تصفیه فاضلاب به روش انعقاد و لخته سازی
فهرست مطالب
آب و فاضلاب حاوی ذرات معلق هستند ، برخی از آنها قابل ته نشینی هستند که جامدات قابل ته نشینی نام دارند. ولی اغلب در منابع آب مخصوصا آب های سطحی ذرات خیلی ریز هستند و به راحتی قابل ته نشینی نیستند.
این ذرات ریز شامل : رنگ،میکروارگانیسم،جامدات معدنی،مواد آلی،گل و لای،سیفت و… می شوند که این ذرات را بصورت کدورت در آب مشاهده می کنیم.
کدورت جز استاندارد های ثانویه است ولی مشکل اصلی آبی که کدورت بالا دارد ویروس و میکروب هایی است که از کدورت به عنوان سپر استفاده می کنند و کدورت می تواند نشان دهنده آلودگی بالای منبع آبی باشد.
جامدات محلول مانند نمک های محلول در آب نیز وجود دارد که از طریق روش هایی مثل میکروفیلتراسیون و تصفیه آب RO و همچنین واکنش های شیمیایی در انعقاد و لخته سازی رسوب می کنند اما هدف اصلی انعقاد و لخته سازی حذف کدورت و عوامل کدورت سازی است که به سختی ته نشین می شوند.
در فاضلاب های صنعتی با کدورت بسیار زیاد نیز یکی از مراحل های تصفیه فاضلاب می تواند انعقاد و لخته سازی باشد.
مشاوره رایگان
اگر سوال و ابهامی دارید ما شما را به صورت رایگان راهنمایی می کنیم
انعقاد و لخته سازی
جایگاه انعقاد و لخته سازی در فرایند های تصفیه اکثرا قبل از مرحله ی فیلتراسیون یا ضدعفونی است.
انعقاد
افزودن و اختلاط سریع مواد منعقد کننده به آب جهت ناپایدار کردن (خنثی سازی) ذرات کلوییدی و معلق ریز و تجمع ذرات خنثی شده (تشکیل میکروفلوک ها) را انعقاد می گویند.
لخته سازی
اختلاط آرام به منظور اتصال ذرات خنثی شده (میکروفلوک ها) تشکیل شده در مرحله قبل و تشکیل لخته های درشت با سرعت ته نشینی مناسب را لخته سازی می گویند.
اندازه ی ذرات در آب و فاضلاب
اندازه برحسب میکرو متر |
ذرات |
---|---|
0.005 تا 0.01 |
ویروس |
0.3 تا 3 |
باکتری |
0.1 تا 0.001 |
کلویید ریز |
1 تا 0.1 |
کلویید درشت |
1 تا 100 |
Soil |
500 |
Sand |
تا 2000 |
لخته (فلاک) |
هدف از انعقاد و لخته سازی جامدات کلوییدی ریزی هستند که کمتر از یک میکرون اندازه دارند و باعث کدورت آب می شوند.
دلایل ته نشین نشدن ذرات کلوییدی
- عدم ته نشینی توسط نیروی ثقلی به دلیل نسبت سطح به جرم بسیار زیاد
- تمایل زیاد به جذب مولکول ها و یون ها از محیط اطراف به دلیل نسبت سطح به حجم زیاد
- دارای بار الکترواستاتیکی هستند که نمی گذارد ته نشین شود
دلایل باردار بودن کلویید
- سایش ذرات در حوضه ی آبریز به سطوح
- نقص کریستالی
- تجزیه شدن برخی از گروها در سطح آمینی-هیدروکسیی
- جذب یون توسط سطح زیاد
کلویید ها حاوی بار هستند(اکثرا منفی) که این دلیل باعث می شود همدیگر را دفع کنند و ته نشین نشوند که به این دسته از کلویید ها پایدار یا stable یا سوسپانسیون پایدار می گویند.
نسبت سطح به جرم کلویید ها زیاد هستش پس جرم رفتار آنهارا کنترل نمی کند و به عبارتی نیروی ثقلی اثرگزاری زیادی ندارد.
نیروهایی که رفتار کلوییدها را کنترل می کند :
- الکترو استاتیک (نیروی دافعه)
- واندروارسی(نیروی جاذبه)
- براونی(برخورد تصادفی)
انواع کلوییدها
آب دوست : میل کششی به آب دارن به دلیل داشتن گروه های قابل انحلال در آب مانند: آمینو،کربوکسیل،سولفونیک،هیدروکسیل و دارای آب هیدراته یا آب باند شده به صورت لایه نازک به دورشان هستند که عمل انعقاد را سخت می کند
آب گریز:بیشتر معدنی اند و گروهی برای انحلال در آب یا بصورت کلی آب باند شده به دور خود را ندارند. مانند رس
حذف کلویید
کلوییدها به دلیل نسبت سطح به جرم بسیار زیاد و دلایل قبل که اشاره شد معمولا دارای نیروی الکتریکی منفی هستند که این نیروی منفی به دور خود نیرویی بسیار قوی مثبت را شکل می دهد که لایه ی استرن می گویند.در لایه ی بعدی استرن لایه ی نفوذی یا دیفیوزی وجود دارد که در این لایه تراکم بارهای مثبت از منفی ها به دلیل منفی بودن خوده ذره ی کلوییدی بیشتر است.در خارج از لایه ی دیفیوزی بارهای مثبت و منفی به یک اندازه وجود دارد. بیشترین نیروی دافعه یا الکترواستاتیکی در سطح برش است که جایی درون لایه ی دیفیوزی قرار دارد که اسم پتانسیل دافعه ی آن را زتا می گویند . هدف اصلی نیز غلبه به پتانسیل زتا است تا نیروی واندروالسی (جاذبه) بین ذرات بتواند عمل کند.
نیروی واندروالس نیروی جاذبه ی بین دو جرم است که نسب عکس با توان 2 فاصه و نسبت مستقیم با جرم را دارد. نیروی براونی برخورد تصادفی بین ذرات است که دما و هم زدن تاثیر گذار هست.بطور کلی حرکت براونی نقش زیادی در حذف کلویید های آب یا فاضلاب را ندارد و هدف اصلی غلبه بر نیروی الکترواستاتیک است که نیروی واندروالسی بتواند ذرات را بهم بچسباند تا تشکیل لخته و ته نشینی بدهند.
برای حذف کلویید ها بار مثبت به اب یا فاضلاب اضافه می کنیم تا بارهای منفی را خنثی کند که می تواند ترکیبات شیمیایی مانند سولفات آلمینیوم،سولفات فریک،سولفات فرو،کلرات فریک و… باشد .این ترکیبات در حضور قلیاییت کافی بار مثبت زیادی تولید می کند که به خنثی سازی کمک می کنند.
انواع مواد منعقد کننده
- ترکیبات شیمیایی (نمک های معدنی)
- مواد منعقد کننده طبیعی( مانند ریشه و ساق درختان، نشاسته بلوط ،کاکتوس،پلیمر استخراج شده از پوست میگو و…)
- مواد پلیمری (مانند PAC)
مکانیزم های انعقاد
- جذب یونهای مخالف و خنثی شدن
- تراکم دوبلی الکتریکی
- پل بین ذره ای
- گیر افتادن در رسوب
- خود انعقادی
مرحله انعقاد
از نمک های معدنی یا پلیمر در حضور قلیاییت کافی در یک حوضچه یا مخزن بااختلاط سریع استفاده می کنیم،در این مرحله کمپلکس های فلزی یا لخته های بسیار ریزی(میکرو فلاک) تشکیل می شوند که اندازه ی آنها از ذرات کلوییدی بزرگتر است.
مرحله لخته سازی
با اختلاط آرام یا همزدن آهسته کمک می کنیم تا لخته های ریزی که در مرحله ی انعقاد تشکیل شده به هم نزدیک و تبدیل به لخته های بزرگ شوند تا با سرعت بیشتری ته نشین اتفاق بیوفتد.
کاربرد انعقاد و لخته سازی
انعقاد و لخته سازی در تصفیه آب و تصفیه فاضلاب صنعتی ، تصفیه پیشرفته فاضلاب ، تصفیه و پردازش لجن کاربرد بی نظیری دارد.
عوامل موثر بر فریاند انعقاد و لخته سازی در تصفیه آب و فاضلاب
- دما:هرچه دما بالا باشد واکنش سریع تر انجام گرفته و فرایند منعقد سازی موثرتر خواهد بود. دما های پایین در فصول سرد سرعت واکنش را کم می کند که با در نظر گرفتن یک زمان ماند بیشتر می توان آن را جبران کرد و با توجه به اینکه در فصول سرد نیاز آبی کمتر است لذا مشکل به طور طبیعی برطرف می شود.
- زمان:اختلاط و زمان ماند مناسب بسیار اهمیت دارد که با استفاده از فرمول های مربوطه برای طراحی اندازه گیری می شود.
- ماده منعقد کننده: مواد منعقد کننده با خنثی سازی بار سطحی ذرات کلوییدی و نزدیک کردن آن ها به هم زمینه ی بهم چسبیدن ذرات و تشکیل لخته را مهیا می کنند . نوع مواد منعقد کننده و همچنین مقدار تزریق آن ها توسط آزمایش جار انتخاب می شوند.
- کمک منعقد کننده ها: این ترکیبات به فرایند منعقد سازی از طریق فراهم آوردن شرایط بهتری ازجمله pH ، قلیایت و ذرات هسته ای مناسب کمک می کنند .برخی از این ترکیبات به عنوان منعقد کننده ی ثانویه عمل می کنند.
- pH : تاثیر یک منعقد کننده معمولا به میزان pH بستگی دارد. انواع مختلف آب و فاضلاب بر اساس pH خود ، نیاز به منعقد کننده های مختلفی دارند. آب و فاضلاب های دارای رنگ در pH پایین با استفاده از آلوم شرایط بهتری جهت انعقاد دارا هستند.
- قلیاییت: این المان جهت تامین آنیون ها مانند هیدروکسیل لازم است که ترکیبات غیر محلول را تشکیل داده و می تواند این ترکیب ها را رسوب دهد. این آنیون ها به صورت طبیعی در ترکیبات آب وجود دارند و یا لازم است به صورت هیدروکسید ها و کربنات ها و یا بی کربنات ها به آب اضافه شوند. به طور کلی جهت انجام مناسب فرایند انعقاد به ازای هر میزان آلوم ،5 برابر قلیاییت لازم است.
- سرعت: سرعت زیاد منجر به شکسته شدن وجدا شدن لخته های تشکیل شده می شود . سرعت در حوضچه های انعقاد باید کم بوده و در حوضچه های لخته سازی بسیار کم باشد تا فرایند بخوبی صورت پذیرد.
سخن پایانی
در طراحی تصفیه آب یا تصفیه فاضلاب ، فرایند و تکنین های مختلفی برای تصفیه وجود دارد که یکی از آن ها انعقاد و لخته سازی است که مانند بقیه فرایند ها نیاز به طراحی و ساخت مخزن با کیفیت است.شرکت ارکا گستر با تجربه ای بیشتر از20 سال و با داشتن متخصصین خبره برای ساخت و طراحی پکیج تصفیه آب و پکیج تصفیه فاضلاب شما را یاری می دهد. شما می توانید برای مشاوره پکیج تصفیه فاضلاب و تصفیه آب با متخصصین شرکت ارکا گستر تماس حاصل کنید تا از بهترین انتخاب خود اطمینان خاطر داشته باشید.
سوالات متداول
اب حاوی کدورت حتما نیاز به انعقاد و لخته سازی دارد؟
همان طور که شرح داده شد آب دارای کدورت امکان دارد بسیار آلوده باشد از همین رو حذف کدورت حائز اهمیت است. بسته به شرایط مکانی و حجم آب و میزان بودجه فرایند حذف کدورت طراحی می شود که می توان از روش RO و کلر زنی نیز استفاده کرد و برای موارد دیگر انعقاد و لخته سازی می تواند انتخاب خوبی باشد.
بهترین منعقد کننده برای آب چیست؟
برای انتخاب منعقد کننده آزمایش جار مشخص می کند که در هر شرایط و نوع آب کدام منعقد کننده کارایی و بازده بهتری دارد.