معدن

فلوکولانت یا منعقد کننده چیست؟

منعقد کننده های کمکی موادی شیمیایی هستند که همراه با منعقد کننده ی اصلی برای تشکیل ذرات محکم تر، با دوام تر، قابل ته نشین تر، جلوگیری از کاهش حرارت (عمل انعقاد را کند می نماید) و کاهش مقدار ماده منعقد کننده مصرفی به آب اضافه می گردد. یکی دیگر از دلایل مهم مصرف منعقد کننده های کمکی، کاهش مقدار سولفات آلومینیوم است که نهایتا مقدار لجن تولیدی را کاهش می دهد. چون خشک کردن و دفع لجن سولفات آلومینیوم خیلی مشکل است، از این رو مصرف کمک منعقد کننده های کمکی مشکلات حمل و نقل و دفع لجن را به طور قابل توجهی کاهش می دهند.

بعضی از کمک منعقد کننده هاي کمکی اصلی به شرح ذیل عبارتند از:

• سیلیس فعال
• عوامل وزنی و جاذب
• پلی الکترولیت

نحوه عملکرد فلوکولانت

بعد از تعیین نوع و مقدار ماده منعقد کننده بایستی آنرا به آب افزود، این فرآیند شامل واحدهاي مختلف به ترتیب زیر است:

• اختلاط سریع
• انعقاد
• لخته سازی
• ته نشینی

هدف از اختلاط سریع پخش فوری مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده مصرفی در کل آب ورودی به این مرحله است. میزان دوز مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده که توسط آزمایش جار مشخص گردیده به آب تزریق می گردد و باید بطور یکنواخت با آب مخلوط شود. به همین دلیل هم زدن آب باید شدید باشد و تزریق ماده شیمیایی باید در متلاطم ترین منطقه صورت پذیرد. عمل اختلاط باید سریع انجام شود، زیرا هیدرولیز ماده منعقد کننده غالبا فوری رخ می دهد (زمان متداول برای اختلاط ۳۰ ثانیه پیشنهاد می شود.) و ناپایدار شدن کلوئیدها نیز در زمان بسیار کمی حاصل می شود.

بعد از فرآیند اختلاط سریع، عمل انعقاد و لخته سازی بایستی صورت پذیرد، چرا که انعقاد و لخته سازی مهمترین فرآیند حذف کلوئیدها هستند. بطور کلی اهداف انعقاد، جداسازی مواد مولد کدورت، رنگ، باکتریها و سایر عوامل بیماری زا، جلبکها و موجودات مزاحم، فسفاتها، عوامل مولد طعم و بو، حذف آهن و منگنز و نهایتا حذف قسمتی از مواد آلی می باشد. آبی که این فرآیند را گذرانده هم از نظر ظاهری قابل قبول و هم می تواند مراحل بعدی تصفیه را بهتر طی کرده و گندزدایی شود.

یک سیستم کلوئیدی شامل ذرات جامد به صورت کاملا مجزا از هم در یک ماده پراکنده است. این ذرات را فاز پراکنده شده می نامند. ذرات کلوئیدی با نیروی ثقل قابل ته نشینی نیستند و با ماده ای که در آن پراکنده اند سطح مشترکی را تشکیل می دهند که نقش مهمی در رفتار سیستم های کلوئیدی دارد. ذرات کلوئیدی قطری حدود یک تا هزار میکرون دارند و پایدار هستند. پایداری کلوئیدها به خواص الکتریکی، اندازه، ماهیت شیمیایی کلوئید و خصوصیات شیمیایی بستر انتشار ارتباط دارد. بعد از عمل انعقاد ذرات، عملیات لخته سازی یا فلوکاسیون بایستی انجام پذیرد. لخته سازی فرآیند به هم زدن آرام و مداوم آب منعقد شده است تا لخته ها (فلاک ها) تشکیل گردند. هدف از کاربرد این واحد اصلاح آب برای تشکیل فلوك و سهولت جداسازی آنها به کمک ته نشینی و صاف سازی می باشد. راندمان واحد لخته سازی به شدت وابسته به تعداد برخوردهای ذرات ریز منعقد شده در واحد زمان است.

فلوکولانت یک کمک منعقد کننده است که برای تصفیه آب و یا فاضلاب کاربرد دارد. اصولا کاربرد این محصول در حوزه ی تصفیه فاضلاب گسترده تر از تصفیه آب می باشد. در آب فاضلاب ذراتی معلق به صورت کلوئیدها وجود دارد که پس از استفاده از منعقد کننده شروع به ته نشینی و انعقاد می کنند و لخته های کوچکی را به وجود می آورند، به منظور جداسازی بهتر و کارآمدتر کلوئیدها و لخته ها باید ابعاد لخته بزرگتر باشد، برای این عمل از مواد فلوکولانت و دی فلوکولانت استفاده می کنند.

در واقع مکانیزم عمل کمک منعقد کننده به این صورت است که فرآیند انعقاد رو تکمیل کرده و با ایجاد پل بین ذرات ریز لخته حاصل از کار منعقدکننده ها، لخته ها را به صورت درشت و سنگین در آورده، که باعث ته نشینی بهتر، جداسازی و تصفیه بهتر می گردد. این محصول به نوعی مکمل منعقد کننده می باشد. یکی از بهترین و کارآمدترین فلوکولانت ها، پلی الکترولیت است. نام دیگر آن پلی آکریل آمید می باشد که در سه نوع آنیونیک، کاتیونیک و نانیونیک عرضه می گردد و در صنایع گوناگون برای مصارف مختلف به کار برده می شود. در واقع پلی الکترولیت ها، به ترکیباتی گفته می شود که دارای خاصیت پلیمری و الکترولیتی هستند و می توانند اندازه فلاک ها را بزرگتر کنند. سرعت ته نشین سازی پلی الکترولیت ها تقریبا دو برابر سرعت ته نشین سازی منعقد کننده ها می باشد.

انتخاب صحیح نوع کمک منعقد کننده ها بر اساس بار الکتریکی ذرات موجود در محلول و سایر کلوئیدهای معلق در محلول میسر می شود اگر بدون بار باشند، نوع نانیونیک پیشنهاد می شود و اگر بار الکتریکی کلوئیدها منفی باشد، باید از فلوکولانت نوع کاتیونی استفاده شود و به همین ترتیب در صورتی که بار الکتریکی کلوئیدها مثبت باشد، باید از فلوکولانت نوع آنیونی استفاده شود. در واقع وجود نیروی جاذبه الکتروستاتیک برای ایجاد لخته بین ذرات کلوئیدها (ذرات معلق) با کمک منعقد کننده ها (فلوکولانت) بسیار مهم است که، این نیرو توسط جاذبه بین بارهای ناهمنام کلوئیدها و فلوکولانت ها ایجاد شود.