مرجع تخصصی آب و فاضلاب

زلال‌سازی در تصفیه آب و فاضلاب: مرور جامع

۱. تعریف و مکانیسم‌ها

زلال‌سازی (Coagulation) فرآیندی شیمیایی-فیزیکی برای حذف ذرات کلوئیدی و معلق در آب با استفاده از مواد منعقدکننده است. مکانیسم‌های اصلی عبارتند از:

• خنثی‌سازی بار الکتریکی: کاهش دافعه بین ذرات.

• لخته‌سازی جاروبی (Sweep Flocculation): تشکیل پوشش هیدروکسید فلزی که ذرات را جذب می‌کند.

۲. انواع مواد منعقدکننده

• نمک‌های معدنی:

  • سولفات آلومینیوم (آلوم)؛ رایج، مؤثر در pH ۶–۸.

  • کلرید فریک/سولفات فریک؛ مناسب برای حذف فسفر و رنگ.

• پلیمرهای آلی: پلی‌آکریل آمید (کمک منعقدکننده).

• منعقدکننده‌های طبیعی: مانند مورینگا (پایدار و سازگار با محیط زیست).

۳. طراحی واحدهای زلال‌سازی

• مخزن اختلاط سریع (Rapid Mix):

  • هدف: توزیع یکنواخت منعقدکننده.

  • پارامترها: زمان ماند (۱۰–۶۰ ثانیه)، گرادیان سرعت (G ≈ ۳۰۰–۱۰۰۰ ثانیه⁻¹).

• مخزن لخته‌سازی (Flocculation):

  • هدف: تشکیل لخته‌های بزرگ.

  • پارامترها: زمان ماند (۲۰–۴۰ دقیقه)، G ≈ ۲۰–۸۰ ثانیه⁻¹.

۴. محاسبات کلیدی

• دوز منعقدکننده: بر اساس آزمون جارتست (Jar Test) تعیین می‌شود (محدوده آلوم: ۵–۱۰۰ میلی‌گرم/لیتر).

• اصلاح pH: استفاده از آهک یا سودا اش برای تنظیم pH بهینه (آلوم: pH ≈ ۶–۸، فریک: pH ≈ ۴–۹).

• تولید لجن: محاسبه بر اساس دوز منعقدکننده و TSS آب خام.

۵. شباهت‌ها و تفاوت‌های آب و فاضلاب

• شباهت‌ها: استفاده از مواد منعقدکننده مشابه، هدف حذف ذرات.

• تفاوت‌ها:

  • فاضلاب: غلظت بالای مواد آلی، نیاز به دوز بالاتر یا ترکیب منعقدکننده-پلیمر.

  • آب شرب: حساسیت به باقیمانده فلزات (مثل آلومینیوم).

۶. انتخاب منعقدکننده

• عوامل مؤثر:

  • کیفیت آب (کدورت، pH، مواد آلی).

  • هدف تصفیه (حذف فسفر، رنگ، فلزات سنگین).

  • هزینه و مدیریت لجن.

• روش انتخاب: انجام آزمون جارتست برای تعیین دوز و ترکیب بهینه.

۷. کاربرد مواد منعقدکننده در حذف آلاینده‌ها

منعقدکنندهکاربرد اصلی

آلوم کاهش کدورت، حذف پاتوژن‌ها.

کلرید فریک حذف فسفر، رنگ، و فلزات سنگین.

پلیمرهای کاتیونی بهبود لخته‌سازی در فاضلاب‌های صنعتی.

مورینگا تصفیه پایدار در جوامع محلی.

۸. اجرا و مصالح ساخت

• مصالح: بتن با پوشش اپوکسی، استیل ضدزنگ، یا پلی‌اتیلن.

• تجهیزات: میکسرهای مکانیکی، سیستم‌های دوزینگ خودکار (بر پایه pH/کدورت).

• چالش‌ها: خوردگی، تغییرات سریع کیفیت آب، مدیریت لجن.

۹. ملاحظات محیط زیستی

• باقیمانده منعقدکننده: کنترل آلومینیوم در آب شرب.

• لجن: دفن بهداشتی یا استفاده در کشاورزی (بسته به ترکیب شیمیایی).

۱۰. پیشرفت‌های اخیر

• منعقدکننده‌های هوشمند: پاسخگو به تغییرات آنی کیفیت آب.

• نانو مواد: افزایش راندمان در دوزهای پایین.

نتیجه‌گیری: انتخاب و طراحی سیستم زلال‌سازی نیازمند تحلیل دقیق کیفیت آب، هدف تصفیه، و هزینه‌های عملیاتی است. آزمون‌های آزمایشگاهی و پایش مداوم کلید موفقیت هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب