منعقد کننده های رایج در تصفیه آب و فاضلاب
پلی آلومینیوم کلراید PAC
یکی از رایج ترین و پرمصرف ترین ترکیبات منعقد کننده پلی آلومینیوم کلراید است. این ماده شیمیایی با نام اختصاری پک PAC شناخته می شود. پک به دو حالت پک جامد و پک مایع وجود دارد. پک جامد به شکل پودر سفید یا زرد رنگ و پک مایع به رنگ زرد کمرنگ است. پلی آلومینیوم کلراید برای مصارف گوناگون صنعتی کاربرد دارد. از اینرو درجه بندی آن برای مصارف مختلف شامل پک صنعتی ، پک آشامیدنی (پک بهداشتی یا پک خوراکی) ، پک فاضلابی می باشد.
پلی آلومینیوم کلراید نسبت به سایر منعقد کننده ها مزایایی دارد که باعث شده استفاده آن مقرون به صرفه باشد. مهمترین مزیت پلی آلومینیوم کلراید PAC این است که در آبهای با کدورت متوسط و کم نیز عملکرد قابل قبولی دارد. همچنین پک منعقد کننده با مقدار مصرف کم بازدهی مناسبی دارد. پک در دامنه دمایی و PH نسبتا وسیعی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. میزان رسوب و لجن باقی مانده از ته نشینی پس از لخته سازی توسط پک PAC کمتر است.
کلروفریک یا کلرید فریک
کلروفریک یا کلرید آهن III نیز یکی از پرمصرف ترین منعقد کننده ها در تصفیه آب و فاضلاب است. این ماده منعقد کننده (کواگولانت) در محدوده وسیعی از PH می تواند فعالیت داشته باشد. از آنجا که تنظیم PH در فرایند انعقاد نقش مهمی دارد برای قلیایی کردن آب از آهک استفاده می شود. همچنین از پلی الکترولیت ها مانند پلی اکریل آمید PAM به عنوان کمک منعقد کننده استفاده می شود. کلروفریک به دو شکل در بازار عرضه می شود کلروفریک مایع و کلروفریک جامد. استفاده از کلروفریک در تصفیه آب چند مزیت عمده دارد.
- کلروفریک در مدت زمان کمتر می تواند لخته های درشت تری ایجاد نماید. در نتیجه ته نشینی سریعتری دارد.
- کلراید آهن (III) یا کلروفریک حتی در آب سرد نیز قدرت انعقاد سازی دارد.
- در تصفیه فاضلاب می تواند حدود 90% فسفاتها را کاهش دهد.
- قیمت کلروفریک مناسب و بصرفه است.
با توجه به خطرزایی آلومینیوم باقی مانده در آب، در سطح جهانی تمایل بیشتری برای استفاده از کلروفریک و ترکیبات آهن دار به جای ترکیبات آلومینیوم در تصفیه آب آشامیدنی به وجود آمده است.
سولفات فرو
سولفات فرو یا سولفات آهن (II) با فرمول شیمیایی FeSO4 یکی از منعقد کننده های آهن دار است. سولفات فرو ارزان قیمت بوده و مصرف آن تابع قلیائیت و رنگ آب و نیز میزان CO2 موجود در آب است. سولفات فرو فقط در PH قلیایی فعال می باشد. برای افزایش قلیائیت آب، افزودن آهک بهتر از سود است. زیرا آهک ارزان تر است و لخته های بهتری تولید می کند. سولفات آهن FeSO4 برای تولید لخته نیاز به اکسیژن دارد.
سولفات فریک
سولفات فریک یا سولفات آهن (III) با فرمول Fe2(SO4)3 یکی دیگر از ترکیبات آهن دار است که به عنوان منعقد کننده در تصفیه آب صنعتی کاربرد دارد. سولفات فریک در دامنه وسیعتری از PH یعنی بین 3.5 تا 9 فعالیت می کند. مانند سایر ترکیبات آهن دار سولفات فریک قادر است در مدتی کوتاه لخته های درشتی را ایجاد کند.
سولفات آلومینوم یا آلوم
سولفات آلومینیوم یا آلوم Alum یا زاج سفید با فرمول شیمیایی Al2(SO4)3.17H2O یکی از منعقد کننده های معدنی است که به طور طبیعی وجود دارد. قیمت آلوم ارزان و در دسترس است. با اضافه کردن آلوم به آب، آلومینیوم موجود در سولفات آلومینیوم به هیدروکسید آلومینیوم تبدیل می شود. در نتیجه این واکنش اسید سولفوریک نیز تولید می شود. اسید سولفوریک با قلیائیت آب واکنش می دهد و گاز کربنیک تولید می کند. دی اکسید کربن تولید شده در فرایند انعقاد مزاحمت ایجاد می کند. در نتیجه برای کنترل PH و جلوگیری از تولید گاز CO2 و انجام بهتر فرایند انعقاد لازم است مقداری آهک به آب افزوده شود.
استفاده از زاج سفید برای انعقاد چند عیب اساسی دارد. یکی اینکه کاربرد سولفات آلومینیوم، باعث بالا رفتن سختی آب (ترکیبات کلسیم دار) می شود. مشکل دوم ایجاد گاز دی اکسید کربن است که عاملی خورنده محسوب می شود. برای رفع این مشکل گاهی از آلومینات سدیم به همراه آلوم استفاده می شود. آلومینات سدیم به قلیایی کردن محیط کمک می کند.
آلومینات سدیم
آلومینات سدیم با فرمول Na2AL2O3 یکی دیگر از ترکیبات آلومینیوم دار منعقد کننده (کواگولانت) است. همان طور که عنوان شد استفاده از آلوم ممکن است منجر به ایجاد خوردگی گردد. برای رفع این مشکل از آلومینات سدیم استفاده می شود که هم در تصفیه و هم در سبک سازی آب موثر است. آلومینات سدیم به علت دارا بودن خاصیت قلیایی، احتیاجی به مصرف قلیای اضافی ندارد. آلومینات سدیم می تواند به تنهایی یا همراه با سولفات آلومینیوم (آلوم) مورد استفاده قرار گیرد. تجربه نشان داده که استفاده از مخلوط آلوم و آلومینات سدیم نتایج بهتری در انعقاد دارد.
کلراید آلومینیوم
در برخی کشورها به جای سولفات آلومینیوم از کلرید آلومینیوم استفاده می شود که باعث کاهش قلیائیت نمی شود. زیرا در اثر هیدرولیز، یون کلر در ساختمان لخته ایجاد شده شرکت می کند و در نتیجه اسید تولید نمی شود.
اکسید منیزیم
اکسید منیزیم با فرمول MgO نیز به عنوان یک منعقدکننده کاربرد دارد. اکسید منیزیم عمدتا برای حذف سیلیس آب کاربرد دارد. این ماده در کدورت بالای آب مورد استفاده قرار می گیرد. اما این ماده فقط در PH بالای 10 فعال است.
سیلیکات سدیم
سیلیکات سدیم با فرمول Na2OSiO2 یا چسب شیشه نیز به عنوان منعقد کننده کاربرد دارد.
فلوکولانت ها یا کمک منعقد کننده ها
گروهی از پلی الکترولیت ها می توانند کارایی مواد منعقد کننده را در حذف رنگ و مواد آلی و کدورت بهبود بخشند. پلی الکترولیت هایی مانند پلی آکریل آمید PAM با ایجاد پل بین لخته های ایجاد شده، باعث پایداری بیشتر لخته ها و ایجاد لخته های درشت تر می شوند. استفاده از پلی الکترولیت ها در تصفیه آب صنعتی میتواند بازدهی فرایند انعقاد را بسیار بالا ببرد. مزایای استفاده از پلی الکترولیت ها در فرایند انعقاد شامل موارد زیر است.
- بهبود عملکرد انعقاد برای آبهای با کدورت کم که حاوی رنگ زیاد هستند.
- بهبود عملکرد منعقد کننده ها در دمای پایین آب
- افزایش محدوده اپتیمم PH برای انعقاد
- کاهش مصرف مواد منعقد کننده
