از انعقاد و لخته سازی در تصفیه آب برای حذف ذرات معلق از طریق ناپایدار کردن این ذرات در محلول آبی استفاده می شود. انعقاد به معنی چسبیدن ذرات در کنار هم و لخته سازی به معنای ته نشین شدن ذرات منعقد شده است. هدف این فرآیند خنثی کردن بار ذرات از طریق انعقاد و پیوستن ذرات از طریق لخته سازی است تا ذرات بزرگتر بر روی هم انباشته شده و در ته مخزن ته نشین شوند. برای تزریق مواد منعقد کننده به درون فاضلاب از پکیج تزریق مواد شیمیایی باید استفاده شود.
چرا باید از انعقاد و لخته سازی استفاده کرد؟
هنگامی که مواد منعقد کننده و لخته ساز به همراه هم مورد استفاده قرار می گیرند، به یک ابزار قدرتمند و مقرون به صرفه برای حذف ذرات معلق یا محلول از پساب تبدیل می شوند. در فرآیند ته نشینی برخی از ذرات به خودی خود در ته مخزن رسوب می کنند اما برخی دیگر به دلیل اندازه کوچک و وجود بار الکتریکی بین ذرات ته نشینی طبیعی آن ها ماه ها طول می کشد.
از منعقد کننده برای حذف ذراتی که ته نشینی آن ها ماه ها طول می کشد مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد اولیه لخته ساز، اتصال و همبسته کردن ذرات معلق در آب و تشکیل ذرات بزرگ و تسهیل ته نشینی و حذف آن ها می باشد.
بیشتر بخوانید: دستگاه تصفیه آب صنعتی چیست؟
کاربرد انعقاد و لخته سازی در تصفیه آب و فاضلاب
هدف اصلی انعقاد و لخته سازی حذف کدورت از فاضلاب است. کدورت به معنای ظاهر کدر آب است که به دلیل وجود ذرات معلق در آن به وجود آمده است. مشکل کدورت فقط به ظاهر آب و یا فاضلاب مرتبط نمی شود بلکه در مراحل بعدی و برای ضدعفونی کردن و یا گندزدایی ایجاد مشکل می کند. بنابراین حداکثر سطح مجاز کدورت در آب NTU 0.5 و بهترین حالت NTU 0.1 توصیه شده است.
علاوه بر رفع کدورت، انعقاد و لخته سازی کاربرد های دیگری نیز دارد. بسیاری از باکتری های معلق و عوامل بیماری زا نیز از طریق فرایند انعقاد و لخته سازی حذف می شوند.
لخته ساز ها چگونه عمل می کنند؟
لخته ساز ها در طیف وسیعی از صنایع و کاربرد ها مورد استفاده قرار می گیرند. حذف مواد جامد از فاضلاب با تجمیع آلاینده ها به صورت لخته هایی که بر روی سطح آب شناور می شوند و یا در کف مخزن ته نشین می شوند. همچنین برای نرم کردن آهک، غلیظ شدن لجن و آبگیری مواد جامد مورد استفاده هستند. لخته ساز های طبیعی شامل آهک فعال و پلی ساکارید ها هستند. در حالی که لخته ساز های مصنوعی معمولا بر پایه پلی آکریل آمید می باشند.
با توجه به بار و ترکیبات شیمیایی فاضلاب، لخته ساز را می توان به تنهایی و یا در ترکیب با منعقد کننده ها استفاده کرد. لخته ساز ها اغلب پلیمری هستند و از این جهت با مواد منعقد کننده که نمک هستند تفاوت دارند. لخته ساز ها از لحاظ اندازه مولکولی و بار در انواع مختلفی وجود دارند. این ترکیبات بار ذرات را خنثی کرده و باعث وصل شدن آن ها و حذف آن ها می شوند. به طور کلی برای حذف مواد معدنی از لخته ساز آنیونی و برای حذف مواد آلی از لخته ساز کاتیونی استفاده می شود. از این مواد در تصفیه فاضلاب رستوران و آشپزخانه ها، صنایع غذایی و صنعتی با مقدار زیاد ذرات کلوئدی و روغنی استفاده می شود.
روش تزریق لخته ساز
بار آلودگی و میزان غلظت مواد موجود در فاضلاب و نوع آلاینده ها توسط آزمایشات محیط زیستی بررسی می شود و سپس طراحان فرآیند دوز ورودی مواد لخته ساز را محاسبه می کنند. پس از انجام محاسبات و انتخاب نوع لخته ساز این مواد از طریق پکیج تزریق مواد شیمیایی به درون فاضلاب تزریق می شوند تا مواد آلاینده و معلق از فاضلاب حذف شده و فاضلاب تصفیه شود.
انعقاد چیست؟
انعقاد یک فرآیند شیمیایی ساده است که مواد محلول را با تغییر در بار سطحی آن ها به کمک نمک های آهن و یا آلومینیوم مانند سولفات آلومینیوم و سولفات اهن در کنار هم قرار می دهد. هدف اصلی استفاده از مواد منعقد کننده علاوه بر حذف ذرات ریز معلق، کاهش کدورت آب است. این امر موجب شفاف شدن رنگ آب می شود.
بار مثبت مواد منعقد کننده، ذرات باردار منفی را خنثی میکند. نتیجه این عمل متصل شدن مواد جامد به هم و ایجاد لخته های بزرگ است. این لخته ها در ته مخزن ته نشین می شوند. هرچه لخته ها بزرگت تر باشند ته نشینی سریع تر انجام می شود.
انعقاد بسیاری از آلاینده های مختلف که باعث آلودگی و سمی شدن آب می شود را حذف می کند از جمله
- ترکیبات آلی و برخی از مواد آلی محلول که با نام مواد آلی طبیعی (NOM) یا کربن آلی محلول (DOC) شناخته می شوند.
- رسوبات معدنی معلق مانند آهن و برخی از فلزات
- برخی از ویروس ها و باکتری ها
با استفاده از فرایند های انعقاد، زلال سازی و فیلتر پرس می توان تا 95 درصد از آب را بازیابی کرد.
انواع مواد منعقد کننده استفاده شده در صنعت آب و فاضلاب
منعقد کننده آلی
منعقد کننده آلی بهترین گزینه برای جداسازی جامد از مایع به شمار می روند. همچنین در صورت نیاز به کاهش تولید حجم لجن این روش گزینه مناسبی است. از آنجایی که این مواد طبیعت ارگانیک دارند، قابلیت استفاده از دوز پایین را به اپراتور ارائه می دهند و هیچ تاثیری بر pH آب ندارند.
پلی آمین و پلی دادمک (PolyDADMAC)
این منعقد کننده های کاتیونی با روش خنثی کردن بار عمل می کنند. و از پر مصرف ترین منعقد کننده های آلی به شمار می روند. پلی آمین ها بار منفی کلوئیید ها را خنثی می کنند و یک توده اسفنجی با نام میکروفلاک تشکیل می دهند.
ملامین فرمالدهید و تانن
این نوع منعقد کننده ها همانند منعقد کننده معدنی کار می کنند. زیرا هم مواد کلوییدی را در آب منعقد می کنند و هم باعث رسوب گذاری لخته ها می شوند. این منعقد کننده ها مواد آلی مانند روغن و گریس را جذب می کند.
مزایای اصلی منعقد کننده های آلی عبارتند از استفاده دوز کمتر، تولید حجم لجن کم تر و عدم تاثیر بر pH.
بیشتر بخوانید: انعقاد، لخته سازی و انواع منعقد کننده ها در تصفیه آب و فاضلاب
منعقد کننده معدنی
منعقد کننده معدنی ارزان تر از منعقد کننده آلی است. و یک راه حل مقرون به صرفه برای طیف گسترده ای از کاربردهای مختلف در تصفیه آب بکار می رود. منعقد کننده معدنی برای آب هایی با کدورت کم بسیار موثر عمل می کنند.
هنگامی که منعقد کننده های معدنی به آب اضافه می شوند رسوبات آلومینیوم و آهن تشکیل می دهند. این ها با جذب ناخالصی های موجود در آب در حین سقوط باعث تصفیه آب می شوند. با این وجود حجم کلی لجن اضافه می شود که باید تصفیه و حذف شود. بنابراین استفاده از این منعقد کننده برای هر نوع فاضلابی مناسب نیست.
آمونیوم سولفات (آلوم)
به عنوان یکی از رایج ترین مواد شیمیایی در تصفیه فاضلاب که در فرایند های صنعتی استفاده می شود. آلوم یک منعقد کننده مناسب است. البته آلوم دارای ویژگی های خطرناک است و دارای اثرات بهداشتی و همچنین خوردگی مانند اسید سولوفوریک رقیق شده است.
آلومینیوم کلرید
این منعقد کننده خاصیتی مشابه با آلوم دارد. اما گران تر، خطرناک تر و خورنده تر است. به این ترتیب معمولا در فرایند هایی که نمی توان از آلوم استفاده کرد به عنوان جایگزین آن انتخاب می شود.
پلی آلومینیوم کلرید (PAC) و آلومینیوم کلروهیدرات (ACH)
این منعقد کننده بهترین گزینه برای بیشتر فرایند های تصفیه آب است.
سایر منعقد کننده ها
سولفات آهن (II و III) و فریک کلرید از دیگر منعقد کننده هایی هستند که می توان از آن ها برای فرایند انعقاد کمک گرفت.
هنگامی که منعقد کننده مناسب را انتخاب کردید، این مواد شیمیایی را از طریق پکیج تزریق مواد شیمیایی به فاضلاب اضافه می شوند و با سرعت با فاضلاب مخلوط می شوند.
در صورت طراحی درست و اصولی و استفاده از پمپ های مناسب هیچگونه باقیمانده ای در فاضلاب باقی نمی ماند و هیچ تغییری در خصوصیات فاضلاب ایجاد نمی شود. به همین دلیل داشتن تخصص کافی در طراحی مخزن منعقد کننده بسیار مهم است. افراد با تجربه و حرفه ای با طراحی درست مخزن منعقده کننده و ابعاد و ظرفیت پکیج تزریق مواد شیمیایی می توانند تصفیه فاضلاب و تصفیه آب را به خوبی انجام دهند.
