فرآیند انعقاد در تصفیه آب

فرآیند انعقاد در تصفیه آب

يکي از مهمترين روش هاي تصفيه آب و فاضلاب، انعقاد در تصفیه آب است. در این روش با استفاده از موادی که به آنها منعقد کننده ها می گوییم ، ذرات کلوئیدی که دارای بارهای هم نام و عموما منفی هستند خنثی می شوند. مواد منعقد کننده داراي انواع مختلفي مي باشند که عبارتند از: منعقد کننده هاي غير آلي (معدني)، منعقد کننده هاي آلي سنتزي، منعقد کننده هاي طبيعي.

هدف از عمل انعقاد در تصفیه آب چیست ؟ 

هدف اصلی در تصفیه آب (Water Treatment) سطحی، شفاف سازی شیمیایی بوسیله منعقد سازی و مخلوط کردن (Mixing)، لخته کردن (Flocculation)، رسوب گذاری (Sedimentation) و فیلتراسیون (Filtration) است. این واحدها ، فرآیندها ، همراه با ضدعفونی (Disinfection )، کار کردن برای حذف ذرات ، به طور طبیعی برای مواد آلی (NOM [یعنی باکتری ، جلبک ، زئوپلانکتون ها ، و ترکیبات آلی])، و میکروب ها از آب رخ می دهند. این واحدها همچنین به تولید آب غیر خورنده (non-corrosive) کمک می کنند. به طور خاص، منعقد سازی و لخته سازی روی ناپایدار کردن ذرات و مواد متراکم شده محلول و ذرات معلق کار می کنند.

 پس از غربالگری و دیگر فرآیندهای پیش تصفیه، واحد فرآیند بعدی در یک سیستم معمول تصفیه آب یک میکسر ( mixer ) است جایی که مواد شیمیایی به آنچه که به عنوان منعقد سازی شناخته شده اند، افزوده می شوند. استثناء پیکربندی این واحد فرآیند در سیستم های کوچکی که از آب های زیر زمینی استفاده می کنند رخ می دهد، زمانی که میزان مصرف کلر یا دیگر مقادیر کنترل طعم و بو در مدخل آبگیری معرفی شده و میزان تصفیه آب هستند.

یک واحد تصفیه آب

چه ذراتی در آب وجود دارند و چگونه ته نشین می شوند ؟ 

مواد موجود در آبی که تصفیه نشده ممکن است در اندازه، غلظت، و نوع متفاوت باشند. مواد موجود در آب ممکن است به عنوان مواد معلق، کلوییدی، یا محلول دسته بندی شوند.
ذرات معلق ممکن است در اندازه و وزن متفاوت بوده و به جریان آب وابسته هستند. جریان ها و سرعت های بالا می توانند مواد بزرگتری حمل کنند. همچنان که سرعت کاهش پیدا می کند، ذرات معلق بر اساس اندازه و وزن ته نشین و تصفیه می شوند.

مواد دیگر ممکن است در حالت محلول باشند. برای مثال نمک حل شده در آب را در نظر بگیرید. ماده در حالت کلوییدی حل شده نیستند، اما ذرات خیلی کوچک هستند، آنها به صورت رسوب از آب خارج نمی شوند. رنگ ( مانند آب باتلاقی به رنگ چای) عمدتا به علت کلوییدها یا وجود بسیار زیاد ذرات ریز ماده در حالت تعلیق است. ذرات کلوییدی و ذرات محلول در آب به طور الکتریکی باردار هستند. به دلیل اینکه بیشتر بارها یکسان و به صورت بار منفی هستند و یکدیگر را دفع می کنند، ذرات پراکنده شده و در حالات محلول یا کلوییدی باقی می مانند.

اگر آب هنوز به مقدار کافی به مواد معلق اجازه دهد ته نشین شوند، ذرات معلق عملیات تصفیه، تصفیه خواهند شد. میزان حل شدن ذرات را چون از قوانین خاصی از فیزیک پیروی می کنند، می توان تعیین کرد. بسیاری از مواد معلق ممکن است خیلی آرام ته نشین شوند که در نتیجه فرآیند طبیعی ته نشین شدن غیر عملی شده، و اگر درات کلوییدی در محلول حضور داشته باشند، ته نشین شدن اتفاق نخواهد افتاد. علاوه بر این، آبی که از یک منبع آب تصفیه نشده کشیده می شود اغلب حاوی بسیاری از ذرات کوچک ناپایدار ( غیر چسبنده ) است. بنابراین، رسوب گذاری به تنهایی، معمولا روشی غیر عملی برای به دست آوردن آب آشامیدنی تمیز در بیشتر مکان ها است و روش دیگری برای افزایش میزان رسوب باید استفاده شود: انعقاد. به سادگی، انعقاد برای تبدیل ذرات پایدار ( غیر چسبنده ) به ذرات ناپایدار (چسبنده) طراحی شده است.

نحوه انجام فرآیند انعقاد

انعقاد چه مراحلی دارد ؟

اصطلاح انعقاد به یک سری عملیات های شیمیایی و مکانیکی اشاره می کند که توسط منعقد کننده ها اعمال شده و موثر هستند. این عملیات ها شامل دو مرحله‌ی متفاوت است:
(1) مخلوط کردن سریع برای توزیع و پخش منعقد کننده ها بوسیله حرکت خشن و سریع درون آب و شروع تصفیه
(2) برای حرکت ملایم تر، یک زمان طولانی تری نیاز ات تا درون محل انباشته شدن، ذرات لخته شده به ذرات کوچک انباشته و بعد به ذرات خیلی ریز انباشته شده تبدیل شوند.

مواد منعقد کننده در تصفیه آب کدامند ؟ 

منعقدکننده ها باید به آب خالص افزوده شوند و به طور کامل به درون مایع پخش شوند؛ چنین توریع یکنواختی از مواد شیمیایی تصفیه از طریق حرکت یا مخلوط شدن سریع به دست می آید.
انعقاد ناشی از افزودن نمک های آهن یا آلومینیوم به آب است. منعقد کننده های معمولی ( نمک ها ) عبارتند از :

1-آلوم یا سولفات آلومینیوم:

 بهترین گستره PH   که در آن آلوم بهترین عملکرد را دارد ،بین 8 تا 5 می باشد .به دو صورت مایع و جامد موجود می باشد.

واکنش آلوم :

Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 6H+ + 3SO4-2

 H+  تولید شده با افزودن آهک و یا سود خنثی می شود.

Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3+ CaSO4

2- آلومینات سدیم Na3AlO3

3- سولفات فریک Fe2(SO4)3

4- سولفات فریک

این ماده علاوه بر انعقاد طعم و بوی خاص آب را نیز از بین می برد. 

5- سولفات آهن FeSO4.7H2O

6- سولفات فرو 

بایستی به همراه آهک استفاده شود.                                                    

7- کلرید فریک FeCl3.6H2O

این ماده لخته های سنگین ایجاد می کند.در محدوده PH 3..5 -9 بهترین عملکرد را دارد.پرگاربرد ماده منعقد کننده در تصفیه آب می باشد.              

8- پلی آلومینیوم کلراید: (PAC)

مهمترین مزیت این ماده قابلیت استفاده از دامنه های بسیار وسیعتری از کدریت و دمای آب می باشد.

به علت خاصیت قلیایی که دارد  دیگر نیازی به افزودن آهک نیست.اگر به همراه الوم به آب اضافه شود قدرت رنگ بری بالایی دارد.

انعقاد در تصفیه آب چگونه انجام می شود ؟

انعقاد واکنش بین یکی از این نمک ها با آب است. ساده ترین فرآیند انعقاد بین آب و آلوم اتفاق می افتد. آلوم یا آلومینیوم سولفات از واکنش شیمیایی بین سنگ معدن بوکسیت و اسید سولفوریک بدست می آید. دوام نرمال آلوم مایع معادل 3/8 % است، در حالیکه دوام آلم خشک 17 % است.
هنگامی که آلوم در آب قرار می گیرد، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد که یون های آلومینیوم با بار مثبت تولید می کند. نتیجه کلی کاهش بارهای الکتریکی و تشکیل ماده ای چسبنده- تشکیل توده ای انباشته، که هنگامی که به درستی شکل گرفت، ته نشین خواهد شد. این دو عامل های بی ثبات کننده کمک های اصلی ای هستند که باعث می شوند انعقاد کدورت، رنگ و میکرو ارگانیسم ها را حذف کند.
ترجیحا آلوم مایع در تصفیه آب استفاده می شود زیرا این ماده دارای مزایای متعددی نسبت به سایر منعقد کننده هاست، از جمله عبارتند از :

  1. سهولت استفاده
  2. هزینه های پایین تر
  3. مستلزم کار کمتری برای تخلیه، ذخیره، و انتقال است
  4. حذف عملیات های حل شدن
  5. نیازمند فضای ذخیره سازی کمتر
  6. دقت بیشتر در اندازه گیری و کنترل ارائه می دهد
  7. حذف نامطبوعی استفاده از آلوم خشک
  8. نگهداری آسان تر

عوامل موثر در کارایی و مقدار مصرف مواد منعقد کننده:

1) اثر PH : باید طوری باشدکه ماده منعقد کننده(شفاف کننده آب )کمترین حلالیت را داشته باشد.

2) غلظت کل مواد معلق (TSS): هرچه غلظت مواد معلق بیشتر باشد  ،انعقاد راحت تر رخ می دهد.

3) همزدن:محیط را باید خوب هم بزنیم،تا ماده منعقد کننده با ذرات معلق  در تماس باشد

4) کمک منعقد کننده: یک سری مواد شیمیایی هستند که به همراه منعقد کننده استفاده می شود تا کارایی منعقد کننده را افزایش دهند شامل:

  • ترکیبات پلی الکترولیت
  • خاک بنتونیت
  • سیلیس فعال 
  • کربنات سدیم( سودا)
  •  پلی الکترولیت

دیدگاهتان را بنویسید

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

صنایع شیمیایی تهران
ارسال با a WhatsApp