فلوکولانت
فلوکولانت چیست؟ | خرید فلوکولانت با مناسب ترین قیمتReviewed by 02177641136 on Jun 3Rating: 5.0

فلوکولانت (یا لخته ساز) و کواگولانت (منعقد کننده) موادی هستند که برای جداسازی ذرات جامد موجود در آب به وفور استفاده می شوند در ادامه با این لخته سازها بیشتر آشنا می شویم. در حال حاضر استفاده از لخته ساز های پلیمری امری رایج در تصفیه آب و پساب است و انواع آنیونی ، نانیونیک ( خنثی یا غیر یونی ) و کاتیونی آن به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند . شما می توانید برای فروش و خرید فلوکولانت و انواع منعقد کننده های پلیمری و اطلاع از قیمت ها با دفاتر ما در ارتباط باشید. در ادامه ی متن با انواع این محصول و فرمول شیمیایی آن ها، کاربرد ها، مزایا و خواص آن ها بیشتر آشنا خواهید شد. پس با ما همراه باشید:

شما می توانید برای پاسخ به پرسش های خود در زمینه ی ثبت سفارش این محصول از طریق شماره های زیر با ما تماس حاصل فرمایید. همکاران ما در مبتکران شیمی شما را در خریدی مطمئن همراهی خواهند نمود.

فروش و خرید فلوکولانت آنیونی ، نانیونیک و کاتیونی :

از طریق شماره های زیر با ما در ارتباط باشید:

  شماره های تماس

                                                               021-77641136 /  021-77649244  

                                                           021-74926 / 021-77641217

کشور تولید کننده: چین

بسته بندی: کیسه های 25 کیلوگرمی

درصد خلوص: برای دریافت برگه آنالیز با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

قیمت فلوکولانت آنیونی ، نانیونیک و کاتیونی

برای آگاهی از قیمت این محصول با ما در تلگرام mbkchemical@ و واتس اپ در ارتباط باشید:
09198991006
09198991007
09198991008

ارتباط با کارشناس فنی: با تلگرام mbkchem@ درارتباط باشید. 

.

خواص و ویژگی ها

فلوکولاسیون ( flocculation ) یا لخته سازی فرآیندی است که در طی آن ذرات جامد از مایع در طی یک مکانیزم فیزیکی و شیمیایی به صورت دانه و یا ورقه جدا می شوند . این ذرات به راحتی پراکنده می شوند و نیرویی که آن ها در کنار یکدیگر نگه می دارد چیزی شبیه به نیروی کشش سطحی در مایعات است . فلوکولاسیون در صنایع می تواند یک امر خوشایند و یا ناخوشایند باشد و روش های زیادی برای ایجاد و یا از بین بردن این پدیده انجام می شود. در فرآیند های تصفیه آب هدف تشکیل لخته هاست است و عموما به کمک فلوکولانت انجام می پذیرد.

فرآیند لخته سازی عموما همراه و در تکمیل فرآیند انعقاد انجام می گیرد. در طول تاریخ انعقاد در تصفیه آب برای حذف کدورت و رنگ و مواد خطرناک به‌کار گرفته ‌شده‌ است . 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.

خواص و ویژگی های فلوکولانت

لخته‌ سازی واژه دیگری است که به عملیات برخورد توده ‌ها باهم ، تجمع توده ‌ها 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. کواگولانت و فلوکولانت به ترتیب به منعقد کننده و لخته ساز اطلاق می شوند . 

چرا تصفیه ی آب ذرات کلوئیدی مهم است؟

آب ها ی موجود ناخالصی ها و آلودگی های فراوانی دارند که هر کدام از مراحل تصفیه ی آب را به خود اختصاص داده اند اما ذرات کلوئیدی موجود در آن ها به یک نگرانی عمده برای همه ی دولت ها تبدیل گشته است. بعضی از این ذرات دارای گروه هایی می باشند که در صورت جدا نشدن از آب در طی فرایند های تصفیه، می توانند با فلزات تشکیل کمپلکس های پیچیده ای دهند و زمینه را برای مسمومیت ها ی عمده فراهم نمایند. علاوه بر این ، این مواد می توانند زمینه را برای رشد باکتری ها فراهم نمایند و موجب کدر شدن آب و نامطلوب گشتن طعم آن گردند.

حذف این ذرات جامد و معلق معمولا در طی فرایند های فیلتراسیون و رسوب گذاری صورت می پذیرد. فیلتراسیون معمولا به طور مستقیم برای جداسازی این ذرات اعمال نمی گردد زیرا برخی از این ذرات کوچک هستند و به راحتی در آب حل می شوند، در نتیجه با عبور از فیلتراسیون می توانند همچنان در آب باقی بمانند و آلودگی های مربوطه را ایجاد نمایند.

در نتیجه برای برطرف سازی این مشکل ابتدا با کمک کواگولانت و فلوکولانت ها این ذرات را انعقاد، لخته و رسوب می دهند و در آخر با کمک عملیات فیلتراسیون آن ها را جدا می نمایند. با سنگین شدن و ته نشین گشتن ذرات کلوئیدی حدود 90 درصد ذرات معلق حذف می گردند.

کاربرد منعقد کننده ها و فلوکولانت ها

ذرات محلول و معلق در بیشتر آب های طبیعی وجود دارند. این مواد معلق می توانند در اثر سایش زمین، انحلال مواد معدنی ، پوسیدگی گیاهان و دفع نامناسب زباله های خانگی و صنعتی صورت پذیرند. در نتیجه وجود مواد معدنی، آلی، ترکیبات بیولوژیکی مانند باکتری ها، ویروس ها و… در آب ها دور از انتظار نیست. بیشتر مواد جامد معلق در آب دارای بار منفی هستند. در نتیجه یکدیگر را دفع می کنند و این دافعه از جمع شدن ذرات جلوگیری و باعث می شود آنها در حالت تعلیق باقی بمانند. انعقاد و لخته سازی در مراحل پی در پی می تواند بر نیروهای تثبیت کننده ذرات معلق غلبه نماید و امکان برخورد ذرات و رشد لخته ها را فراهم کند.

استفاده از فلوکولانت ها و یا کواگولانت ها 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 … کاربرد دارد و برخلاف تصفیه بیولوژیکی فرآیند پر هزینه ای نیست و نیاز به زمان کمتری برای اثر گذاری دارد.

این تکنیک معمولا پیش از تصفیه (فیلتراسیون سریع آب ) و یا بعد از ته نشین سازی ابتدایی صورت می پذیرد.

دلیل استفاده از لخته‌سازها

فلوکولانت ها به‌ طور گسترده‌ ای به‌ همراه منعقد کننده‌ ها برای افزایش بازدهی فرایند انعقاد و لخته‌ سازی و یا به‌ طور مستقیم و بدون استفاده از منعقدکننده‌ ها 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. پلیمرهای مصنوعی که معمولاً برای شفاف سازی آب مورد استفاده قرار می گیرند معمولا ترکیباتی مانند پلی آکریل آمید ، پلی آکریلیک اسید ، اسید پلی استایرنیک سولفونیک و پلی دی آلیل دی میتل آمونیوم کلرید (DADMAC) می باشند.

تعداد بسیار زیادی فلوکولانت آلی وجود دارند که بیش‌تر آن‌ها سنتزی هستند و شامل پلی‌آکریل‌آمید ها، پلی‌آکریلیک اسیدها، اسید های سولفونیک پلی‌استایرن و مشتقات آن‌ ها می‌شوند. این لخته‌ ساز ها عموماً پلیمرهای حلال در آب و خطی هستند که واحد های بیشماری از مونومرها در آن‌ها تکرار شده‌ است، وزن مولکولی بالایی دارند و می‌توانند یونی (پلی الکترولیتی) یا غیر یونی باشند. 

فلوکولانت و انواع منعقد کننده های پلیمری

ویژگی‌های پلیمرها به‌عنوان لخته‌ساز

 مهم ترین ویژگی‌ های الکترولیت‌ ها (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 (فلوکولانت کاتیونی)، پلیمرهای اپی‌کلروهیدرین/ دی متیل آمین (کاتیونی) و گروه‌های ضعیف کربوکسیلیک اسید(فلوکولانت 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  ….

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 فلوکولانت را در سطح خود جذب کرده اند

5) تشکیل میکروفلاک ها

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

مکانیسم‌های لخته سازی:

فلوکولانت ‌های پلیمری ترکیباتی هستند که کاربردهای وسیعی در فرآیند آبگیری در صنعت شامل فرآیندهای معدنی، هیدرومتالوژیکال و تصفیه آب دارند. این پلیمرها امکان دارد آنیونی، کاتیونی یا نانیونیک باشند. در فلوکولاسیون ذرات معلق در مایع در تعامل با عامل فلوکولانت قرار می‌گیرند و لخته‌های اولیه شکل می‌گیرد و بر اثر تاثیر نیروی جاذبه به سرعت بزرگ می‌شوند. مشاهده شده است که پلیمرها می‌توانند ذرات بسیار ریز را از طریق مکانیزم‌هایی مانند پل زدن (bridging)، خنثی سازی بار (charg neutralization) و اتصال الکترواستاتیکی (electrostatic patch) به لخته تبدیل کنند.

Ray و Hogg گزارش داده‌ اند که مکانیسم پل زدن زمانی اتفاق می ‌افتد که از پلیمری با وزن مولکولی بالاتر استفاده شود، چرا که در این حالت دافعه الکترواستاتیکی کاهش پیدا می‌کند و لخته‌های تشکیل شده با استفاده از مکانیسم پل زدن نسبت به مکانیسم‌های خنثی سازی بار و اتصال الکترواستاتیکی قوی‌تر می‌باشد. این در حالی است Zhu و همکاران گزارش داده‌اند که مکانیزم پل زنی ساختار ضعیفی دارد. هنگامی که پلیمرهای جاذب دارای دانسیته بار بالا و ذرات دارای دانسیته بار پایین هستند لخته‌های قوی با مکانیسم اتصال الکترواستاتیکی تشکیل می‌شود.

خصوصیات لخته به عوامل مختلفی از جمله شیمی سطح، توزیع اندازه ذرات، تراکم و شکل ذرات، ویسکوزیته و ثابت دی‌الکتریک سوسپانسیون ماهیت شیمیایی، وزن ملکولی، بار و چگالی بار فولکولانت بستگی دارد.

فلوکولانت ها

فلوکولانت خود به دو دسته ی کلی آلی و معدنی تقسیم می شوند. از نمونه های معدنی این لخته ساز ها می توان به ترکیبات آلومینیوم و یا آهن اشاره نمود. در سال های اخیر به دلیل اثبات اثرات منفی نوع معدنی این مواد بر سلامتی ( به دلیل افزایش یون های معدنی موجود در آب  )  از آن ها کمتر استفاده می شود و نوع آلی این مواد جایگزین انواع معدنی گردیده است.

لخته سازهای پلیمری به طور معمول از هیدروکربن های بلند زنجیر تشکیل شده اند. این پلیمر ها شامل چندین واحد تکرار شونده مونومر می باشند و بسته به این مونومر ها وزن مولکولی متغیری از 5 تا 20 میلیون دارد. وزن مولکولی این مواد به طور قابل توجهی از کواگولانت ها بیشتر است. بسته به خواص موجود، این ماده می تواند خنثی، آنیونی و یا کاتیونی باشد. ولی در اغلب موارد از نوع خنثی و یا آنیونی برای عملیات تصفیه ی آب استفاده می نمایند.

فلوکولانت و مکانیسم عمل آن

فلوکولانت غیر یونی پلیمری بلند زنجیر از پلی اکریل آمید است که از مونومر های اکریل آمید ساخته شده است. اکثر فلوکولانت های کلیدی در صنعت کوپلیمر های اکریل آمید و سدیم اکریلات می باشند. کوپلیمر های اکریل امید-اکریلات به علت وجود گروه های کربوکسیلات با بار های منفی در پلیمر ،آنیونی می باشند. نسبت اکریلات سدیم به اکریل امید مقدار آنیونی بودن آن را تعیین می کند. افزایش مقدار سدیم اکریلات موجب به وجود امدن فولوکولانت با شارژ منفی بیشتر می شود .

استفاده از این مواد به چه صورت انجام می شود؟

کواگولانت به آب افزوده می شود تا ذرات معلق موجود در آب مانند خاک رس و مواد آلی را خنثی نماید. پس از عملیات خنثی سازی ذرات معلق به یکدیگر می چسبند و میکروفلوک ها را تشکیل می دهند. با این حال این ذرات همچنان برای دیده شدن با چشم مسلح بسیار کوچک می باشند. باید توجه نمود که اختلاط بیش از حد بر انعقاد تأثیر نمی گذارد ، اما عدم اختلاط کافی این مرحله را ناقص می کند. این مرحله rapid-mix  (مخلوط سریع) نامیده می شود و معمولا 1 الی 3 دقیقه به طول می انجامد.

استفاده از فلوکولانت در تصفیه سازی

سپس در طی فرایند فلوکولاسیون ذرات درشت تر و قابل مشاهده می شوند. به این مرحله slow mixing مخلوط آهسته گفته می شود. برخورد ذرات موجب می شود تا ترکیبات درشت تری به وجود آید و ماکروفلوک ها به وجود آیند. پلیمرهای با وزن مولكولی بالا (كمك منعقد كننده ها ) در این مرحله می توانند به محلول اضافه شوند تا به برقراری پل ، اتصال و تقویت ذرات ، افزایش وزن و افزایش سرعت كمك نمایند.

در نهایت پس از رسیدن ذرات به اندازه و مقاومت بهینه ، آب برای فرآیند جداسازی (رسوب ، شناور سازی یا تصفیه) آماده می شود.  زمان تماس برای لخته سازی از 15 یا 20 دقیقه تا یک ساعت یا بیشتر برآورد می شود.

دسته بندی فلوکولانت های آلی

فلوکولانت های آلی به دو دسته طبیعی و سنتزی تقسیم بندی می شوند .

1- طبیعی: پلی ساکارید ها به صورت خاص نشاسته و ترکیباتش ، سلولز و مشتقات آن ، دکستران ، گلیکوژن و غیره پلیمرهای طبیعی هستند که در فلوکولاسیون مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد مانند نوع سنتزی اثرات مخربی بر طبیعت نخواهند داشت و از نظر اقتصادی نیز به صرفه تر می باشند .

2- سنتزی: لخته سازهای سنتزی خود به سه دسته آنیونی ، کاتیونی و نانیونیک (غیریونی) تقسیم می شوند که در ادامه به مثال هایی از هر دسته خواهیم پرداخت :

فلوکولانت آنیونی

پلیمر های آنیونی و غیر یونی: این مواد اغلب به عنوان فلوکولانت و یا کواگولانت کمکی عمل می نمایند. این ترکیبات در خنثی سازی ذرات کلوئیدی تاثیر کمی دارند اما برای لخته سازی میکرو فلوک ها بسیار موثر می باشند.

از آنجایی که این ترکیبات وزن مولکولی بیشتری دارند نقش بیشتری در بهبود پل زنی خواهند داشت و برای تولید میکرو فلوک های بزرگتر مورد استفاده قرار می گیرند.

همانطور که گفته شد پلیمر آنیونی غالباً بهترین عملکرد را برای اتصال به ذرات کلوئیدی و ایجاد پل را دارا می باشند. زیرا زنجیره های پلیمری این ترکیبات بدون پوشش بوده و بنابراین در هنگام افزودن به آب در معرض تعداد بیشتری از ذرات معلق قرار می گیرد. این مواد همچنین دارای بالاترین وزن مولکولی و در نتیجه زنجیره طولانی تری می باشند .

لازم به ذکر است که پلیمر های آنیونی در صورتی که ذرات کلوئیدی دارای بار مثبت باشند ( به عنوان مثال در هنگام استفاده از سودا اش و یا آهک) به عنوان کواگولانت اولیه نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

  • فرمول شیمیایی فلوکولانت آنیونی و انواع آن

در گروه پلی الکترولیت های آنیونی ، عموما دو نوع پلیمر مورد استفاده قرار می گیرد : دسته اول دارای گروه عاملی کربوکسیل هستند و دسته دیگر دارای گروه های سولفونیک اسید می باشند . از این گروه می توان به پلی اکرلیک اسید با فرمول شیمیایی C3H4O2)n) و مشتقات آن و پلی استایرن سولفونیک اسید (PSSA) با فرمول شیمیایی C8H8O3S)n) اشاره کرد .

نانیونیک (بدون بار) : پلی اکریل آمید (PAM) و پلی اتیلن اکساید (PEO) پر کاربردترین فلوکولانت نانیونیک هستند .

کاتیونی

پلیمرهای کاتیونی: پلیمر های کاتیونی معمولا چگالی بار زیادی دارند.

از آنجا که این پلیمر ها از الکترولیت های با وزن مولکولی نسبتاً بالایی برخوردار هستند ، با عمل پل زدن به لخته سازی کمک می کنند و از این نظر نسبت به منعقد کننده های غیر آلی موثر تر می باشند.

همچنین این مواد می توانند به عنوان کواگولانت و یا همراه با کواگولانت های معدنی مانند آلوم و نمک های آهن استفاده شوند. از آنجا که پلیمر های کاتیونی از الکترولیت های با وزن مولکولی نسبتاً بالایی برخوردار هستند ، با عمل پل زدن به لخته سازی کمک می کنند و از این نظر نسبت به منعقد کننده های غیر آلی هیدرولیزی مؤثرتر هستند. اما با توجه به اینکه وزن مولکولی کواگولانت های آلی با افزایش بار کاتیونی کاهش می یابد بنابراین نسبت به پلیمر های غیر یونی و یا انیونی خاصیت پل زنی کمتری دارند. در این پلیمر ها زمان لازم برای جذب ، خنثی سازی بار و تشکیل لخته های اولیه نسبت به کواگولانت های غیر یونی بیشتر است.

با این حال از نظر اقتصادی استفاده از پلیمر های کاتیونی به مقدار  0.25 الی 3 ppm  می تواند جایگزین مناسبی در سیستم های تصفیه ی آب به جای 40 الی 60 درصد آلوم و نمک های آهن به عنوان کواگولانت می باشد

این دسته از فلوکولانت ها عموما پلی الکترولیت هایی هستند که از طریق سوار کردن گروه های آمونیوم چهارتایی بر روی یک پلیمر حاصل می شوند ، همچنین پلیمرهای دارای گروه های سولفونیوم و فسفونیوم نیز می توانند در این دسته قرار بگیرند .معمولترین فلوکولانت کاتیونی مورد استفاده ، پلی دیالیل دی متیل آمونیوم کلراید (polyDADMAC) است .

برای خرید و فروش فلوکولانت و اطلاع از قیمت محصولات موجود با ما در مبتکران شیمی در ارتباط باشید.

چرا برای تصفیه ی آب از این پلیمر ها استفاده می شود؟

استفاده گسترده از پلیمرها به عنوان لخته ساز به دلیل خواص منحصر به فردی است که از خود نشان می دهند . در ادامه به چند مورد از مزایای آن ها اشاره می کنیم :

  • پلیمرها برای استفاده راحت هستند.
  •  بر روی pH محیط اثر نمی گذارند .
  • در مقیاس ppm استفاده می شوند و بر روی هزینه فلوکولاسیون اثرات قابل ملاحظه ای می گذارند (باعث کاهش قیمت تمام شده می شوند) . لخته های تشکیل شده توسط پلیمرها بزرگتر ، قوی تر و نسبت به سایر الکترولیت های انعقادی زودتر ته نشین می شوند .
  • بازده لخته سازی پلیمرها با افزایش جرم مولکولی افزایش می یابد .
  • استفاده از مقادیر زیاد فلوکولانت های غیرآلی باعث به وجود آمدن مقدار زیادی لجن می شود که این مشکل در استفاده از لخته سازهای پلیمری وجود ندارد .
  • با توجه به اینکه می توان در هنگام تولید، جرم مولکولی ، توزیع جرم مولکولی و ساختار شیمیایی پلیمرها را کنترل کرد ، فلوکولانت های پلیمری از قابلیت و تنوع بالایی برخوردار هستند . 

این مواد در صنایع زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

هوافضا
کشاورزی
اتومبیل
شیمیایی / پتروشیمی
انرژی
الکترونیک
غذا و نوشیدنی
داروسازی
صنعت لاستیک
بازیافت زباله

انتخاب فلوکولانت مناسب به چه عواملی بستگی دارد؟

 عوامل موثری از جمله قدرت یونی ،pH آب ، وزن مولکولی و… در انتخاب نوع این ماده و قیمت خرید آن تاثیر دارند. در ادامه به شرح بعضی از آن ها می پردازیم:

  • pH

یکی از این موارد همانطور که در بالا نیز اشاره شد pH می باشد. pH می تواند در دامنه ی 0 تا 14 باشد و بسته به مقدار pH  نوع لخته ساز انتخابی از غیر یونی تا به شدت آنیونی متغیر خواهد بود. در شکل زیر می توانید رابطه ی pH با انواع این لخته ساز را مشاهده نمایید.

رابطه ی pH با نوع فلوکولانت

هر چه pH افزایش یابد گروه های کربوکسیلیک اسید موجود در فلوکولانت آنیونی ، بیشتر یونیزه می شوند و این عملیات ادامه می یابد تا پلیمر به طور کامل فعال گردد. در همین شرایط flocculant غیر یونی پیکر بندی خود را حفظ می کند. در نتیجه فعال نگردیده و برای عملیات لخته سازی در آن pH مناسب نمی باشد

  • وزن مولکولی

هر چه وزن مولکولی بالاتر باشد ، فعالیت فلوکولانت  نیز بیشتر خواهد بود و خاصیت چسبندگی آن نیز بیشتر می شود، البته مواردی وجود دارد که وزن مولکولی افزایش یافته در یک نقطه ی خاص سبب کاهش فعالیت می گردد. با افزایش وزن مولکولی بیش از حد ، تعداد زنجیره های پلیمری در واحد وزن نیز کاهش می یابد. درنتیجه ممکن است مولکول های پلیمری به اندازه ی کافی وجود نداشته باشد تا تمام ذرات معلق موجود را لخته نماید

  • انرژی جنبشی

انرژی جنبشی از طریق حرارت دادن و یا هم زدن می تواند زیاد شود. با افزایش این انرژی ، فلوکولانت ها تاثیر بیشتری بر روی ذرات معلق خواهند گذاشت. 

ایزوترم جذب پلیمر:

مطالعه ایزوترم جذب تعادلی برای درک مکانیزم جذب و طراحی جذب برای بهینه سازی فلوکولانت در فرآیندهای مختلف بسیار اهمیت دارد. مطالعه ایزوترم جذب تعادلی، میل مولکول‌های فلوکولانت برای جذب سطحی مواد موجود در پساب را نشان می‌دهد. ایزوترم جذب تعادلی را می‌توان  با استفاده از رسم نمودار غلظت فاز جامد (mgm-2) بر حسب غلظت فاز مایع (mgdm-3) نشان داد. در اینجا ما  ایزوترم‌های جذب لانگمویر و فرندلیچ برای  جذب پلیمر در فصل مشترک جامد-مایع را معرفی می‌کنیم.

معادله لانگمویر یکی از پر کاربردترین معادلات ایزوترم برای مدل کردن فرآیندهای جذب تعادلی است که معادله آن به صورت زیر بیان می‌شود.

ایزوترم لانگمویر

ایزوترم لانگمویر

در این معادله (Ceq(mgdg-3 غلظت تعادلی پلیمر است. X  مقدار پلیمر جذب شده است بر حسب mgdm-3). M) مساحت سطح کل ذرات جامد در واحد حجم (m2dm-3) می‌باشد و K ثابت لانگمویر بر حسب (dm3mg-1) است. در این جا x/m)max) حداکثر مقدار جذب پلیمر در واحد مساحت سطح جامد است. وقتی که (Caq/(x/m در مقابل Ceq رسم می‌شود باید یک رابطه خطی برقرار باشد اگر سیستم از ایزوترم لانگمویر پیروی می‌کند. با توجه به شیب و عرض از مبدا نمودار می‌توان به ترتیب مقادیر x/m)max) و K را محاسبه کرد. معادله لانگمویر بر پایه جذب ساختاری همگن است که در آن همه سایت‌های جذب ایده‌آل و از نظر انرژی معادل هستند.

فروندلیچ

برای جذب پلیمر این امکان وجود دارد که فرضیات بالا به طور کامل صحیح نباشد اما این امکان را در اختیار ما قرار می‌دهد که جذب پلیمرهای مختلف را با هم مقایسه کنیم. معادله فروندلیچ یک معادله تجربی برای توصیف سیستم‌های ناهمگن است که با استفاده از معادله زیر بیان می‌شود.

ایزوترم فروندلیچ

 در اینجا x/m مقدار پلیمر جذب شده بر حسب (mgm-2) است. KF و 1/n ثابت‌های فروندلیچ هستند. KF و 1/n به ترتیب نشان دهنده ظرفیت جذب و چگالی جذب می‌باشد. معادله بالا را می‌توان به صورت زیر خطی سازی کرد.

فروندلیچ خطی

 با رسم این معادله می‌توان kF و 1/n را می‌توان به ترتیب با استفاده از عرض از مبدا و شیب خط به دست آورد.

کواگولانت ها:

شن و ماسه های ریز، سیلیس و یا سایر ذرات معدنی دارای بار منفی می باشند که برای ته نشین سازی این ذرات نیاز به کواگولانت هایی با بار مثبت است. با کمک این کواگولانت ها بار موجود بر سطح این ذرات خنثی می گردد و ذراتی با نام میکروفلوک پدید می آید (ته نشین سازی این میکروفلوک ها با کمک فلوکولانت انجام خواهد گرفت).

بیش از صد سال است که کواگولانت ها ی طبیعی مانند گوارگام، نشاسته، چسب ها ،آلژینات سدیم و… مورد استفاده قرار می گیرند. در اوایل دهه ی 1950 کواگالانت های سنتزی مورد توجه ی فراوان قرار گرفتند

در سال 1970 کواگولانت های بر پایه ی دی متیل آمونیوم کلرید جای پای خود را در صنعت باز نمود و هنوز نیز از این ترکیبات استفاده ی زیادی می شود و یکی از پرکاربرد ترین کواگالانت های شناخته شده می باشند. استفاده از این مواد در تصفیه ی آب آشامیدنی بسیار متداول است ولی برای آب هایی که آبزیان در آن زندگی می کنند استفاده از آن می تواند برای آن ها سمی باشد. وزن مولکولی کواگالانت ها از 2000 تا 200000 می باشد.

کواگولانت های جدید اکثرا بر پایه ی اپی کلروهیدرین و دی متیل آمین می باشند که همین امر موجب کاهش استفاده از کواگولانت هایی بر پایه ی آمونیاک و اتیلن دی کلرید گشته است. استفاده از این مواد به سرعت رو به گسترش است.

مکانیسم عمل

همانطور که پیش از این نیز گفته شد کواگولانت و فلوکولانت موادی هستند که برای جداسازی ذرات جامد موجود در آب به وفور استفاده می شوند در ادامه با این لخته سازها و منعقد کننده ها بیشتر آشنا می شویم:

عملکرد کواگولانت ها به گونه ای است که ذرات معلق را به یکدیگر می چسباند و آن ها را به دانه های بزرگتر تبدیل می نماید (شکل 1)  که در نتیجه ی آن در طی عملیات لخته سازی با کمک فلوکولانت ها شاهد ته نشین شدن این ترکیبات خواهیم بود(شکل 2)

این عمل چسبندگی ذرات معلق در طی خنثی سازی بار همنام موجود بر ذرات (عامل جداسازی کلوئید ها به دلیل داشتن بار همنام) اتفاق می افتد. مواد فوق الذکر از مولکول های بار مثبت یا منفی تشکیل شده اند که وقتی به آب اضافه و مخلوط می گردند این خنثی سازی را انجام می دهند.

کواگولانت و مکانیسم آن

شکل 1

مکانیسم عمل فلوکولانت

شکل 2

 

بررسی اثر و ساختار برخی از این ترکیبات:

بررسی عملکرد سولفات آلومینیوم در تصفیه آب

یک فلوکولانت ماده شیمیایی است که می تواند برای کمک به کلوئیدها به آب اضافه شود ( این ذرات به دلیل اندازه ی کوچک و بار سطحی) معلق می مانند. با افزودن ترکیبات فوق ، ذرات جامد معلق به هم وصل شده و ذرات سنگین تری تشکیل می دهند. ذرات سنگین تر در پایین ظرف ته نشین می شوند و آب از بالای آن جمع آوری می گردد. یکی از رایج ترین موادی که برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرد سولفات آلومینیوم است.

فلوکولانت و بررسی عملکرد سولفات آلومینیوم

همانطور که در تصویر زیر نیز مشخص است این ماده با انحلال پذیری در آب به ترکیبات باردار تجزیه می شود.

فلوکولانت و بررسی عملکرد سولفات آلومینیوم در فرایند تصفیه سازی

ذرات کلوئیدی به بارهای سطحی این یونها می چسبند و مولکول های سنگینی را به وجود می آورند که در انتهای آب ته نشین می گردد.

به عنوان مثال ، اگر سولفات آلومینیوم به آب های حاوی ذرات کلوئیدی با بار منفی اضافه شود ، بارهای منفی ذرات کلوئیدی به بار مثبت آلومینیوم جذب می شوند. این باعث می شود تا ذرات مولکول سنگین تری را تشکیل دهند و جرم مولکولی افزایش پیدا کند. بنابراین ذرات معلق دیگر نمی توانند در آب حرکت نمایند و ته نشین می گردند.

بررسی عملکرد پلی اکریل آمید در تصفیه آب

این ماده که نوعی پلیمر می باشد از مونومرهای اکریل آمید تشکیل شده است .

در شکل زیر می توانید ساختار اکریل آمید را مشاهده نمایید:

بررسی عملکرد پلی اکریل آمید در تصفیه آب

هنگامی که آکریل آمید پلیمریزه می شود زنجیره ای از مولکول ها را تشکیل می شود که شکل آن را در زیر می توانید مشاهده نمایید:

نقش پلی اکریل آمید در تصفیه آب

پلیمر ها به عنوان فلوکولانت نقش ویژه ای دارند. این ترکیبات اغلب بزرگ هستد و ذرات معلق کوچک در ساختار آن ها به دام می افتند.

منعقد کننده های زیادی در زمینه ی تصفیه ی آب مورد استفاده قرار می گیرند که هر کدام می تواند خواص منحصر به فرد خود را داشته باشد.

 

منابع

  • Gregory, J., & Barany, S. (2011). Adsorption and …. by polymers and polymer mixtures. Advances in colloid and interface science, 169(1), 1-12.
  • Watanabe, Y. (2017). … and me. Water research, 114, 88-103.
  • Lee, C. S., Robinson, J., & Chong, M. F. (2014). A review on application of … in wastewater treatment. Process Safety and Environmental Protection, 92(6), 489-508.
  • Borchate, S. S., S., & Kore, S. V. (2014). A review on applications of coagulation-… and ballast …. for water and wastewater. International Journal of Innovations in Engineering and Technology, 4(4), 216-222.
  • http://www.aniq.org.mx/pqta/pdf/Flocculants%20and%20Coagulants%20NALCO%20(LIT).pdf

فروش و خرید فلوکولانت با بهترین کیفیت و مناسبترین قیمت در مبتکران شیمی

موسسه ی مبتکران شیمی

دیدگاهتان را بنویسید

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