می شود. همچنین پلی ساکاریدها و سایر بیوپلیمرهای طبیعی وجود دارد که از حیوانات ، قارچ ها و فرآیندهای میکروبی (برای تولید کیتوزان ، پکتین ، کاراگینان ، پلانتاگو و دیگران) تأمین می شوند.

برای این منابع و فرمول های انعقادی، هیبریدهای زیادی وجود دارد. با ترکیب دو یا چند ماده منعقد کننده، گزینه های بیشتری نیز در دسترس است.

تخصص یافتن دراستفاده از بهترین ویژگی های منعقد کننده ها برای ایجاد هیبریدهایی است که انواع فرآیندهای تصفیه فاضلاب را بهینه می کند. شرکت شیمی گستر محیط زیست با دانش بروز متخصصان بهترین گزینه برای مشاوره و طراحی و بهینه سازی می باشد.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیمایش به بالا