فلوکولانت، لخته ساز یا منعقد کننده مواد شیمیایی هستند که با ایجاد لخته به رسوب مواد ناخواسته و زاید در یک محلول کمک می کند. فلوکولاسیون به فرایندی گفته می شود که در آن کلوئیدها – ذرات با قطر کم که بر رنگ یا کدورت آب تأثیر می گذارند – به صورت ذرات آزاد و انعقادی به نام فلاک به هم متصل و معلق می شوند. این ها می تواند به صورت خود به خودی یا با افزودن یک ماده تسریع کننده به نام فلوکولانت ایجاد شوند.
هنگامی که این ذرات به هم متصل می شوند ، فرآیند تصفیه فیزیکی را برای حذف آنها آسان می کند. مهمترین کاربرد فلوکولانت ها در تصفیه آب می باشد، تاسیسات تصفیه آب از مواد منعقد کننده برای خنثی سازی ذرات باردار معلق در آب استفاده می کنند. بنابراین می توان از فلوکولانت آنیونی ، کاتیونی یا دی فلوکولانت استفاده کرد.
لخته سازی یا فلوکولانت یک فرآیند تجمع ذرات دو مرحله ای است که در آن تعداد زیادی ذرات کوچک تعداد محدودی لخته های بزرگ را تشکیل می دهند.
مراحل فلوکولاسیون
انعقاد
ذرات کوچک معمولاً دارای بارهای سطحی منفی هستند که مانع تجمع و ته نشینی می شوند. مواد شیمیایی فلوکولانت می توانند جذب ذرات شده و بارها را متعادل کنند. شناسایی بارهای مخالف باعث می شود ذرات به هم چسبیده و باعث ایجاد لخته های زیر میکرون پایدار و معلق شوند. برای پراکندگی مناسب مواد شیمیایی منعقد کننده ، برای تقویت برخورد ذرات و تشکیل لخته ها مورد نیاز هستند.
لخته سازی
لخته سازی نیاز به اختلاط ملایم و استفاده از لخته ساز پلیمری با وزن مولکولی بالا دارد. لخته ها به شاخه های زیر میکرون جذب می شوند و پل زدن شکاف بین فلاک ها را تسهیل می کنند. نزدیک کردن ذرات به یکدیگر دامنه موثری را برای نیروهای جاذبه واندروالس ایجاد می کند تا انرژی لخته سازی را تولید کرده و لخته های بسته بندی شده آزاد را به وجود آورد. تجمع ، اتصال و تقویت گره ها تا زمان ایجاد ماکروفلاک های معلق در معرض دید رخ می دهد. ماکروفلاک ها به مخلوط شدن بسیار حساس هستند و گاهی در اثر مخلوط شدن شدید از هم جدا می شوند و صلاح آنها دشوار یا غیرممکن است.
انواع فلوکولانت
فلوکولانت ها به محض حل شدن در آب یونیزه می‌شوند و با توجه به گروه های متصل شونده به آنها، به ۳ گروه کلی و اصلی تقسیم می‌گردند که عبارتند از:
فلوکولانت کاتیونی
فلوکولانت کاتیونی به طور گسترده در واحدهای آبگیری لجن در پکیج تصفیه‌ی فاضلاب استفاده می شود. در فرآیندهایی که لجن با دکانتر گریز از مرکز، تسمه پرس یا فیلتر پرس آبگیری می شود، فلوکولانت کاتیونی که با کمک یک میکسر استاتیک مخلوط می شود، در خط لجن تحت فشار قرار می گیرد.
اصل کار محصول فلوکولانت کاتیونی به طور کلی مبتنی بر تبادل یونی بین زنجیره پلیمری در محلول آبی و بارهای الکتریکی ذرات جامد در حالت جامد معلق است. ساختارهای پایدار ذرات جامد مختل شده و منجر به انعقاد یا لخته شدن می شود.
فلوکولانت‌های کاتیونی از ۰.۰۵٪ تا ۰.۵٪ رقیق می شوند. محلول آماده سازی به طور کلی به صورت ۰.۱٪ – ۰.۲٪ با اضافه کردن محصول پودر شده به آب در طول اختلاط تهیه می شود. از آنجایی که ویژگی‌های لجنی که آبگیری می‌شود متفاوت است، دوزهای مورد استفاده در نتیجه آزمایش جار و آزمایش‌های عملیاتی در محیط آزمایشگاه تعیین می‌شوند.
فلوکولانت آنیونی
فلوکولانت آنیونی در ساختار پلیمری خود دارای کوپلیمرهای آکریل آمید و آکریلیک اسید می‌باشد و بار منفی دارد. کوپلیمرهای آکریلیک اسید خود دارای گروه های کربوکسیل با بار منفی می‌باشند. هرچه کوپلیمرهای آکریلیک اسید افزایش پیدا کنند، فلوکولانت با بار منفی بیشتری وجود خواهد داشت. فلوکولانت های آنیونی وزن مولکولی بالاتری نسبت به فلوکولانت های کاتیونی و خنثی دارند و داشتن این وزن مولکولی بالاتر باعث می‌شود جذب ذرات بالاتر برود، لخته های سنگین‌تر ایجاد شود و سرعت ته نشینی افزایش یابد. فلوکولانت آنیونی بهترین فلوکولانت موجود در بازار ایران است.
فلوکولانت خنثی
فلوکولانت خنثی بدون بار و خنثی می‌باشد که از مهم ترین آنها می‌توان به پلی آکریل آمید و پلی اتیلن اکساید اشاره کرد.
ازاین‌رو برای حل این مشکلات راه‌حل‌های ترکیبی در دست بررسی و توسعه است. به این صورت که پلیمرهای مصنوعی را به نوع طبیعی آنها پیوند می‌زنند تا فلوکولانت مناسبی برای تصفیه آب ایجاد شود. با این کار ویژگی‌های بهینه هر دو در این فلوکولانت وجود خواهد داشت.
مزایای فلوکولانت
فلوکولانت از ویژگی ها و خصوصیات منحصر به فرد و خوبی برخوردار است و استفاده از آن مزایای زیادی دارد که در زیر به این مزایا و ویژگی ها اشاره شده است.
- کیفیت و شفافیت آب را افزایش می‌دهد.
- فلزات سنگین و مواد شیمیایی را حذف می‌کند.
- باکتری ها، ویروس ها، میکروارگانیسم ها و انگل های موجود در آب را به صورت چشمگیری کاهش می‌دهد.
- باعث کم شدن حجم لجن موجود می‌شود.
- آلودگی کلوئیدها و ذرات جامد را کاهش می‌دهد و در برابر آلودگی، حفاظت موثری دارد.
- به حذف و از بین رفتن ذرات کوچک کمک می‌کند.
- از عمر مفید طولانی و بالایی برخوردار است.
- حمل و نگهداری از آن آسان می‌باشد.
- بازدهی و عملکرد فیلتراسیون آب را بهبود می‌بخشد و افزایش می‌دهد.
- هزینه های مصرفی و جانبی موجود کاهش پیدا می‌کند.
- سرعت ته نشین شدن ذرات و لخته سازی را افزایش می‌دهد.
- باعث صرفه جویی در هزینه های مربوط به تصفیه آب می‌شود.
- مصرف انرژی کم و پایینی دارد.
کاربرد فلوکولانت ها
کاربرد منعقد کننده‌‌ی فلوکولانت‌ها به صورت زیر است:
استفاده در تصفیه آب
از آن می‌توان برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. در فرآیند تصفیه آب، برای این که آب شفاف و زلال شود و تیرگی آن از بین برود از فلوکولانت استفاده می شود.علاوه بر این، برای تصفیه آب جهت حذف مواد جامد معلق، غیرآلی، آلی یا ترکیبی از هر دو نوع منعقد کننده استفاده می‌شود.
استفاده در حفاری‌های نفتی
برای به حداکثر رساندن کیفیت آب برای تخلیه یا استفاده مجدد از آن اغلب یک اصل مهم در تأمین نیازهای زیست محیطی فرآیند و عامل اصلی در کاهش هزینه کل عملیات حفاری است. در نتیجه استفاده گسترده‌ای از کاربرد منعقد کننده‌ها و فلوکولانت‌ها برای تصفیه آب و فاضلاب در فرآیندهای حفاری می‌شود.
استفاده در صنعت کاغذسازی
در صنایع کاغذسازی نیز استفاده می‌شود. دلیل استفاده از فلوکولانت در صنعت کاغذسازی به‌منظور جمع آوری پالپ موجود در مایع و همین طور افزایش پایداری و بهبود بخشیدن کیفیت کاغذ می‌باشد.
استفاده از فلوکولانت در صنایع غذایی و بهداشتی
از موارد استفاده این محصولات در لوازم بهداشتی می‌توان به کاربرد آن در انواع شامپو، صابون و دیگر لوازم آرایشی بهداشتی اشاره کرد. در صنایع غذایی، به‌عنوان روکشی برای محافظت آنها در بسته‌بندی مواد غذایی به‌کار می‌روند.
زمینه‌های استفاده دیگر از فلوکولانت‌ها در صنعت:
-گروه سنگ مرمر، گرانیت، سرامیک
-مواد غذایی (تاسیسات تلفیقی مرغ، گوشت، ماهی، شیر، نوشیدنی، کنسرو، تولید شکر)
-تاسیسات انرژی، نیروگاه‌های حرارتی
-صنعت خودرو
-سازندگان چرم
-منسوجات
-تصفیه آب استخر
-شیشه و لاستیک صنعت
-صنعت معدن (معادن طلا-بور- زغال سنگ و غیره)
-صنایع دارویی و شیمیایی
- شهرداری‌ها و تصفیه خانه‌های فاضلاب
دراین مطلب با فلوکولانت، انواع فلوکولانت و … آشنا شدید. اگر علاقه مند به این مطلب بودید میتوانید سایر مطالب مشابه را در قسمت مقالات سایت مطالعه نمایید.
چنانچه در حوزه کاری خود به مشکلی برخورد کرده‌اید و در جستجوی فرد و یا شرکت‌های توانمند برای حل مشکلتان هستید می توانید با عضویت در سامانه گلوپ و ثبت مشکل خود با این افراد و شرکت ها ارتباط برقرار کنید.
برای مشاهده مطالب بیشتر به گلوپ پلاس مراجعه فرمایید.