|
آبگيري و تغليظ لجن همان طور كه از نامش مشخص است، به فرآيند حذف آب و مايعات موجود در لجن ته نشين شده كف تصفيه خانه ها گفته ميشود كه در نهايت منجر به افزايش مقدار جامدات نسبت به مايعات در لجن خواهد شد. حذف مايعات از لجن موجود در استخرهاي تصفيه خانه منجر به جا به جايي و حمل آسان لجن و كاهش هزينه هاي اقتصادي مي گردد. آبگيري و تغليظ لجن چيست؟
در طي فرآيندهاي بيولوژيكي و شيميايي تصفيه آب و فاضلاب، باكتري ها و ميكروارگانيسم هاي هوازي و بي هوازي، مواد آلي و معلق در پساب ها را تغذيه نموده و آنها را به مواد قابل تجزيه تبديل مي كند. اين ذرات به مرور در كف استخرهاي تصفيه خانه ته نشين شده و توليد لجن مي كنند. با توجه به مقدار و دبي مواد آلاينده موجود در فاضلاب، در بازه هاي زماني مشخص لجن موجود در تصفيه خانه ها تخليه شده و در برخي از مواقع مجدد مورد استفاده قرار ميگيرند. حذف مايعات موجود در اين لايه هاي لجن و افزايش مقدار جامدات نسبت به مايعات در آن، به عمل آبگيري و تغليظ لجن معروف مي باشد. حذف اين مايعات تاثير بسزايي در كاهش هزينه هاي حمل و نقل و همچنين افزايش راندمان در فرآيندهاي بعدي استفاده از لجن خواهند داشت و به همين دليل است كه اين عمل به عنوان بخش مهمي از فرآيند تصفيه فاضلاب مورد توجه قرار گرفته است.
روش هاي آبگيري و تغليظ لجن
با توجه به اهميت بسيار زياد حذف مايعات و آب موجود در لجن ته نشين شده در كف تصفيه خانه ها، روش هاي متعددي براي اين منظور طراحي و ارائه شده و در مورد استفاده قرار ميگيرند. با توجه به غلظت لجن، ميزان لجن توليد شده در يك بازه زماني مشخص، مقدار بودجه در نظر گرفته شده براي تهيه مواد شيميايي مي توان يكي از روش هاي زير را براي اين منظور انتخاب نمود:
آبگيري و تغليظ با روش هاي ثقلي
رايج ترين شيوه براي آبگيري و تغليظ لجن، استفاده از استخرهاي ته نشيني دايره اي مي باشد كه داراي پل هاي لجن روب دوار مي باشند. اين پل ها لجن تغليظ شده را به هوپر مركزي منتقل مي كنند تا از اين نقظه عمل تخليه صورت گيرد. با توجه به فرآيند بعدي كه از اين لجن استفاده ميشود، ممكن است براي آبگيري و غلظت بيشتر وارد واحد آبگيري گردند.
تغليظ لجن با شناورسازي و هوا دهي
يكي از تجهيزات بسيار كاربردي در تصفيه فاضلاب، شناورسازي DAF يا هوادهي فشرده مي باشد. در اين روش هواي فشرده از يك طرف وارد مخزن پساب ها شده و از طرف ديگر نيز مواد منعقدكننده شيميايي وارد مي شوند. در نهايت، مولكول هاي هوا به مواد معلق در فاضلاب چسبيده و به سمت بالا حركت مي كنند. فشار وارد شده به مخزن پساب باعث ايجاد تلاطم و خارج شدن هوا و مايعات موجود در لجن ته نشين شده در كف استخر مي گردد. از جمله معايب اين روش مي توان به هزينه بر بودن آن از نظر اقتصادي اشاره نمود.
سانترفيوژ
برايد تغليظ لجن فعال دفعي مي توان از روشي مشابه با تغليظ ثقلي استفاده نمود كه تاثير بسيار زيادي بر كاهش بو داشته و فضاي مورد نياز براي اين تجهيزات نيز كم مي باشد. در اين روش، به كمك دستگاهي صورت مي گيرد كه با نيروي 500 تا 3000 برابر نيروي جاذبه زمين تلاش مي كند تا مواد معلق موجود در فاضلاب ته نشين گردند.
تغليظ نواري ثقلي
از ديگر روش هاي رايج براي آبگيري و تغليظ لجن مي توان به روش نواري تقلي اشاره نمود. در اين دستگاه، پس از لخته سازي و انعقاد مواد معلق در پساب ها، بر روي نوار متحرك قرار گرفته و اصطلاحا زه كشي آب انجام ميشود. با استفاده از مواد منعقد كننده، لجن بيشتري توليد شده و با زه كشي آب آن، در نهايت از مقدار مايعات موجود در آن كاسته شده و عمل آبگيري با راندمان بالا صورت ميگيرد.
تغليظ استوانه اي چرخان
RDT يا استوانه چرخان روشي مشابه با نوار ثقلي مي باشد كه ابتدا مواد پليمري و منعقد كننده به درون فاضلاب وارد ميشوند و عمل لخته سازي انجام ميشود. سپس فاضلاب منعقد شده وارد استوانه اي چرخان با ديواره هاي سرشار از منفذ مي گردد. در اثر چرخش استوانه، مايعات و آب موجود در لجن از منافذ آن عبور نموده و لجن آبگيري شده از استوانه تخليه مي شود.
از ديگر روش هاي مورد استفاده براي آبگيري و تغليظ لجن مي توان به تغليظ با فيلترهاي تحت فشار و تغليظ با فيلتر پرس و همچنين روش هاي تركيبي و لاگون هاي تصفيه فاضلاب اشاره نمود. لاگون هاي تصفيه يكي از ارزان ترين روش ها براي آبگيري و تغليظ لجن مي باشد كه با حفر حوضچه و چاه هاي بزرگ در طبيعت عما تصفيه بيولوژيكي با هزينه اندك در آنها انجام ميشود.
دستگاه هاي مورد استفاده براي آبگيري و تغليظ لجن
براي آبگيري و تغليظ لجن و حذف مايعات موجود در آن، از دستگاه هاي متعددي مي توان استفاده نمود از قبيل:
مواد مورد استفاده در آبگيري و تغليظ لجن كه در هر يك از روش هاي فوق به كار گرفته ميشوند، اغلب مواد منعقد كننده و لخته ساز مي باشند. از رايج ترين آنها مي توان به مواد پليمري اشاره نمود كه تاثير بسيار مطلوبي بر لخته سازي مواد معلق موجود در فاضلاب خواهند داشت.
طراحي و توليد تجهيزات آبگيري و تغليظ لجن
گروه مهر آذر يكي از تيم هاي بسيار موفق در زمينه توليد و طراحي تجهيزات مورد استفاده براي تغليظ و آبگيري لجن مي باشد كه كيفيت و كارايي بالا و طول عمر مناسب از مهم ترين ويژگي هاي در نظر گرفته شده براي آنها است. مهمترين فعاليت شركت مهرآذرماشين انجام فرايند هاي تغليظ و آبگيري لجن تصفيه خانه هاي آب و فاضلاب و لجن هاي صنعتي با همكاري كمپاني Bellmer آلمان بوده است و در مدت حدود 20 سال تجارب بسيار گران بهايي در اين زمينه كسب نموده است فرآيند تغليظ لجن در شكل روبرو نشان داده شده است.  آبگيري مكانيكي به فرايندي اطلاق مي شود كه آب لجن مايع بوسيله فشار مكانيكي يا نيروي گريز مركز گرفته و لجن جامد مي گردد در اين روش معمولاً لجن با غلظت حداقل 3 درصد به دستگاه آبگيري تغذيه و با توجه به به نوع لجن و درصد جامدات آلي آن لجن جامده و غلظت جامدات به 17 تا 40 درصد مي رسد (درمورد بعضي از لجن هاي فلزي و معدني غلظت ماده جامد لجن گاهي تا 90 درصد نيز مي رسد)  در حال حاضر حدود 40 تا درصد پروژهاي آبگيري لجن در دنيا ا استفاده از پرس هاي نواري انجام مي شوند.
پرس حلزوني با اسكروپرس ها نيز اخيراً با تغييراتي كه در آنها انجام شده است بسيار كاربرد پيدا كرده اند زيرا مصرف پليمر در انها مشابه پرس نواري و غلظت بدست آمده در مورد لجن هاي فعال با ماده VSS بالا نيز زياد مي باشند مصرف انرژي الكتريكي آنها نيز كم و هزينه بهره برداري آنها پايين ميباشد و براي ظرفيتهاي پايين بسيار اقتصادي م يباشد. از معايب آنها مي توان به كيفيت پايين تر آب جدا شده از لجن ميباشد . ضمناً مصرف مصرف آب شستشو توري نيز بسيار كمتر از پرس نواري مي باشد .
لذا اين شركت با توجه به تجارب ساليان گذشته خود روشهاي زير را جهت پروژه هاي محتلف در كشور ايران توصيه مي نمايد:
|
بلت فيلتر پرس (belt filter press) يكي از تجهيزات بسيار كاربردي براي جداسازي مايع از جامد مي باشد كه در فرآيندهاي تصفيه فاضلاب و آب كاربرد گسترده اي دارد. آبگيري و تغليظ لجن با استفاده از بلت فيلتر پرس به كمك فشار وارد كردن به دوغاب و حذف مايع از آن صورت ميگيرد. گروه مهر آذر توليدكننده انواع نوار آبگيري (belt) در اين مطلب به معرفي كامل اين تجهيزات پرداخته و مزايا و نحوه كار فيلترپرس و موارد مهم در خريد آن اشاره خواهد داشت .
بلت فيلتر پرس چيست؟
بلت يا تسمه، نواري پلاستيكي شبكه اي و داراي منافذ مي باشد كه بر روي غلتك حركت مي كند. پوشش روي اين تسمه پارچه در نظر گرفته ميشود تا مايعات براحتي از آن عبور كنند. بلت فيلترپرس از دو تسمه مشبك تشكيل شده است كه يك نوار در پايين روي غلتك قرار گرفته و ديگري در بالاي آن قرار مي گيرد. براي آبگيري و حذف مايعات از جامدات، دوغاب وارد لايه وسط بين اين دو نوار شده و در اثر فشاري كه به آن وارد مي گردد، فرآيند جداسازي صورت مي گيرد .
بلت فيلتر پرس چه كاربردهايي دارد؟
تغليظ و آبگيري از مخلوط آب و مواد جامد كه به شكل دوغاب مي باشند، يكي از گام هاي مهم در فرآيندهاي مختلف تصفيه فاضلاب و ساير صنايع مي باشد. از اصلي ترين كاربردهاي بلت فيلترپرس، جداسازي و آبگيري لجن فعال توليد شده در تصفيه آب و فاضلاب مي باشد. علاوه براين، از تجهيزات در صنايع مختلف از قبيل كارخانجات توليد مواد غذايي، داروسازي، كارخانجات توليد مواد شيميايي و معدني، كارخانجات توليد كاغذ، دباغي، صنايع فولاد و ذغال سنگ مي توان از آن استفاده نمود .
اجزا و قطعات بلت فيلتر پرس
به منظور پياده سازي فرآيند جداسازي جامد از مايع به كمك بلت فيلتر پرس، چند بخش و قطعه مهم در اين تجهيزات وجود دارد كه انتخاب صحيح آنها در نهايت منجر به افزايش راندمان كاري دستگاه در تغليظ دوغاب خواهد شد. از مهم ترين اجزاي بلت فيلترپرس مي توان به گزينه هاي زير اشاره نمود :
بلت يا تسمه
از اصلي ترين اجزاي موجود در بلت فيلترپرس، بلت يا تسمه آن مي باشد. اين تسمه كه در اكثر مواقع از جنس پلاستيك بسيار محكم توليد مي گردد، به صورت شبكه اي بوده و منفاذ متعدد براي عبور مايعات از آن در نظر گرفته ميشود. از مهم ترين نكات در توليد نوار آبگيري يا بلت مورد استفاده در اين دستگاه، مقاومت بالاي آن در اثر حركت متوالي روي غلتك و عدم آسيب وارد شدن به آن مي باشد. تسمه موجود در بلت فيلترپرس دو عدد مي باشد كه يك نوار در بالا و ديگري در قسمت تحتاني دستگاه قرار ميگيرد .
غلتك
به منظور تحركت بخشيدن به نوار يا بلت، از غلتك هايي در دو طرف دستگاه استفاده ميشود. در واقع، اين غلتك براي تسهيل حركت نوار آبگيري در نظر گرفته ميشود كه نيروي مورد نياز براي به حركت درآوردن آن، توسط انرژي الكتريكي و موتور تامين مي گردد. اندازه و ابعاد غلتك با توجه به اندازه نوارها و ظرفيت و ميزان بزرگي دستگاه تعيين ميشود .
پوشش روي نوار
از ديگر بخش هاي اصلي كه تاثير زيادي بر ميزان مايع شده از دوغاب دارد، پوشش يا مديا بلت فيلتر پرس مي باشد. اين پوشش در اغلب مواقع از جنس پارچه توليد مي گردد و منافذ بسيار كوچك موجود در تار و پود، شرايط را براي عبور ذرات مايع فراهم نموده و از عبور مواد جامد جلوگيري خواهد نمود .
از ديگر بخش و قطعات مهم در اين تجهيزات مي توان به مخزن شستشو، سيلندر ووردي، مخزن تغذيه، كمبربند زهكشي، دنبال كننده پارچه، كشش پارچه و خط خلا اشاره نمود .
بلت فيلتر پرس چگونه كار مي كند؟
همان طور كه قبلا نيز اشاره شد، بلت فيلترپرس به منظور حذف مايعات از دوغاب و توليد ماده اي كه اصطلاحا به آن كيك گفته ميشود مورد استفاده قرار ميگيرد. فرآيند و نحوه كار اين سيستم فيلتراسيوني به صورت زير مي باشد :
- دوغاب از يك سمت دستگاه بر روي پوشش پارچه اي قرار ميگيرد .
- نوار يا تسمه ها در بالا و پايين دستگاه به حركت درآمده و با فشار وارد كردن به دوغاب موجود بين اين دو لايه، منجر به عبور مايعات از پوشش پارچه اي زيرين مي گردد. اين فشار در دو جهت بالا به پايين و پايين به بالا اعمال ميشود تا حجم بيشتري از مايعات حذف گردد .
- با حذف مايعات از دوغاب، كيك يا ماده اي تقريبا خشك از سمت ديگر نوار يا بلت خارج ميشود .
ميزان خشك بودن كيك حاصل و راندمان كاري دستگاه را مي توان به روش هاي مختلف در اين دستگاه افزايش داد. به عنوان مثال، در برخي از شرايط مي توان به دوغاب كمي مواد شيميايي مخصوص اضافه نمود تا عمل جداسازي مايعات از آنها راحت تر صورت گيرد .
مزاياي استفاده از بلت فيلتر پرس
براي تغليظ و آبگيري لجن روش و دستگاه هاي مختلفي موجود مي باشد مانند سانترفيوژ و فيلتر پرس و ديسك هاي خلا كه هر يك داراي ويژگي هاي خاصي هستند. ميزان انرژي مورد نياز براي اين تجهيزات و راندمان و بازدهي آنها با هم متفاوت مي باشد. بر اساس ويژگي هاي مختلف موجود در بلت فيلترپرس، اين دستگاه مزاياي متعددي نسبت به ساير تجهيزات آبگيري دارد كه برخي از آنها عبارتند از :
- كاركرد با مقدار انرژي كمتر نسبت به ساير تجهيزات
- طول عمر بالا
- قيمت مناسب و ارزان نسبت به ساير دستگاه هاي تغليظ و آبگيري
- كاربرد گسترده در صنايع مختلف به دليل راندمان بالا
- كاركرد بدون صدا
- افزايش تعداد غلتك ها بر اساس نوع دوغاب و مقدار مايعات موجود در آن
خريد بلت فيلتر پرس
در خريد بلت فيلتر پرس لازم است به چند مسئله مهم توجه شود تا بيشترين كارايي از دستگاه دريافت گردد. اولين نكته مهم، توجه به ظرفيت دستگاه مي باشد كه بر اساس ميزان دوغاب ورودي به دستگاه در بازه زماني مشخص تعيين مي گردد. علاوه براين، با توجه به نوع و ميزان غلظت مواد جامد و ميزان رطوبت مورد نظر از كيك خروجي فرآيند طراحي و ساخت بلت فيلترپرس صورت مي گيرد كه در زمان خريد بايد به آن دقت داشت.
پكيج تزريق پلي الكتروليت يكي از تجهيزات بسيار كاربردي در حوزه تصفيه آب و فاضلاب مي باشد كه در مرحله انعقاد و لخته سازي ذرات جامد معلق در پساب ها مورد استفاده قرار ميگيرد. تسريع در فرآيند آماده سازي محلول پلي الكتروليت و تزريق آن به اندازه مورد نياز با توجه به نوع آلاينده هاي موجود در آب و فاضلاب دو دليل اصلي در استفاده از پكيج تزريق و آماده سازي محلول پلي الكتروليت مي باشد. در ادامه به معرفي كامل اين محصول خواهيم پرداخت .
پكيج تزريق پلي الكتروليت چيست؟
وجود ذرات معلق در پساب هاي صنعتي و آب موجود در استخرهاي تصفيه و عدم ته نشيني آنها يكي از بزرگترين مشكلات در فرآيند تصفيه و زلال سازي مي باشد. به همين دليل، روش هاي متعددي از قبيل هوادهي و تزريق مواد منعقد كننده و لخته سازها براي رفع اين محدوديت ها ارائه شده است. پلي الكتروليت يكي از پليمرهاي بسيار كاربردي در اين زمينه مي باشد كه داراي وزن مولكولي بالايي بوده و عمل انعقاد و لخته سازي ذرات معلق در آب را با راندمان بالا انجام مي دهد. پلي آكريا آميد يا پلي الكتروليت در سه نوع آنيوني، كاتيوني و بدون بار با توجه به نوع ذرات موجود در آب و فاضلاب مورد استفاده قرار ميگيرد. با توجه به اينكه انحلال پلي الكتروليت در آب سخت صورت مي گيرد، به همين دليل از تجهيزاتي به نام پكيج تزريق پلي آكريل آميد استفاده مي گردد. اين پكيج مجموعه از قطعات و اجزا مي باشد كه فرآيند آماده سازي و تزريق محلول پلي الكتروليت را با سرعت بالا انجام مي دهد .
اجزا و قطعات پكيج تزريق پلي الكتروليت
در طراحي و توليد پكيج تزريق پلي الكتروليت لازم است ابتدا به شرايط تصفيه خانه و نوع فاضلاب و مقدار آنها توجه شود و بر همين اساس اندازه و ابعاد پكيج به درستي تعيين گردد. در حالت كلي و بدون توجه به اندازه و ظرفيت پكيج، اين تجهيزات از چند بخش كلي تشكيل شده اند كه عبارتند از :
- واحد دريافت پودر پلي آكريل آميد
- واحد آماده سازي محلول پلي الكتروليت
- واحد ذخيره سازي محلول
- واحد تزريق پلي الكتروليت يا دوزينگ پمپ
نحوه ارتباط اين واحد ها و عملكرد اين پكيج به اين صورت مي باشد :
ابتدا پودر پلي الكتروليت به مقدار مشخص و از قبل تعيين شده وارد واحد يا مخزن پودر مي شود .
با توجه به مقدار پودر موجود در محفظه، آب به آن اضافه ميشود و توسط ميكسرهاي موجود در پكيج، محلول يكنواخت بدست مي آيد. در نهاين محلول آماده شده در بخش ذخيره سازي قرار گرفته و در شرايط مورد نياز و به مقدار مناسب توسط دوزينگ پمپ يا پمپ تزريق به درون استخر ي مخزن تصفيه تزريق مي گردد. نكته بسيار مهم در طراحي و توليد پكيج تزريق پلي آكريل آميد، توجه به جنس به كار رفته براي بدنه و ساير تجهيزات موجود در آن مي باشد. اين تجهيزات بايد در برابر خوردگي كاملا مقاوم باشند و به همين منظور در اغلب مواقع از استيل استنلس تهيه مي گردند. به منظور پياده سازي اين فرآيندها از اجزا و قطعاتي به شرح زير در پكيج تزريق پاي الكتروليت استفاده مي گردد :
- محفظه براي نگهداري پدر پلي آكريل آميد
- سيستم تزريق پلي الكتروليك مايع يا پودر
- ميكسر
- مخزن رقيق سازي و نگهداري محلول
- پمپ تزريق يا دوزينگ پمپ
- دستگاه هشدار دهنده
- تابلوي برق و PLC
- لوله و اتصالات، شير اطمينان و تزريق و ...
پمپ تزريق به كار رفته در اين پكيج با توجه به نوع كاربرد دستگاه و مقدار محلول مورد نياز براي تزريق و ساير فاكتورها داراي انواع مختلفي مي باشد. به عنوان مثال از رايج ترين انواع دوزينگ پمپ مورد استفاده در اين پكيج مي توان به پمپ ديافراگمي و پمپ پنوماتيكي اشاره نمود .
پكيج تزريق پلي الكتروليت چه كاربردهايي دارد؟
همان طور كه اشاره شد، پلي الكتروليت يكي از پليمرهاي بسيار كاربردي براي منعقد سازي و لخته كردن ذرات معلق در آب و فاضلاب مي باشد. به همين دليل مي توان از آن در محيط هاي مختلفي استفاده نمود كه برخي از آنها عبارتند از :
- تصفيه آب و زلال سازي آن
- حذف مواد معلق در فاضلاب صنعتي و بهداشتي
- تصفيه فاضلاب توليدشده در پالايشگاه ها و كارخانجات پتروشيمي
- استفاده از پلي الكتروليت براي حذف رنگ در رنگرزي و كارخانجات توليد مواد پتروشيمي
- بهبود ضريب جذب آب كشاورزي
- تصفيه آب ورودي به سيستم هاي تهويه و خنك كننده
- حذف ذرات كلوئيدي موجود در پساب هاي صنايع فولاد
مزاياي استفاده از پكيج تزريق پلي الكتروليت
كاربرد بسيار گسترده پكيج تزريق پلي الكتروليت، نشان دهنده مزاياي متعدد آن و كارايي بالاي اين تجهيزات مي باشد. از مهم ترين مزايا استفاده از اين پكيج براي تزريق محلول پلي آكريل آميد مي توان به موارد زير اشاره نمود :
- بهره برداري آسان در زمان كم
- قابل طراحي در نوع تمام اتوماتيك و تزريق محلول به اندازه مناسب در زمان دقيق بدون نياز به اپراتور انساني
- عدم نياز به فضاي زياد براي جاگذاري و نصب
- راندمان بسيار بالا در تهيه و تزريق محلول منعقد كننده
- توليد محلول پلي الكتروليت با غلظت يكنواخت در 24 ساعت شبانه روز به طور كاملا پيوسته
- عدم نياز به تعمير و نگهداري
- بدنه كاملا مقاوم در برابر ضربه و تماس با مواد خورنده
- قابل طراحي در اندازه و ابعاد مختلف و متناسب با شرايط محيط مورد نظر
خريد پكيج تزريق پلي الكتروليت
خريد پكيج تزريق پلي الكتروليت با توجه به مزاياي آن، در صنايع مختلف يكي از كارهاي ضروري محسوب مي گردد. نكته بسيار مهم در خريد اين پكيج، توجه به اندازه و ابعاد و ظرفيت آن مي باشد. به عبارت ديگر، قبل از خريد پكيج تزريق پلي الكتروليت لازم است شرايط تصفيه خانه را در نظر داشته و بر همين اساس مراحل طراحي و توليد صورت گيرد. گروه مهر آذر با در نظر گرفتن شرايط تصفيه خانه و صنعت مورد نظر، فاكتورهاي مختلف طراحي را اندازه گيري نموده و طراحي و توليد را با بالاترين كيفيت انجام مي دهند.
فلوكولانت آنيوني يكي از مواد لخته ساز بسيار قوي با وزن مولكولي بالا مي باشد كه بر پايه پلي آكريل آميد اسيد شكل گرفته است. اين ماده منعقد كننده و لخته ساز براي حذف ذرات كلوئيدي با بار مثبت معلق در آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته و تاثير بسيار زيادي بر افزايش كيفيت و شفافيت خروجي تصفيه خانه ها خواهند داشت.
فلوكولانت آنيوني چيست؟
وجود ذرات كلوئيدي و تاثير منفي آنها بر سلامتي انسان باعث شده است تا روش هاي مختلفي در تصفيه فاضلاب و آب براي حذف آنها ارائه گردد. ذرات بسيار كوچك كه براحتي از تجهيزات فيلتراسيون عبور مي كنند، به دليل وزن مولكولي پايين و عدم ته نشيني، به يك چالش بزرگ در اين صنعت تبديل شده است. اين ذرات كه هم نام مي باشند، يكديگر را دفع نموده و در سطح آب پراكنده و معلق مي گردند. يكي از راه ها براي لخته سازي و ته نشيني ذرات معلق در آب، استفاده از فلوكولانت آنيوني و كاتيوني و ساير مواد منعقد كننده و لخته ساز مي باشد. فلوكولانت آنيوني به زنجيره هاي خطي با طول زياد از مونومرها گفته مي شود كه داراي بار منفي هستند و سطح آنها بدون پوشش مي باشد. علاوه براين، اين تركيبات پليمري داراي وزن مولكولي بالايي هستند و اين مي تواند به لخته سازي و ته نشيني ذرات موجود در آب كمك كند .
توليد فلوكولانت آنيوني
يكي از اصلي ترين فلوكولانت هاي آنيوني، پلي آكريل آميد اسيد يا پلي الكتروليت مي باشد كه از اتصال زنجيره هاي طولاني از مونورها توليد مي گردند. اين مواد براي استفاده در تصفيه آب و فاضلاب، صنايع غذايي، نساجي و توليد كاغذ و غيره به صورت هاي مختلف پودر، ژل و محلول توليد مي گردد. مسئله بسيار مهم در توليد فلوكولانت آنيوني، قدرت خوردندگي و واكنش پذيري بالاي آنها مي باشد. به همين منظور، پس از توليد فلوكولانت آنيوني يا كاتيوني بايد اين مواد را در ظروف با مقاومت بالا در برابر خوردگي از قبيل اپوكسي و ظروف پلاستيكي نگهداري نمود. علاوه براين، فلوكولانت آنيوني پس از توليد بايد حداكثر تا 24 ماه بعد مصرف شود .
كاربردهاي فلوكولانت آنيوني
حذف مواد آلي، معدني و ارگانيك موجود در آب يكي از گام هاي اصلي در تصفيه آب و فاضلاب به شمار مي رود كه با فرآيندهاي شيميايي و بيولوژيكي و تصفيه فيزيكي قادر به ته نشيني نمي باشند. با توجه به بار يوني اين ذرات و ph محيط مي توان از مواد منعقد كننده لخته ساز مختلف استفاده نمود. به عنوان مثال، اگر ذرات معلق در آب داراي بار مثبت باشند، لازم است با ذراتي با بار منفي جذب شده و لخته گردند. براي اين منظور از فلوكولانت آنيوني استفاده ميشود. از كاربردهاي اصلي و مهم فلوكولانت آنيوني مي توان به موارد زير اشاره كرد :
- تصفيه آب شرب و بهبود رنگ و درجه كيفيت و فاكتورهاي سلامتي آن
- بهبود رنگ در صنعت توليد كاغذ و نساجي و رنگرزي
- حذف ذرات كلوئيدي معلق در پساب هاي توليد شده در پالايشگاه ها
- حذف ذرات آلي و فلزات ريز معلق در پساب هاي صنعتي
- حذف باكتري و ذرات ارگانيك با وزن مولكولي پايين و معلق در فاضلاب بهداشتي و صنعتي و آب شرب
- بهبود آب مورد استفاده در صنايع سنگ بري، موزائيك سازي و معادن
كاربرد فلوكولانت آنيوني در تصفيه آب چيست؟
همان طور كه اشاره شد، يكي از اصلي ترين كاربردهاي فلوكولانت آنيوني در تصفيه آب شرب مي باشد. نقش آب در سلامتي بدن بسيار حياتي بوده و به همين منظور كيفيت آب شرب در تصفيه خانه به روش هاي مختلف افزايش پيدا مي كند. وجود ذرات فلزي بسيار ريز و شن و ماسه و ساير ذرات ارگانيك بسيار كوچك معلق در آب يكي از موارد بسيار مهمي مي باشد كه بايد نسبت به حذف آنها اقدام كردد. فلوكولانت آنيوني در تصفيه آب به همين دليل مورد استفاده قرار ميگيرد. فرآيند حذف ذرات معلق در آب به كمك اين گروه از مواد منعقد كننده و لخته ساز شامل گام هاي زير مي باشد :
- با ورود فلوكولانت هاي آنيوني به صورت پودر، ژل يا محلول به آب ذرات با بار مثبت جذب اين مواد مي گردند و از نظر بار يوني خنثي خواهند شد. با توجه به اينكه ذرات داراي وزن مولكولي پاييني هستند، در نتيجه ته نشين نميشوند .
- فلوكولانت ها در نقش پل و اتصال دهنده عمل نموده و اين ذرات را به هم متصل مي كنند و لايه اي شبيه به لخته از آنها را توليد مي كنند .
- لخته ها كه داراي وزن سنگيني هستند، با سرعت بيشتري در كف تصفيه خانه ته نشين شده و لجن توليد مي كنند .
با انجام اين مراحل، در نهايت آب نه تنها از نظر فاكتورهاي سلامتي در سطح بسيار خوبي قرار ميگيرد، بلكه رنگ آن نيز تا حد زيادي بهبود پيدا خواهد نمود. از اين مواد لخته ساز در اغلب مواقع به عنوان پيش تصفيه و گاهي در مرحله شفاف سازي و زلال سازي آب مورد استفاده قرار ميگيرند .
مزاياي استفاده از فلوكولانت آنيوني
كاربرد مواد فلوكولانت آنيوني بسيار زياد مي باشد كه دليل اصلي آن مزاياي متعدد اين تركيبات است. مهم ترين مزيت هاي استفاده از فلوكولانت آنيوني عبارتند از :
- حذف ذرات فلزي، آلي و كلوئيدي معلق در آب با سرعت بالا
- افزايش سرعت ته نشيني ذرات معلق در پساب ها
- هزينه كمتر نسبت به ساير روش هاي لخته سازي و تصفيه آب و فاضلاب
- عدم نياز به تجهيزات جانبي متعدد براي تصفيه و حذف ذرات معلق
- قابليت تركيب فلوكولانت آنيوني با ساير مواد
- توليد لجن با آب كمتر
آيا فلوكولانت آنيوني براي سلامتي مضر است؟
يكي از نگراني هاي رايج در استفاده از مواد منعقد كننده در صنعت تصفيه آب و فاضلاب، تاثيرات منفي آن بر سلامتي مي باشد. لازم به ذكر است كه فلوكولانت آنيوني هيچگونه ضرري براي بدن نداشته و تنها محدوديت آن، ايجاد سوزش و خارش در پوست و چشم در صورت تماس مستقيم با اين مواد مي باشد. لذا لازم است در نحوه استفاده از اين مواد دقت شود و از تماس مستقيم با پوست و چشم و استنشام بوي محلول آن جلوگيري گردد .
گروه مهر آذر يكي از بزرگترين تامين كننده هاي انواع فلوكولانت آنيوني، كاتيوني و غير يوني و مواد منعقد كننده و لخته ساز از بهترين برندهاي دنيا مي باشد.
پلي آكريل آميد كاتيوني يا پلي الكتروليت با بار مثبت يكي از اصلي ترين مواد منعقد كننده مي باشد كه در صنعت تصفيه آب و فاضلاب كاربرد گسترده اي دارد. استفاده از پلي آكريل آميد كاتيوني به معناي جذب ذرات معلق در آب و پساب هاي صنعتي با بار منفي و خنثي سازي محيط و لخته كردن اين مواد مي باشد. در ادامه به معرفي پلي الكتروليت كاتيوني پرداخته و به مزايا و روش توليد و همچنين مضرات آن براي سلامتي بدن مي پردازيم .
پلي آكريل آميد كاتيوني چيست؟
پلي آكريل آميد يا PAM (polyacrylamide) يكي از مواد منعقد كننده مي باشد كه به صورت زنجيره اي طولاني بوده و داراي آكريل آميد يا NH2 با فرمول شيميايي CH2CHCONH2 است. اين تركيبات پليمري داراي وزن مولكولي بالايي هستند و به صورت محلول در آب و مايع و پودر در صنايع مختلف مورد استفاده قرار ميگيرند. مهم ترين ويژگي پلي آكريل آميد كاتيوني، بهره مندي از بار مثبت و قدرت بالا در جذب ذرات با بار منفي مي باشد. ذرات با بار منفي معلق در پساب ها مانند ذرات شن و ماسه، جذب اين پليمرها شده و پس از از دست دادن بار منفي خود، به صورت لخته به هم چسبيده ميشوند و در نهايت در كف استخرهاي تصفيه ته نشين خواهند شد. همان طور كه از نام اين پليمر مشخص است، بخش مهمي از آن آكريل آميد يا NH2 مي باشد كه به شدت واكنش پذير و فعال است .
پس از ورود پلي آكريل آميد كاتيوني به درون مخزن و استخرهاي تصفيه فاضلاب، NH2 يا آكريل آميدهاي فعال آن ذرات با بار منفي را جذب نموده و روي سطح اين ذرات قرار ميگيرد. با از دست دادن آب در اين مرحله، لخته با حجم كم توليد ميشود و به مرور به حجم آن افزوده خواهد شد. در نهايت، لايه هاي بزرگ از لجن و مواد لخته شده روي سطح به كف استخر يا تصفيه خانه منتقل و ته نشين خواهند شد. در واقع با استفاده از پلي آميد آكريل كاتيوني مي توان سرعت لخته سازي و انعقاد و ته نشيني ذرات مواد معلق باردار موجود در آب و پساب ها افزايش داد .
توليد پلي آكريل آميد كاتيوني
توليد پلي آكريل آميد كاتيوني به صورت پودر و مايع صورت ميگيرد و با توجه به كاربرد آن مي توان انواع مختلفي از اين تركيب پليمري را انتخاب نمود. پس از توليد پلي آكريل آميد، ويژگي هاي يوني اين تركيبات دستگاري ميشود تا بار مثبت در آن ايجاد شده و پلي الكتروليت كاتيوني حاصل گردد. لازم به ذكر است كه در حال حاضر توليد پلي آكريل آميد كاتيوني، آنيوني و خنثي در كشورمان انجام نميشود و شركت هاي مختلف از قبيل مهر آذر تامين كننده و وارد كننده اين محصولات هستند .
كاربرهاي پلي آكريل آميد كاتيوني
با توجه به واكنش پذيري بسيار بالا آكريل آميد فعال در اين تركيبات، از اين مواد مي توان به عنوان منعقد كننده و گزينه اي مناسب براي رنگ بري در محيط هاي صنعتي استفاده نمود. از رايج ترين كاربردهاي پلي آكريل آميد كاتيوني مي توان به گزينه هاي زير اشاره كرد :
كاربرد پلي الكتروليت كاتيوني در تصفيه فاضلاب و آب
وجود ذرات كلوئيدي مانند چربي و روغن و ساير مواد معلق با بار مولكولي پايين يكي از بزرگترين چالش هاي در تصفيه آب و فاضلاب مي باشد. روش هاي مختلفي براي حذف اين مواد معرفي شده است كه از جمله آنها مي توان به استفاده از مواد منعقد كننده و لخته سازها اشاره نمود. ذرات شن و ماسه با بار منفي و مواد ارگانيك با بار مثبت براحتي با پلي آكريل آميد واكنش انجام داده و باعث لخته سازي آنها مي گردد. علاوه بر حذف آلاينده هاي موجود در آب و فاضلاب با اين روش، تا حد زيادي در بهبود رنگ آب و زلال سازي آن نيز استفاده از پلي آكريل آميد موثر عمل مي كند .
كاربرد پلي الكتروليت كاتيوني در صنعت كاغذ
استفاده از پلي الكتروليت كاتيوني در صنعت توليد كاغذ بسيار رايج مي باشد و در بهبود رطوبت دستگاه رنگ كاغذ، زهكشي ماشين و افزايش قدرت مرطوب انواع كاغذ موثر عمل مي كند .
از ديگر كاربردهاي پلي آكريل آميد با بار مثبت مي توان به استفاده در صنعت توليد نفت، جدا سازي جامد از مايع در كارخانجات توليد مواد غذايي و دارويي، تصفيه فاضلاب هاي صنعتي، زلال سازي آب آشاميدني و حذف رنگ در صنايع پتروشيمي و منعقد سازي جامدات معلق در صنعت توليد قند و شكر، بهبود خاك كشاورزي، توليد سموم دفع آفات و توليد سنگ هاي معدني اشاره كرد .
مزاياي استفاده از پلي آكريل آميد كاتيوني
كاربرد بسيار گسترده پلي الكتروليت كاتيوني در صنايع مختلف، نشان دهنده مزايا و نقاط مثبت متعدد اين مواد مي باشد. برخي از مزاياي استفاده از پلي آكريل آميد كاتيوني عبارتند از :
- واكنش پذيري بسيار بالا پلي آميدهاي فعال با ذرات كلوئيدي و نياز به مواد منعقد كننده كمتر نسبت به ساير نمونه هاي مشابه
- قدرت بالا در حذف ميكروارگانيسم ها، ذرات كلوئيدي و معلق در آب و پساب هاي صنعتي
- راندمان بالا در توليد لجن و قدرت لخته سازي بالا
- بهبود زمان ته نشيني مواد معلق در كف استخر و تصفيه خانه ها
آيا پلي آكريل آميد كاتيوني براي سلامتي مضر است؟
با توجه به سوالات و ابهاماتي از قبيل اينكه آيا پلي آكريل آميد كاتيوني براي سلامتي مضر است يا خير، لازم است به بررسي اين مسئله پرداخته شود. لازم به ذكر است كه پلي آكريل آميدها در حالت عادي هيچگونه ضرري براي سلامتي بدن نداشته و استفاده از آنها در صنايع مختلف كاملا مجاز و بدون خطر مي باشد. البته لازم است در استفاده از اين مواد براي تصفيه آب و فاضلاب يا ساير صنايع توجه داشته باشيد كه از تماس مستقيم آنها با بدن و چشم بايد خودداري شود .
تامين پلي آكريل آميد
با توجه به اينكه توليد پلي آكريل آميد در داخل ايران امكان پذير نمي باشد، لذا اين مواد همگي وارداتي بوده و متعلق به برندهاي مختلفي هستند. گروه مهر آذر يكي از بزرگ ترين تامين كنندگان پلي آكريل آميد كاتيوني مي باشد كه موادي با بالاترين كيفيت را با قيمت مناسب ارائه مي دهد.
پلي الكتروليت (Polyelectrolyte) يا پلي آكريل آميد يكي از منعقدكننده هاي بسيار قوي مي باشد كه در صنايع مختلف از قبيل تصفيه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار ميگيرد. اين مواد پليمري تركيباتي خطي از مونومرها مي باشند كه بر اساس بار الكتريكي آنها تقسيم بندي مي گردند. نقش اين مواد در لخته سازي و انعقاد ذرات كلوئيدي و معلق در پساب ها، جذب ذرات با بارهاي يوني مثبت و منفي و خنثي و اتصال آنها به يكديگر مي باشد.
انواع پلي الكتروليت
يكي از بزرگترين چالش ها در فرآيند تصفيه آب و فاضلاب، عدم ته نشين شدن ذرات با بار منفي و مثبت معلق مي باشد. به همين دليل از برخي مواد منعقد كننده يا لخته ساز در فرآيند زلال سازي آب و تصفيه فاضلاب استفاده ميشود. پلي الكتروليت (Polyelectrolyte) يكي از پليمرهاي بسيار كاربردي با زنجيره طولاني و قدرت واكنش پذيري بالا مي باشد كه قادر است ذرات باردار معلق را خنثي نموده و منجر به اتصال آنها به يكديگر و تشكيل لايه هاي بزرگ از مواد لخته شده گردد. اين مواد منعقد كننده به صورت پودر و محلول و ژل در دسترس بوده و در صنايع مختلف مورد استفاده قرار ميگيرند و به شدت به آب علاقه مند بوده و قادر به توليد محلول هاي آبي با غلظت زياد هستند. با توجه به بار يوني اين ذرات لازم است از انواع مختلف پلي الكتروليت استفاده شود. در حالت كلي بر اساس دنباله كاتيوني يا آنيوني متصل به ساختار پلي آكريل آميد، مي توان انواع پلي الكتروليت را به سه گروه تقسيم بندي نمود كه عبارتند از:
- پلي الكتروليت كاتيوني (cationic)
- پلي الكتروليت آنيوني (anionic)
- پلي الكتروليت خنثي يا نانيوني (non-ionic)
نوع كاتيوني پلي آكريل آميد (PAM) قادر است ذراتي مانند شن و ماسه كه داراي بار منفي هستند را به خود جذب كند و در مقابل، پلي آكريل آميد آنيوني قادر به جذب ذرات ارگانيك كه داراي بار مثبت هستند مي باشد. از مهم ترين ويژگي هاي هر يك از اين سه گروه مي توان به موارد زير اشاره نمود:
- قدرت بالا در واكنش پذيري با ذرات باردار و بدون بار معلق
- وزن مولكولي بالا
- افزايش سرعت ته نشيني مواد معلق
فرايند لخته سازي با پلي الكتروليت
همان طور كه اشاره شد، اصلي ترين دليل براي استفاده از پلي آكريل آميد، قدرت بالاي آن در انعقاد ذرات جامد و معلق مي باشد. با ورود پليمرهاي PAM به تصفيه خانه يا مخازن نگهداري از آب و پساب هاي صنعتي و نيمه صنعتي، ذرات با بار مثبت جذب پلي الكتروليت آنيوني و ذرات با بار منفي جذب كاتيوني مي گردند. در اين شرايط پليمرها در نقش يك اتصال دهنده بين ذرات معلق عمل ميكنند و منجر به ايجاد زنجيره و لايه هاي بزرگ مي گردند. در نهايت، با سنگين شدن وزن لايه هاي لخته شده ذرات معلق به كف مخزن يا استخر تصفيه شده و به مرور با تجهيزات مختلف لجن توليد شده در اين گام تخليه مي گردد.
كاربردهاي پلي الكتروليت
قدرت بسيار بالا پلي الكتروليك كاتيوني و آنيوني و نوع بدون بار آن در جذب ذرات باردار معلق در آب، باعث ميشود تا از اين گروه مواد منعقد كننده در صنايع مختلف استفاده شود. اين مواد بيشتر براي انعقاد ذرات معلق در دماي حدود 12 درجه سانتي گراد مورد استفاده قرار ميگريند. برخي از رايج ترين كاربردهاي اين منعقد كننده پليمري عبارتند از:
- زلال سازي آب آشاميدني با حذف ذرات شن و ماسه معلق در آن
- افزايش كيفيت پساب هاي صنعتي و بهداشتي با از بين بردن ذرات معلق
- استفاده در كارخانجات توليد شكر و منعقد شدن ذرات جامد معلق
- حذف ذرات چربي و روغن و گريس در كارخانجات توليد صنايع فولادي
- حذف رنگ در صنايع پتروشيمي
- از بين بردن ذرات كلوئيدي، چربي و روغن موجود در فاضلاب پالايشگاه ها
- افزايش ضريب جذب خاك كشاورزي
- استفاده از پلي آكريل آميد در صنايع توليد كاغذ
- جداسازي ذرات چربي در فرآيندهاي مختلف توليد مواد غذايي، داروسازي و بهداشتي و آرايشي
- استفاده از پلي آكريل آميد در توليد سموم دفع آفات
- مورد استفاده در صنعت چاپ به عنوان ماده منعقد كننده
مزيت استفاده از پلي الكتروليت
كاربرد پلي الكتروليت بسيار گسترده مي باشد و از آن مي توان در حوزه تصفيه آب و فاضلاب و همچنين صنايع مختلف استفاده نمود كه دليل اصلي كاربرد زياد آن، مزاياي اين مواد منعقد كننده پليمري مي باشد. از مهم ترين مزيت هاي Polyelectrolyte مي توان به گزينه هاي زير اشاره نمود:
- حذف آب در فرآيند اتصال ذرات معلق به يكديگر منجر به توليد لجن با آب كمتر مي گردد
- استفاده از اين مواد پليمري منعقد كننده منجر به افزايش و تغيير TDS آب نمي گردد
- لجن توليد شده با اين مواد بسيار كمتر از ساير مواد منعقد كننده مي باشد
- كاهش مقدار مصرف مواد منعقد كننده به دليل واكنش پذيري بالا
- خاصيت اسيدي پايين لجن توليدي در مقايسه با ساير مواد منعقد كننده
- قابليت حذف مواد ارگانيك و كاهش سطح ميكروارگانيسم هاي مضر براي سلامتي بدن
- عدم نياز به تنظيم كننده هاي PH
- افزايش سرعت ته نشيني مواد معلق
خريد پلي الكتروليت
توليد پلي الكتروليت به صورت پودر، محلول و ژل صورت مي گيرد و در صنايع مختلف از آن استفاده مي گردد. نكته بسيار مهم اين كه، در حال حاضر اين مواد منعقد كننده پليمري در ايران توليد نشده و محصولي وارداتي به شمار مي روند. گروه مهر آذر يكي از تامين كننده هاي شناخته شده اين مواد مي باشد كه به چند دليل مهم مي تواند يكي از گزينه هاي مناسب براي خريد پلي الكتروليت محسوب گردد. با توجه به نوع ذرات معلق در آب و پساب هاي صنعتي و بهداشتي، مقدار و ظرفيت تصفيه خانه و ساير شرايط محيطي، مي توان گزينه هاي مختلفي را براي خريد پلي الكتروليت انتخاب كرد.