به تجارت شیمیایی خوش آمدید

فلوکولانت و انواع منعقد کننده های پلیمری چه نوع ترکیباتی هستند و مکانیز عملکردشان چگونه است ؟

در طول تاریخ انعقاد در تصفیه آب برای حذف کدورت و رنگ و مواد خطرناک به‌کار گرفته ‌شده‌است. برای انجام فرآیند انعقاد نیاز به بهینه‌سازی مقدار منعقدکننده و pH ،  مخصوصا در هنگام حذف مواد آلی است. عموماً انعقاد از طریق ناپایداری پساب توسط منعقدکننده‌ها اتفاق می‌افتد.  منعقدکننده‌ها می‌توانند به دو گروه اصلی منعقدکننده‌های فلزی و پلیمری تقسیم شوند. انعقاد با فاکتورهایی که باعث پایدارسازی آلاینده‌ها از جمله رنگ در پساب می‌شوند مقابله می‌کند و باعث ایجاد توده ها می‌شود. لخته‌سازی واژه دیگری است که به عملیات برخورد توده‌هاباهم، تجمع توده‌ها و ایجاد فلاک‌های بزرگتر اطلاق می‌شود. فرآیند انعقاد و لخته‌سازی شامل دو قسمت، که در مرحله اول، اختلاط سریع منعقدکننده درون آب یا پساب از طریق هم‌زدن شدید انجام می‌شود و در مرحله دوم  لخته‌سازی برای تبدیل ذرات کوچک به توده‌های بزرگ‌تر از طریق هم زدن بسیار آرام صورت می‌پذیرد، است.

کاربرد منعقد کننده و لخته ساز ها

این تکنولوژی برای تصفیه شیمیایی و فیزیکی-شیمیایی آب و پساب به کار برده می شود. برای حذف TSS ، TDS ، COD ، BOD و رنگ برای رنج وسیعی از پساب صنایع مختلف مانند نوشیدنی، نساجی، لبنیات ، شوینده ها و … و برخلاف تصفیه بیولوژیکی فرآیند پر هزینه ای نیست و نیاز به زمان کمتری برای اثر گذاری دارد.

دلیل استفاده از لخته‌سازها

لخته‌سازها به‌طور گسترده‌ای به‌همراه منعقدکننده‌ها برای افزایش بازدهی فرایند انعقاد و لخته‌سازی و یا به‌طور مستقیم و بدون استفاده از منعقدکننده‌ها و برای حذف ذرات کلوئیدی از پساب استفاده می‌شوند.  لخته‌ساز‌هایی که بیش‌تر از همه مورد استفاده قرار می‌گیرند سنتزی هستند. طبق پژوهش‌های پیشین عموما منعقدکننده‌های معدنی (نمک های فلزی) مثل آلوم و کلرید آهن نیازی به استفاده از لخته‌سازها ندارند. تعداد بسیار زیادی لخته‌ساز آلی وجود دارند که بیش‌تر آن‌ها سنتزی هستند و شامل پلی‌آکریل‌آمید ها، پلی‌آکریلیک اسیدها، اسیدهای سولفونیک پلی‌استایرن و مشتقات آن‌ها می‌شوند. این لخته‌سازها عموماً  پلیمرهای حلال در آب و خطی هستند که واحدهای بیشماری از مونومرها در آن‌ها تکرار شده‌است، وزن مولکولی بالایی دارند و می‌توانند یونی (پلی الکترولیتی) یا غیر یونی باشند.

 

 

flocculant 246x300 - فلوکولانت:منعقد کننده های پلیمری

 

 

ویژگی‌های پلیمرها به‌عنوان لخته‌ساز

مهم ترین ویژگی‌های الکترولیت‌ها (پلیمرهای دارای بار سطحی) به عنوان لخته‌ساز چگالی بار آن‌ها  و در رابطه با ‌پلیمرها وزن مولکولی آن‌ها است. چند نمونه از پلیمرهای قابل استفاده به عنوان لخته ساز به صورت زیر می باشد: پلیمرهای پلی‌دی‌الیل‌دی‌متیل آمونیوم کلراید (کاتیونی)، پلیمرهای اپی‌کلروهیدرین/ دی متیل آمین (کاتیونی) و گروه‌های ضعیف کربوکسیلیک اسید(آنیونی) . مکانیسم های زیادی برای این فرآیند وجود دارد ولی بیشتر ان ها به شرح زیر است: پل زنی پلیمری، جذب و خنثی سازی پلیمری، لخته سازی جا به جایی ، انعقاد جاروبی و  ….

 

 

flocculant 1 300x232 - فلوکولانت:منعقد کننده های پلیمری

به طور کلی تشکیل لخته ها برای ته نشینی شامل مراحل زیر است:

1) پراکنده شدن همگن لخته ساز در کل محلول

2) نفوذ ماده مذکور به سمت آلاینده ها

3) جذب آن بر روی سطح ذرات آلاینده

4) برخورد ذراتی که لخته ساز را در سطح خود جذب کرده اند

5) تشکیل میکروفلاک ها

6) رشد آن ها و تشکیل توده های بزرگ تری از آلاینده ها

 

 

 


منابع

 

  • Gregory, J., & Barany, S. (2011). Adsorption and flocculation by polymers and polymer mixtures. Advances in colloid and interface science169(1), 1-12.
  • Watanabe, Y. (2017). Flocculation and me. Water research114, 88-103.
  • Lee, C. S., Robinson, J., & Chong, M. F. (2014). A review on application of flocculants in wastewater treatment. Process Safety and Environmental Protection92(6), 489-508.
  • Borchate, S. S., Kullkarni, G. S., Kore, V. S., & Kore, S. V. (2014). A review on applications of coagulation-flocculation and ballast flocculation for water and wastewater. International Journal of Innovations in Engineering and Technology4(4), 216-222.
  • 1.mbkchemical.com