فلوکولانت تصفیه آب شرب
پلی‌اکریل‌آمید، یک پلیمر مصنوعی که از مونومرهای آکریل‌آمید به دست می‌آید، به عنوان یک عامل کلیدی در صنعت تصفیه آب ظاهر شده است و راه‌حلی شگفت‌انگیز برای پاک‌سازی آب شرب ارائه میدهد. این مقاله به بررسی قابلیت‌های پلی‌اکریل‌آمید در تصفیه آب می‌پردازد و بر اثر بخشی آن در حذف آلودگی‌های مختلف و پتانسیل آن برای پیشرفت‌های آینده تأکید می‌کند.
شرکت شیمیایی تصفیه، یکی از ارائه‌دهندگان پیشرو راه‌حل‌های تصفیه آب، پتانسیل های بالقوه پلی‌اکریل‌آمید را شناسایی کرده و آن را در محصولات خود گنجانده است. راه‌حل‌های مبتنی بر پلی‌اکریل‌آمید این شرکت برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد برای فناوری‌های تصفیه آب کارآمد و مقرون به صرفه طراحی شده‌اند که نیازهای تأسیسات تصفیه آب صنعتی و شهری را برآورده می‌کنند.
یکی از مزایای کلیدی سیستم‌های تصفیه آب مبتنی بر پلی‌اکریل‌آمید توانایی آنها در حذف آلودگی‌ها از طریق جذب است. مولکول‌های پلی‌اکریل‌آمید دارای ساختاری منحصر به فرد هستند که به آنها اجازه میدهد تا مؤثرتر با انواع مختلف آلاینده‌ها که حذف آنها با روش‌های سنتی چالش‌برانگیز است، پیوند برقرار کنند و آنها را حذف کنند.
پلی‌آکریل‌آمید اب شرب TFLOC LTیکی از پرکاربردترین فلوکولانت‌های ما در تصفیه آب شرب است. این پلیمر محلول در آب، با بار منفی خود، به ذرات معلق با بار مثبت (مانند برخی از فلزات سنگین و مواد معدنی) می‌چسبد و آنها را خنثی می‌کند. این عمل باعث می‌شود ذرات به هم نزدیک‌تر شوند و لخته‌های بزرگتر و سنگین‌تری تشکیل دهند که به راحتی ته نشین می‌شوند.
این پلی‌آکریل‌آمید اب شرب معمولاً پلیمرهایی با گروه‌های عاملی دارای بار منفی در طول زنجیره‌های مولکولی خود هستند. این گروه‌ها، عمدتاً کربوکسیلات‌ها (-COO-) یا سولفونات‌ها (-SO۳-)، به فلاکولانت‌ها اجازه می‌دهند تا با ذرات معلق دارای بار مثبت در آب برهمکنش کرده و موجب تجمع آنها شوند.
نکات مهم در انتخاب فلوکولانت
- نوع و غلظت آلاینده‌ها: نوع فلوکولانت باید بر اساس نوع و غلظت آلاینده‌های موجود در آب انتخاب شود. نوع، اندازه، چگالی و بار سطحی ذرات معلق باید شناسایی شود. این اطلاعات مکانیسم فلاکولاسیون (خنثی‌سازی بار در مقابل پل‌سازی) و ویژگی‌های مورد نیاز فلاکولانت را تعیین می‌کند. به عنوان مثال، ذرات کوچکتر با بار سطحی بالاتر ممکن است از APAM های (Anionic Poly Acryl Amide) با وزن مولکولی بالا و چگالی بار بیشتر برای خنثی‌سازی موثر بهره‌مند شوند.
- pH آب: عملکرد APAM تحت تأثیر pH است؛ زیرا بر درجه یونیزاسیون گروه‌های کربوکسیل و بنابراین بر چگالی بار فلاکولانت تأثیر می‌گذارد. قدرت یونی بالا می‌تواند بارها را مسدود کرده و فلاکولاسیون را مختل کند، بنابراین ممکن است نیاز به تنظیم نوع یا دوز فلاکولانت باشد.
- ویژگی های فلاکولانت:
- وزن مولکولی: APAM های با وزن مولکولی بالاتر معمولاً توده های بزرگتر و قوی‌تری تشکیل می‌دهند اما ممکن است دشوارتر حل شوند. APAM های با وزن مولکولی پایین‌تر آسان‌تر حل می‌شوند و ممکن است برای ذرات کوچکتر یا کدورت کمتر مناسب باشند.
- چگالی بار آنیونی: این به مقدار بار منفی که توسط زنجیره پلیمر حمل می‌شود اشاره دارد. چگالی بار بالاتر می‌تواند برای خنثی‌سازی بار موثرتر باشد اما ممکن است به دوز بیش از حد و پراکندگی مجدد ذرات در محلول منجر شود.
- درجه هیدرولیز: این نشان‌دهنده میزان تبدیل گروه‌های کربوکسیل از گروه‌های آمید است. این ویژگی بر حلالیت و چگالی بار APAM تأثیر می‌گذارد.
- دما: دما نیز بر عملکرد فلوکولانت‌ها تأثیر می‌گذارد.
- هزینه: هزینه فلوکولانت نیز یکی از عوامل مهم در انتخاب آن است.
- اختلاط مناسب: پلیمر باید به خوبی با آب مخلوط شود تا بتواند به طور موثر عمل کند.
- هدف تصفیه: حذف کدورت، رنگ، مواد آلی یا سایر آلاینده‌های خاص
- شرایط فرآیند: دوز مصرفی، زمان اختلاط، نوع سیستم فیلتراسیون
- نتایج انجام آزمایشات جار: آزمایشات جار برای ارزیابی عملکرد فلاکولانت تحت شرایط شبیه‌سازی شده فرآیند ضروری هستند. تغییر نوع فلاکولانت، دوز و شرایط اختلاط به تعیین ترکیب بهینه برای سیستم شما کمک می‌کند. نرخ ته‌نشینی، اندازه فلوک، شفافیت مایع فوقانی و حجم لجن تعیین کننده عملکرد فلوکولانت است.
کاربردهای پلی‌آکریل‌آمید آنیونی در تصفیه آب شرب
فلوکولانت‌ها معمولاً در مرحله انعقاد و لخته‌سازی تصفیه‌خانه آب استفاده می‌شوند که معمولاً پس از مراحل اولیه غربالگری و پیش تصفیه انجام می‌شود. در اینجا نحوه قرارگیری آن در فرآیند کلی آمده است:
- انعقاد: ابتدا منعقد کننده‌هایی مانند آلوم یا کلرید فریک به آب اضافه می‌شوند تا ذرات معلق را ناپایدار کرده و بارهای آنها را خنثی کنند. این مرحله اولیه، ذرات را برای لخته‌سازی آماده می‌کند.
- لخته‌سازی: پس از انعقاد، فلوکولانت‌ها به آب اضافه می‌شوند. فرآیند لخته‌سازی شامل اختلاط ملایم برای افزایش تماس بین فلوکولانت و ذرات ناپایدار است. این اختلاط، رشد و تجمع فلوک را تسریع می‌کند. با ایجاد لخته‌های بزرگتر، ذرات معلق که باعث کدورت آب می‌شوند، بهتر ته نشین می‌شوند . لازم به ذکر است این فرایند باعث کاهش کدورت میگردد.
- ته‌نشینی: سپس آب حاوی فلوک‌های تشکیل شده به داخل حوضچه‌های ته‌نشینی یا زلال‌سازها جریان می‌یابد. در اینجا، فلوک‌ها به دلیل جاذبه به پایین ته‌نشین می‌شوند و یک لایه لجن تشکیل می‌دهند. سپس آب زلال شده از بالا جمع‌آوری می‌شود. در این فرایند بار منفی پلیمر به فلزات سنگین و مواد آلی با بار مثبت می‌چسبد و آنها را از آب حذف می‌کند.
- تصفیه: آب زلال شده ممکن است تحت تصفیه بیشتر قرار گیرد تا هرگونه ذرات معلق باقی مانده حذف شده و شفافیت آب بیشتر بهبود یابد.
- بهبود راندمان فیلتراسیون: با حذف ذرات معلق و کلوئیدی، فیلترها بهتر عمل می‌کنند و عمر آنها افزایش می‌یابد.
مزایای استفاده از فلوکولانت‌ها پلی‌آکریل‌آمید آنیونی TFLOC LT در آب خروجی تصفیه خانه
استفاده از فلوکولانت‌های تولیدی شرکت شیمیایی تصفیه در فرآیند تصفیه آب، مزایای متعددی برای آب تصفیه شده نهایی که از تصفیه‌خانه خارج می‌شود، ارائه میدهد. در زیر به برخی از مزایای ان میتوان اشاره کرد:
- بهبود شفافیت آب: فلوکولانت‌ها حذف جامدات معلق و ذرات کلوئیدی را افزایش می‌دهند و در نتیجه آب به طور قابل توجهی شفاف‌تر می‌شود. این امر برای اطمینان از مطابقت آب با استانداردهای کدورت مهم است.
- کاهش بار پاتوژن: فلوکولانت‌ها با افزایش تجمع و ته‌نشینی ذرات معلق، به حذف پاتوژن‌هایی مانند باکتری‌ها و ویروس‌هایی که ممکن است به این ذرات متصل باشند نیز کمک می‌کنند. این امر ایمنی میکروبیولوژیکی آب تصفیه شده را بهبود می‌بخشد.
- مقرون به صرفه بودن: فلوکولانت‌ها می‌توانند عملکرد منعقد کننده‌ها را افزایش دهند و دوز کلی مورد نیاز برای تصفیه موثر را کاهش دهند. این امر هزینه‌های مواد شیمیایی را کاهش میدهد و احتمال ایجاد محصولات جانبی مضر را به حداقل می‌رساند. همچنین پلی اکریل امید های آب شرب TFLOCLT با افزایش تشکیل فلوک متراکم‌تر، حجم لجن تولید شده را کاهش می‌دهند که منجر به کاهش هزینه‌های جابجایی و دفع لجن می‌شود.
- افزایش طول عمر فیلتر: بهبود لخته‌سازی، بار روی فیلترها را کاهش میدهد، طول عمر آنها را افزایش میدهد و دفعات شستشوی معکوس و تعویض فیلتر را کاهش میدهد.
- افزایش راندمان ضدعفونی: آب شفاف‌تر با ذرات معلق کمتر، امکان ضدعفونی موثرتر را با استفاده از روش‌هایی مانند کلرزنی یا تابش اشعه ماوراء بنفش فراهم می‌کند. دلیل این امر این است که ماده ضدعفونی کننده در غیاب ذرات مزاحم می‌تواند به راحتی به پاتوژن‌ها دسترسی پیدا کند و آنها را غیرفعال کند.
- کاهش خطر محصولات جانبی ضدعفونی: کاهش محتوای مواد آلی از طریق لخته‌سازی می‌تواند تشکیل محصولات جانبی مضر ضدعفونی (DBP) را که می‌توانند هنگام واکنش مواد ضدعفونی کننده با مواد آلی در آب ایجاد شوند، به حداقل برساند.
- بهبود طعم و بو: فلوکولانت‌ها می‌توانند به حذف ترکیبات آلی که به طعم و بوی نامطبوع در آب کمک می‌کنند، کمک کنند و منجر به بهبود طعم شوند.
- محافظت از فرآیندهای پایین دستی: فلوکولانت‌ها با حذف جامدات معلق، به محافظت از فرآیندهای پایین دستی مانند تصفیه غشایی در برابر رسوب و گرفتگی کمک می‌کنند. که می‌تواند طول عمر این سیستم‌های تصفیه را افزایش دهد و نیازهای نگهداری را کاهش دهد.
- کاهش مصرف مواد شیمیایی: لخته‌سازی موثر می‌تواند مقدار منعقد کننده مورد نیاز در فرآیند تصفیه را کاهش دهد و منجر به کاهش مصرف مواد شیمیایی و هزینه‌های مرتبط با آن شود.
- بهبود کیفیت کلی آب: فلوکولانت‌ها با افزایش حذف آلاینده‌های مختلف، به بهبود کیفیت کلی آب کمک می‌کنند و تضمین می‌کنند که آب برای مصرف کنندگان ایمن، تمیز و از نظر ظاهری خوشایند باشد.
فلوکولانت‌ها ترکیبی منحصر به فرد از کارایی، تطبیق‌پذیری، مقرون به صرفه بودن و مزایای زیست محیطی را ارائه می‌دهند و آنها را به گزینه‌ای برتر در بسیاری از کاربردهای تصفیه آب تبدیل می‌کنند. توانایی آنها در افزایش حذف ذرات، بهبود راندمان تصفیه و کاهش هزینه‌ها، جایگاه آنها را به عنوان ابزاری ارزشمند برای دستیابی به آب تصفیه شده با کیفیت بالا تثبیت می‌کند.
ویژگی‌های پلی‌آکریل‌آمید آب شرب TFLOC LT:
شرکت شیمیایی تصفیه با تکیه بر دانش فنی تیم تحقیق و توسعه خود توانسته است سری محصولات TFLOC خود را با توجه به نیاز بازار تامین نماید. از ویژگی های این محصول می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- وزن مولکولی بالا: این ویژگی باعث می‌شود که پلیمر بتواند به تعداد زیادی ذره بچسبد و لخته‌های بزرگتری تشکیل دهد که این کار باعث بالا رفتن سرعت عملکرد می گردد.
- چگالی بار منفی متنوع: با توجه به نیاز مشتریان چگالی بار منفی بر روی پلیمر می‌تواند متفاوت باشد و بسته به نوع آلاینده‌های موجود در آب، نوع فلوکولانت مناسب انتخاب می‌شود.
- محلول در آب: پلی‌آکریل‌آمید آنیونی به راحتی در آب حل می‌شود و استفاده از آن را آسان می‌کند.
- غیر سمی: پلیمر های سری تصفیه آب شرب طبق استاندارد های بین المللی و مورد تایید آب و فاضلاب تست شده اند.
فلاکولانت‌های آنیونی در مقابل منعقدکننده‌های سنتی مانند پلی آلومینیوم کلراید PAC و آلومینیوم سولفات (آلوم)
در حالی که فلاکولانت‌های آنیونی، به ویژه فلاکولانت‌های مبتنی بر پلی‌آکریل‌آمید (PAM)، به طور گسترده‌ای در تصفیه آب استفاده می‌شوند، اغلب در کنار منعقدکننده‌های سنتی مانند پلی‌آلومینیوم کلرید (PAC) و سولفات آلومینیوم (آلوم) کار می‌کنند. درک مکانیسم‌های منحصر به فرد آنها و کاربردهای بهینه آنها برای تصفیه آب کارآمد و اقتصادی بسیار مهم است.
تفاوت مکانیزم مکانیزم عملکرد پلی آلومینیوم کلراید PAC و آلوم:
- فلاکولانت‌های آنیونی PAM: عمدتاً از طریق خنثی‌سازی بار و مکانیسم‌های پل‌سازی عمل می‌کنند. آنها بارهای مثبت روی ذرات معلق را خنثی می‌کنند و آنها را به فلاک یا لخته های بزرگتری که سریعتر ته‌نشین می‌شوند، تبدیل می‌کنند.
- PAC و آلوم: این منعقدکننده‌ها عمدتاً از طریق خنثی‌سازی بار و coagulation عمل می‌کنند. آنها آلومینیوم با بار بالا را وارد آب می‌کنند که بارهای منفی ذرات را خنثی کرده و رسوبات نامحلول هیدروکسید آلومینیوم را تشکیل می‌دهند که ذرات را از محلول “جارو” می‌کنند.
| ویژگی | فلاکولانت‌های آنیونی (PAM) | PAC | آلوم |
| مکانیسم | خنثی‌سازی بار، پل‌سازی | خنثی‌سازی بار، فلاکولاسیون جارویی | خنثی‌سازی بار، فلاکولاسیون جارویی |
| وزن مولکولی | بالا، متغیر | پایین | پایین |
| چگالی بار | متغیر، قابل کنترل | بالا | بالا |
| دوز | معمولاً کمتر | بیشتر | بیشتر |
| اندازه فلاک | بزرگتر، قوی‌تر | کوچکتر، ضعیف‌تر | کوچکتر، ضعیف‌تر |
| حجم لجن | لجن متراکم‌تر | لجن حجیم‌تر | لجن حجیم‌تر |
| دامنه pH | گسترده | محدودتر، بهینه در ۶.۵-۷.۵ | محدودتر، بهینه در ۵.۸-۸.۵ |
| هزینه | معمولاً بالاتر به ازای واحد وزن | کمتر | کمترین |
| تأثیر محیطی | معمولاً کمتر | احتمال باقی‌ماندن آلومینیوم | احتمال باقی‌ماندن آلومینیوم |
جدول مقایسه فلاکولانت های انیونی و پلی المونیوم کلراید
مزایای فلاکولانت‌های آنیونی نسبت به PAC و آلوم:
- کارآیی بیشتر: اغلب نیاز به دوزهای کمتری برای فلاکولاسیون موثر دارند.
- فلوک‌های قوی‌تر: فلوک‌های بزرگتر و مقاوم‌تری تولید می‌کنند که کارایی ته‌نشینی و فیلتراسیون را بهبود می‌بخشند.
- لجن متراکم‌تر: منجر به حجم کمتری از لجن می‌شوند که هزینه‌های جابجایی و دفع را کاهش میدهد.
- دامنه pH وسیع‌تر: در دامنه وسیع‌تری از pH موثر هستند و انعطاف‌پذیری بیشتری در فرآیندهای تصفیه ارائه می‌دهند.
- تأثیر محیطی کمتر: معمولاً محتوای باقی‌مانده آلومینیوم کمتری دارند و نگرانی‌های محیطی را کاهش می‌دهند.
مزایای PAC و آلوم نسبت به پلی الکترولیت ها:
- هزینه کمتر: معمولاً در مقایسه با PAM هزینه کمتری به ازای واحد وزن دارند.
- موثر در حذف رنگ: به طور موثری رنگ آب را از طریق جذب و هم‌رسوبی حذف می‌کنند.
- دسترسی آسان: به طور گسترده‌ای در دسترس و معمولاً در تأسیسات تصفیه آب استفاده می‌شوند.
انتخاب بین فلاکولانت‌های آنیونی، PAC و آلوم به چندین عامل بستگی دارد:
- کیفیت آب: نوع و غلظت جامدات معلق، کدورت و رنگ
- اهداف تصفیه: شفافیت مطلوب، حذف آلودگی‌های خاص و کاهش حجم لجن
- pH: pH و قلیائیت آب بر اثربخشی فلاکولانت‌های مختلف تأثیر می‌گذارند.
- ملاحظات هزینه: هزینه فلاکولانت و هزینه‌های عملیاتی مرتبط (مثلاً دفع لجن)
- مقررات محیطی: محدودیت‌های سطح آلومینیوم باقی‌مانده در آب تصفیه‌شده
اثرات هم‌افزایی: اغلب ترکیبی از منعقدکننده‌ها و فلاکولانت‌ها برای دستیابی به نتایج بهینه استفاده می‌شود. به عنوان مثال، PAC یا آلوم می‌تواند برای انعقاد اولیه و خنثی‌سازی بار استفاده شود و پس از آن یک فلاکولانت آنیونی برای بهبود رشد و ته‌نشینی فلوک استفاده شود. این روش می‌تواند کارآیی کلی تصفیه را بهبود بخشد و هزینه‌های شیمیایی را کاهش دهد.
در نتیجه بطور کلی فلاکولانت‌های آنیونی، PAC و آلوم هر کدام نقاط قوت و محدودیت‌های منحصر به فردی در تصفیه آب دارند. بررسی دقیق کیفیت آب، اهداف تصفیه و عامل هزینه برای انتخاب مناسب‌ترین فلاکولانت یا ترکیب فلاکولانت‌ها بسیار مهم است. با درک ویژگی‌ها و کاربردهای متمایز این مواد شیمیایی، متخصصان تصفیه آب می‌توانند فرآیندهای تصفیه را برای کارآیی، اقتصادی بودن و پایداری محیطی بهینه کنند.