نام تجاریاش آلوم یا زاج سفید میباشد. با اضافه کردن به آب با بیکربنات کلسیم و آب واکنش داده، هیدروکسید آلومینیوم ایجاد میکند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی، بدون بار شده، لختههای درشتتر ایجاد میکند. در صورت ناکافیبودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم، از آبآهک و کربنات سدیم استفاده میشود. چون +H مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم میشود. عیب مهم استفاده از زاج، ایجاد سختی کلسیم و CO2 (عامل خورندگی) میباشد.
▪ آلومینات سدیمNa3AlO3
این ترکیب هم در اثر واکنش با بیکربنات کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم میکند. به علت خاصیت قلیایی، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد.
۲)منعقد کنندههای آهندار
▪ سولفات فرو (FeSO4- ۷H2O):
با ایجاد هیدروکسید آهن III، باعث انعقاد ذرات کلوئیدی میشود. همراه آهک هیدراته استفاده میشود.
▪ سولفات فریک:
میتواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و ازلحاظ اقتصادی باصرفهتر از زاج است. مزیتش نسبت به زاج این است که در میدان وسیعی از pH عمل میکند. زمان لازم برای تشکیل لختهها کمتر است و لختهها درشتتر و وزینتر هستند. با بهره گرفتن از سولفات فریک در pH حدود ۹، منگنز موجود در آب حذف میشود و باعث از بین رفتن طعم و بوهای خاص آب میشود.
▪ کلرور فریک FeCl3-6H2O
از پرمصرفترین منعقد کنندههاست و به صورت پودر، مایع یا متبلور به فروش میرسد. در اثر واکنش با بیکربنات کلسیم یا هیدروکسیدکلسیم، ایجاد هیدروکسیدآهن III میکند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی بهشمار میرود.
۴-۳-۲-۴ عوامل مؤثر در انعقاد
۱) pH و قلیائیت:
به علت حذف +H از محیط، برای ایجاد هیدروکسیدهای فلزی باید pH قلیایی باشد. برای تنظیم pH، اغلب از آبآهک استفاده میشود، ولی نباید در حدی باشد که باعث افزایش بیرویه سختی آب شود.
۲) مقدار ذرات معلق:
هرچه ذرات معلق بیشتر باشد، مصرفکننده منعقدها هم بالا میرود.
۳) اثر عوامل فیزیکی:
با کاهش دما و نزدیک شدن به صفر، مشکلات جدی در امر انعقاد به وجود میآید و لختهشدن کاهش مییابد. به همین دلیل، مقدار مصرف منعقدکنندهها در تصفیهخانهها در زمستان بیشتر از تابستان است.
۴) مواد منعقدکننده:
قدرت انعقاد بالا، انعقادکنندگی در گستره pH وسیع و همچنین مناسب بودن قیمت از خواص یک منعقدکننده خوب میباشد. علاوه بر این میتوان از کمکمنعقدکنندهها،۲ CO محلول، دور همزنهای مورداستفاده در عملیات انعقاد از عوامل مؤثر انعقاد نام برد.
۴-۳-۲-۵ کمک منعقدکنندهها
کمک منعقدکنندهها با ایجاد پل بین ذرات ریز لخته حاصل از کار منعقدکنندهها، آنها را به صورت لختههای درشت و سنگین درآورده، عمل تهنشینی را سرعت میبخشند. همچنین محدوده pH بهینه را گسترش داده، مقدار مصرف ماده منعقدکننده را کاهش میدهند.
چند نمونه از کمک منعقدکنندهها مورداستفاده در تصفیهخانهها
▪ کربنات سدیم:
با تثبیت pH آب و افزایش یونهای -OH، عمل انعقاد را بهبود میبخشد، مخصوصاً اگر منعقدکننده مورد مصرف زاج باشد.
▪ آهک هیدراته:
برای جبران کمبود قلیائیت محیط و از بین بردن CO2 و کاهش سختی آب استفاده میشود.
▪ گاز کلر:
از بین بردن مواد آلی موجود در آب که عامل ممانعتکننده در انعقاد هستند.
▪ پلی الکترولیتها:
دارای خواص پلیمر و الکترولیتی بوده، میتوانند اندازه لختهها را درشتتر نمایند. از دیگر موارد مورداستفاده، سیلیس فعال یا سدیم سیلیکات و بنتونیت (عامل پلاستیسیته کردن سرامیک) میباشد.
۴-۳-۲-۶ آزمایش جار
۱- ابتدا مقادیر یکسانی فاضلاب مورد آزمایش را درون بشرها ریخته و همزن درون بشرها قرار میگیرد. مقدار ماده منعقدکننده ثابت به ترتیب روی مقادیرpH 3.5، ۵.۵، ۷.۵، ۹.۵ و گاهی ۱۱.۵ تنظیم میشود و همه آنها به مدت یک دقیقه با سرعت۱۲۰rpm به هم زده میشوند و به مدت ۲۰ دقیقه برای انجام لخته سازی هم زدن را ادامه میدهند. بهتر است زمان تشکیل اولین لخته یادداشت شود و بعد از خاموش کردن همزنها زمان تهنشینی نیز یادداشت شود.
شکل۴-۱۰- دستگاه جارتست
۲- در pHبهینه مقادیر مختلف ماده منعقدکننده به بشرها اضافه می شود. مشخص است که میزان ماده منعقدکنندهای ایده آل است که حداقل میزان مصرف آن بهترین نتیجه را از نظر تشکیل فلوک داشتهباشد.
۳-این نمونه به مدت ۱دقیقه در دور تند (۱۲۰rpm) و ۲۰ دقیقه با سرعت کم(۲۵ rpm) اختلاط داده میشود.
۴- نمونه موجود در هریک از بشرها را ازنظر قابلیت تهنشینی لختههای تشکیلشده آزمایش میکنند. برای مثال در یکزمان معین حجم رسوب تهنشینشده در هر یک از نمونهها را تعیین و تغییرات بهدستآمده به ازای pH رسم می شود. بدینترتیب بهترین pH جهت عملیات انعقاد به دست میآید.
۴-۳-۲-۷ بهینهسازی فرایند انعقاد در تأسیسات موجود تصفیهخانههای آب
در تصفیهخانههای متعارف آب، توجه به بهینهسازی فرایند انعقاد برای حذف مواد آلی کربنه (TOC) از اهمیت قابلتوجهی برخوردار است. در مناطقی که از سامانهی صافسازی مستقیم برای تصفیهی آب استفاده میشود اجرای این شیوه چندان موردتوجه نیست. زیرا میزان موادآلی در آبهای زیرزمینی پایین بوده و در فرایند صافسازی مستقیم نیز حوض تهنشینی بعد از مرحلهی انعقاد وجود ندارد تا حذف قابلتوجهی از مواد آلی کربنه در آن صورت گیرد. در اجرای فرایند انعقاد پیشرفته، توجه به ویژگیهای کیفی و غلظت مواد آلی کربنه آب خام ضرورت دارد. به منظور اجرای عملیات حذف مواد آلی کربنه بر مبنای آزمایش جار یا پایلوت، معیارهای حذف تعیین میشود. در کاربرد این فرایند، باید اثرات جانبی آن بررسیشده و به منظور اجرای آن تغییراتی که باید در تأسیسات موجود تصفیهخانهها ازجمله تأسیسات تزریق مواد شیمیایی، بهرهبرداری از واحدهای لختهسازی، تهنشینی و صافسازی و راهبری و مدیریت لجن ایجاد شود، موردمطالعه قرار گیرد. بدیهی است که با انجام تغییر در واحدهای برشمرده میزان لجن تولیدی افزایشیافته و ویژگیهای لخته تغییر میکند. همچنین با کاهش pH برای حذف TOC در عملیات انعقاد بهینهشده، احتمال خوردگی در تأسیسات تصفیهخانه، از دیگر مشکلات و اثرات آن خواهدبود.]۲۲[
-
- بهینهسازی فرایند انعقاد
اجرای شیوهی انعقاد پیشرفته در فرآیندهای تصفیهی آب در حذف کل مواد آلی کربنه (TOC) با درنظرگرفتن اهداف زیر میباشد:
▪ کاهش قابلتوجه مواد آلی کربنه بدون اضافهکردن مقادیر غیرمعقول مواد منعقدکننده.
▪ اجرای انعقاد پیشرفته با حداقل هزینه.
بر مبنای این اهداف استاندارد اجرایی انعقاد پیشرفته در حذف مواد آلی کربنه با بهره گرفتن از شیوهی دومرحلهای در نظر گرفتهشدهاست. مرحلهی نخست تقلیل درصد خاصی از مواد آلی کربنه ی ورودی بر اساس مواد آلی و قلیائیت آب خام میباشد و مرحلهی دوم زدایش مواد آلی کربنه در مواقعی است که با توجه به ویژگیهای کیفی آب خام به درصدهای موردنظر حذف مواد آلی کربنه (TOC) در مرحلهی نخست نرسیده باشد. در مورد این شیوهها، انجام آزمایش جار برای رسیدن به معیارهای مرحله دوم حذف TOC و تعیین نوع و میزان مواد منعقدکننده و کمکمنعقدکننده ضرورت دارد. از کاربرد انعقاد پیشرفته در فرآیندهای متداول تصفیهی آب، انجام آزمایشهای پیشرفته در فرآیندهای متداول تصفیهی آب، انجام آزمایشهای به صورت BENCH یا پایلوتی، باید صورت گیرد. انجام این کار به منظور تعیین شرایط انعقاد برای رسیدن به معیارهای مرحلهی نخست حذف مواد آلی کربنه و یا معیارهای مرحله دوم حذف مواد آلی کربنه میباشد.
-
- انعقاد پیشرفته در تأسیسات موجود تصفیهی آب
در اجرای این شیوه در تصفیهخانههای موجود آب، ممکن است نیازی به انجام تغییرات در تأسیسات زیر باشد:
۱) تأسیسات تزریق مواد شیمیایی ( منعقدکنندههای فلزی، موادپلیمری، موادشیمیایی پایینآورنده و بالابرندهی pH)
۲) نحوهی بهرهبرداری از واحدهای لختهسازی، تهنشینی و صافسازی
۳) راهبری و مدیریت لجن تولیدی
انعقاد و لختهسازی یک فرایند فیزیکی- شیمیایی است که توسط آزمایش جار میزان مادهی منعقدکننده، کارآمدی و زمان ماند مناسب آن برآورد میشود.
در مورد بسیاری از آبها، عاملهای مختلفی دخالت دارند تا لختههای تشکیلشده در مرحلهی انعقاد و لختهسازی بتواند مواد آلی و کدورت را به دام انداخته و تحت یک شرایط مطلوب، تهنشینی سریع لختههای تشکیلشده صورت گیرد. درصورتیکه تهنشینی به طور مطلوب انجام شود، بار ورودی لختهها به صافیها کاهش مییابد و در صورت تهنشینی ضعیف، مدتزمان کارکرد صافیها و ظرفیت تصفیه کاهش خواهدیافت.
در کاربردهای انعقاد پیشرفته ممکن است نیاز به تغییر اساسی در دز منعقدکننده در تأسیسات تصفیه باشد. همچنین ممکن است در بعضی از تصفیهخانهها، مواد شیمیایی از قبیل اسید یا آهک به منظور بهبود فرایند انعقاد، استفاده شود. برای این منظور نیاز به برنامهریزی برای تأمین مواد شیمیایی خواهد بود. بر مبنای آزمونهایی که قبل از اجرای این شیوه صورت میگیرد، میبایست میزان مواد شیمیایی و اصلاحهای لازم از قبیل اضافه کردن اسید برای کاهش pH، قبل از توزیع آب در شبکه تعیین شود.
مواردی که در تغییر تأسیسات موجود تصفیه آب برای انجام فرایند انعقاد و لختهسازی پیشرفته نیاز است شامل:
▪ در نظرگرفتن مخازن ذخیره و تجهیزات موردنیاز تزریق برای منعقدکنندهها