مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله بررسی کارایی حذف رنگ صنایع نساجی با استفاده از مخلوط کلرید منیزیم و آلوم
قربان عسگری - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط
بیژن بینا (شناسه پژوهشگر - Researcher ID: ۳۳۱)
دانشیار گروه علوم پزشکی اصفهان
چکیده مقاله:
در فرایند صنایع نساجی انواع وسیعی از رنگها و مواد شیمیایی به مصرف می رسند که غالبا این مواد در فاضلابهای این صنایع یافت می شوند. برای رنگزدایی فاضلاب صنایع نساجی روشهای متفاوتی وجود دارد که از جمله می توان به روشهای انعقاد و لخته سازی، تصفیه بیولوژیکی، اکسیداسیون شیمیایی، تکنیک الکتروشیمیایی، تعوض یون، فرایندهای جذب سطحی اشاره نمود. یکی ازمواد منعقد کننده که مورد استفاده می باشد، آلوم است که در حال حاضر بطور وسیعی به عنوان یک منعقد کننده با هزینه پایین و کاربری بالا در تصفیه آب و فاضلاب با مشخصات مختلف استفاده می شود. کلرید منیزیم نیز یکی از مواد منعقد کننده ای است که درحذف رنگ بکار برده شده است که در مقایسه با آلوم و PAC(polyaluminium chloride) در حذف رنگ موثرتر است. در این تحقیق از مخلوط آلوم و کلرید منیزیم در حذف رنگ استفاده گردید و Ph و دوز بهینه مخلوط این دو منعقد کننده بدست آمد.
کلیدواژه‌ها:
انعقاد، مواد منعقد کننده، حذف رنگ، فاضلاب صنایع نساجی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله تحقیق در میزان راندمان تصفیه پذیری فاضلاب نیروگاهها با طراحی یک پایلوت انعقاد و لخته سازی
منصور غیاث الدین - مرکز تحقیقات نیرو ایران
امیر سهرابی کاشانی - پژوهشگاه نیرو ایران
چکیده مقاله:
هدف از انجام این تحقیق بررسی بهترین میزان تصفیه پذیری سه نوع اصلی فاضلاب یک نیروگاه بخاری با طراحی یک پایلوت بر اساس فرآیند انعقاد و لخته سازی می باشد . در این مقاله که خلاصه ای از انجام این تحقیق می باشد، تلاش بر این است که خواننده به اجمال با مشخصات فاضلاب نیروگاهها و اختصاراً با فرآیند انعقاد و لخته سازی آشنا شود . در مرحله بعد پس از اشاره های به نحوه محاسبات طراحی واحدها به نتایج حاصل از انجام آزمایشات تصفیه فاضلابها بر روی پایلوت اشاره می گردد و در انتها با استفاده از نتایج بدست آمده، میزان راندمان حذف آلاینده ها در سه فاضلاب مورد آزمایش و مخلوط فاضلابها، گزارش و نتیجه گیری لازم به عمل خواهد آمد
کلیدواژه‌ها:
تصفیه - فاضلاب - نیروگاه - پایلوت - انعقاد

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله بررسی امکان استفاده از لجن برگشتی جهت کاهش مصرف مواد منعقد کننده در تصفیه خانه شرکت ایران خودرو
احد جعفری -
چکیده مقاله:
با توجه به امکان صرفه جویی در مصرف مواد منعقد کننده در تصفیه خانه ها از طریق برگشت مقداری از لجن واحد تغلیظ کننده به ابتدای پروسه لخته سازی، تحقیقی در مورد فاضلاب شرکت ایران خودرو صورت گرفت. در این مطالعه از روش استاندارد جارتست بعلاوه مقادیر متفاوتی از لحن برگشتی استفاده شد. با این توضیح که در مرحله اول بر روی نمونه خام انجام شد و در مرحله دوم به نمونه ها درصدهای مختلفی از لجن افزوده شد. نتایج این مطالعه نشان داد با برگشت لجن از حوضچه تغلیظ به حوضچه های اختلاط می توان بین 30 تا 50% در مصرف مواد صرفه جویی نمود. نتایج این کار در سیستم پیشنهادات شرکت پذیرفته شده و در سرمایه گذاری( خرید پمپ و لوله های لازم و نصب آنها) انجام شده و در آینده نزدیک با برطرف شدن مشکلات جزیی در خصوص تزریق درصد معینی از لجن به حوضچه های اختلاط، این سیستم به بهره برداری خواهد رسید.
کلیدواژه‌ها:
فاضلاب خودروسازی- انعقاد- لجن

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نگاه کلی
وجود ناخالصیهای معلق و کلوئیدی درآب که باعث ایجاد رنگ و بو و طعم نامطبوع آب می‌شوند، لزوم تصفیه آب را مطرح می‌کند. این ناخالصیها به کمک صاف کردن قابل رفع نیستند، لذا از روش انعقاد و لخته سازی برای حذف آنها استفاده می‌شود. افزودن یک ماده منعقد کننده به آب باعث خنثی شدن بار ذرات کلوئیدی شده و این ذرات با نزدیک شدن به هم ذرات درشت دانه و وزین‌تری را ایجادمی‌کنند.
برای کامل کردن این عمل و ایجاد لخته‌های بزرگتر از مواد دیگری به نام کمک منعقد کننده استفاده می‌شود. لخته‌های بدست آمده که ذرات معلق و کلوئیدی رابه همراه دارند، به حد کافی درشت هستند و به راحتی ته ‌نشین و صاف می‌شوند.

مکانیسم انعقاد

معمولا برای حذف مواد کلوئیدی از ترکیبات فلزاتی مانند آلومینیم ، آهن یا برخی از ترکیبات الکترولیت استفاده می‌شود. املاح فلزات که به عنوان منعقد کننده وارد آب می‌شود. دراثر هیدرولیز به صورت یونی یا هیدروکسید یا هیدروکسیدهای باردار ، در می‌آید. بوجودآمدن این مولکول باردار بزرگ با خنثی نمودن ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیل زتا ) اختلاف پتانسیل بین فاز پخش شده و محیط اطراف آن) که عامل اصلی دافعه بین ذرات کلوئیدی می‌باشد، امکان لازم برای عمل نمودن نیروی واندروالسی بوجود می‌آورند که موجب چسبیدن ذرات به یکدیگر می‌شود.
بنابر این عامل اصلی حذف بار کلوئیدها، یونهای فلزی نیستند بلکه محصولات حاصل از هیدرولیز آنها می‌باشد. با توجه به آزمایشات مختلف یونهای فلزات سه ظرفیتی در عمل انعقاد مؤثرتر از سایر یونهامی‌باشند. عمل انعقاد توسط عمل لخته سازی تکمیل شده و ذرات بزرگتر شروع به ته‌نشینی می‌کنند. در مرحله ته ‌نشینی عامل زمان بسیار مهم می‌باشد و با قطر ذرات رابطه مستقیم دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

چه برای مصارف آشامیدنی و چه برای مصارف صنعتی، معمولا آب طبیعی احتیاج به تصفیه دارد. تصفیه آب برای مصارف آشامیدنی هم آسان تر و هم ارزان تر از تصفیه آب برا ی مصارف صنعتی است.

نگرانیهای اساسی در مورد آب آشامیدنی عبارتند از:

▪ باکتری های بیماری زا ( پاتوژن ها ) در آب.

▪ کمبود و یا وجود زیادی غلظت بعضی از یونها که در سلامتی انسان نقش دارند مانند: یون فلوئور.

▪ ذرات معلق در آب.

▪ بو و مزه آب.

دامنه نگرانی های اساسی در مورد آب های صنعتی بستگی به محل مصرف آب دارد. آب به صورت های متفاوت در صنایع وابسته مطرح می شود:
۱) به عنوان ماده اولیه برای تهیه محصول نهایی، بدون اینکه تغییر شکل دهد.

۲) به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنش شیمیایی تهیه محصول نهایی.

۳) به عنوان حلال موادی که در واکنشهای شیمیایی شرکت می کنند.

۴) به عنوان ماده واسطه انتقال حرارت از دمای زیر صفر( آب نمک ) تا دمای بخار آب.

۵) به عنوان ماده ذخیره کننده انرژی.

۶) به عنوان ماده واسطه جهت خارج کردن مواد ناخواسته (زائد).

۷) به عنوان سپر محافظتی در برابر گرما و تشعشع آب سنگین( D۲O ) مورد استفاده در نیروگاهها.

۸) به عنوان ماده ای راحت و ارزان جهت استاندارد ساختن دستگاههای اندازه گیری دما،دانسیته و ویسکوزیته.

۹) به عنوان ماده اصلی جهت مبارزه با آتش به جز در موارد استثنائی مثل مواد نفتی.

۱۰) خصوصا در مهندسی شیمی و پترو شیمی، بسیاری از فرایندها همانند نمک زدایی، خشک کردن، تبخیر کردن، کریستالیزاسیون، اختلاط، رزین های تعویض یونی، رطوبت زدایی، جذب سطحی و غیره در ارتباط مستقیم با آب هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مواد شيميايي منعقدکننده و کمک منعقدکننده
مواد منعقدکننده مواد شيميايی هستند که برای قابل ته نشينی ساختن ذرات  بخصوص ذرات کلوئيدی در آب استفاده می شوند. مواد کمک منعقد کننده موادی هستند که برای کمک در تشکيل توده با لخته و بهبود فرآيند انعقاد استفاده می‌شوند.
مواد منعقدکننده شامل موادي دارای پايه آلومينيوم يا آهن مانند سولفات آلومينيوم يا سولفات آهن يا کلرايد پلی آلومينيوم يا كلرايد آهن مي‌باشند كه از ترکيبات پلی الکتروليتها به عنوان منعقدکننده يا کمک منعقد کننده استفاده می‌شود. از پلی الكتروليتها مانند پلی آمينها، پلی آکريل آميدها برای آبهای دارای کدورت کم و رنگ کم در روش فيلتراسيون مستقيم استفاده می‌شود. پلی الکتروليتها ممکن است کاتيونی، آنيونی و يا آمفوتريک باشند.
در انعقاد شيميايی مواد منعقد کننده مناسب به آب اضافه می شود . اين مواد بار الکتريکی ذرات معلق را خنثی می‌کند و بر اثر آن امکان چسبيدن ذرات به يکديگر و در نتيجه ايجاد ذرات بزرگتر، سنگين تر و قابل رسوب که فلوک ناميده می‌شود فراهم می گردد. معمولی ترين موادی که جهت عمل انعقاد  بکار می رود نمکهای آلومينيوم و آهن است سولفات آلومينيوم يک ماده منعقد کننده استاندارد است که در تصفيه خانه های آب از آن استفاده می شود. سولفـات آلومينيوم بصورت جـامد دانه بندی شده, پودر و يا بصورت مايع در بازار عرضه می شود. هر ميلی گرم در ليتر آلومينيوم باعث کاهش قليائيت آب به اندازه 5/0 ميلی گرم در ليتر کربنات کلسيم و توليد ۴۴ ميلی گرم در ليتر دی اکسيد کربن می شود.
دی اکسيد کربن توليد شده موجب افزايش خاصيت خورندگی در آب می گردد. اگر آب دارای قليائيت کافی نباشد برای فعل و انفعال سولفات آلومينيوم از آهک و کربنات سديم استفاده می شود تا حالت قليايی فراهم گردد.
مزيت استفاده از کربنات سديم (خاکستر سودا) عدم افزايش سختی آب است ولی خاصيت خورندگی آب را بالا می‌برد. استفاده از آهک نسبت به کربنات سديم مقرون به صرفه‌تر است. مقدار آلوم مورد مصرف در تصفيه آب بين ۵-۵۰ ميلی گرم در ليتر می باشد و محدوده PH مؤثر برای انعقــــاد 8-5/5 است.
سولفات آهن دو ظرفيتی بصورت تجاری دارای خلوص ۵۵ درصد می باشد و به صورت کريستالهای سبز رنگ دانه‌ای قابل تهيه است. سرعت فعل و انفعال سولفات آهن از آلوم کمتر است. برای بالا بردن PH به نقطه ای که يونهای آهن عمل انعقاد را به خوبی انجام دهد، بايد آهک اضافه کرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فرآيند انعقاد و لخته سازی
فرايند انعقاد شيميايی در تصفيه آب می تواند توام با ته نشينی و يا بدون ته نشينی باشد. بحث انعقاد شامل جزئيات استفاده از مواد منعقدکننده و پليمر الكتروليتها می باشد. مراحل انعقاد فلوکولاسيون و زلالســازی در تصفيه آبهای سطحی معمــول است. فرايند انعقاد و لخته سازی برای حذف مواد کلوئيدی مولد کدورت، رنگ (مواد آلی طبيعی) و آلک (فيتوپلانکتون) باکتريها و ويروسها می باشد.
سيستمهای متعارف تصفيه شامل انعقاد، لخته سازی، زلالسازی و متعاقب آن فيلتر شنی تند می باشد. مواد منعقد كننده شيميايی برای خنثی سازی بار الکتريکی ذرات کلوئيدی به آب تزريق می‌شوند تا امکان توده ای شدن آنها فراهم آيد. پس از تزريق مواد، اختلاط سريع آب با مواد شيميايی در مرحله انعقاد صورت مي‌گيرد. آب پس از تزريق مواد شيميايی منعقدکننده و كمك منعقدكننده  وارد حوضچه فلوکولاسيون می شود.  اختلاط ملايم آب در حوضچه لخته سازی برای ايجاد توده های سنگينی  قابل ته نشينی صورت می گيرد.         

مواد شيميايي منعقدکننده و کمک منعقدکننده
مواد منعقدکننده مواد شيميايی هستند که برای قابل ته نشينی ساختن ذرات  بخصوص ذرات کلوئيدی در آب استفاده می شوند. مواد کمک منعقد کننده موادی هستند که برای کمک در تشکيل توده با لخته و بهبود فرآيند انعقاد استفاده می‌شوند.
مواد منعقدکننده شامل موادي دارای پايه آلومينيوم يا آهن مانند سولفات آلومينيوم يا سولفات آهن يا کلرايد پلی آلومينيوم يا كلرايد آهن مي‌باشند كه از ترکيبات پلی الکتروليتها به عنوان منعقدکننده يا کمک منعقد کننده استفاده می‌شود. از پلی الكتروليتها مانند پلی آمينها، پلی آکريل آميدها برای آبهای دارای کدورت کم و رنگ کم در روش فيلتراسيون مستقيم استفاده می‌شود. پلی الکتروليتها ممکن است کاتيونی، آنيونی و يا آمفوتريک باشند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

انعقاد

ذرات لخته شونده در سوسپانسيونهای رقيق كه خواص سطحی شان به گونه ای است كه به محض تماس با ساير ذرات به آنها می چسبند و يا در هم ادغام شده تشكيل ذرات بزرگتر را می دهند و در نتيجه اندازه، شكل و احتمالاً وزن مخصوص شان پس از برخورد تغيير می يابد را نمی توان مانند ذرات مجزا ته نشين كرد، لذا مواد منعقد كننده را به مقادير لازم و كافی به آب اضافه می كنند تا ذرات كوچك، سبك و غير قابل ته نشين ، به ذرات بزرگتر و سنگين تر تبديل شده و به آسانی ته نشين شوند.

مواد غير قابل ته نشينی آب به دو دليل در برابر ته نشينی مقاومت می نمايند:

اندازه ذرات

نيروی طبيعی ميان ذرات

پتانسیل زتا (Zeta Potential  )

معمولاً ذرات كلوئيدی دارای بار الكتريكی منفی بوده و يكديگر را دفع می نمايند. در تصفيۀ آب به اين نيروی الكتريكی دافع پتانسيل زتا می گويند. اين نيروی طبيعی كافی برای جدا نگه داشتن ذرات كلوئيدی از يكديگر است و آنها را به صورت معلق در آب نگه می دارد.

نيروی واندر والس.(Vander Waals)

نيروی واندر والس (Vander Waals)  ميان تمام ذرات موجود در طبيعت وجود داشته و دو ذره را به طرف يكديگر می كشاند اين نيروی جاذب عكس پتانسيل زتا عمل می كند و تا زمانی كه پتانسيل زتا از نيروی واندر والز بزرگتر است ذرات به صورت معلق در آب باقی خواهند ماند.

فرآيند انعقاد و لخته سازی، نيروی ميان ذرات غير قابل ته نشينی را خنثی می كند و يا كاهش می دهد تا نيروی واندر والز ذرات را به طرف يكديگر بكشد و تشكيل گروه های كوچك ذرات را بدهد. اين گروه های كوچك ذرات به يكديگر چسبيده و گروه های بزرگتر ذرات ژلاتينی شكل و نسبتاً سنگين را تشكيل می دهند كه به آسانی ته نشين می شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب