کاربرد پلی آلومینیوم کلراید چیست ؟
کاربرد منعقد کننده های همچون سولفات آلومینیوم و پلی آلومینیوم کلراید در حذف کدورت از آب ورودی و مصرفی کارخانه ها و آب مصرفی خوراکی شهرها و نیز پساب ها میباشد.
فرایند انعقاد از جایگاه ویژه ای در فرایند تصفیه آب برخوردار است.
پلی آلومینیوم کلراید به اختصار پک نیز نامیده می شود.
در آب های سطحی همواره انواع مختلفی از مواد معلق و کلوئیدی وجود دارد که باعث کدورت و تا حدودی رنگ آب می شود. جهت حذف آنها باید از مواد منعقدکننده استفاده کرد،که پلی آلومینیوم کلراید(پک) در فرآیند انعقاد از جایگاه ویژه ای برخوردار است.
رایج ترین منعقد کننده های اولیه برای تصفیه آب و حذف کدورت سولفات آلومینیوم و کلروفریک بودند، اما امروزه PAC به طور گسترده ای به عنوان جایگزین برای دو منعقد کننده قدیمی استفاده می گردد.
جایگزینی PAC بجای آلومینیوم سولفات بعنوان کواگولانت در تصفیه آب آشامیدنی و پساب ها از لحاظ اقتصادی و تکنیکی نیز کاملا ارجحیت داشته و دارد.
به علت عدم شناخت کافی از پلی آلومینیم کلراید و امتیازات آن، استفاده ازآن در خارج از کشورهای توسعه یافته فراگیر نشده و همچنان استفاده از آلومینیوم سولفات و کلرورفریک همراه آهک مرسوم است.
در حال حاضر پلی آلومینیوم کلراید (پَک) در کشورهایی نظیرآمریکا، چین، ایتالیا، کانادا، فرانسه و انگلستان به یکی از متداول ترین منعقدکننده های مورد استفاده در صنعت تصفیه آب و فاضلاب تبدیل شده است، هچنین در ایران نیز بسیاری از صنایع این ماده را به عنوان جایگزین منعقد کننده های قدیمی مورد استفاده قرار داده اند.
مکانیزم عملکرد منعقد کننده های قدیمی ناپایدارسازی بود که از طریق فشردگی لایه مضاعف الکتریکی در اطراف ذره کلوئیدی انجام می شد. در حالی که، پلی آلومینیوم کلراید عملیات ناپایدارسازی را به روش جذب در سطح ذره کلوئیدی و ایجاد پلهای اتصالی ذره- پلیمر-ذره، انجام می دهد.
این مکانیزم عمل پلی آلومینیوم کلراید موجب افزایش سرعت ناپایدارسازی ذره ای و در نتیجه رشد سریعتر ذرات و نهایتا بهبود جداسازی ذرات از آب می شود .
انعقادسازی موفق با منعقد کننده های معدنی :
برای انعقادسازی موفقیت آمیز با منعقد کننده های معدنی لازم است که:
۱) ماده منعقد کننده در زمان تزریق، در همه نقاط آب، به سرعت پخش شود تا در کنار کمپلکس های حاصل از هیدرولیز به اندازه کافی ذرات معلق وجود داشته باشند تا از پلیمریزاسیون آنها جلوگیری شود.
۲) ذرات معلق که در اثر جذب سطحی کمپلکس ها ناپایدار شده اند باید باهم برخورد کنند تا تجمع ذرات انجام شود.
۳) pH محیط باید در محدوده ای باشد که رسوب ایجادشده، کمترین حلالیت را داشته باشد. هر میلی گرم آلوم حدود ۰/۱۶ میلی گرم رسوب (Al(OH تولید می کند و در آن صورت باید به آب مواد قلیایی چون آهک، سود و سودا اضافه کرد.
اضافه کردن آهک باعث کاهش سختی آب میشود و به علت ارزانی و نیز تولید ه های بهتر، بر مواد دیگر ترجیح دارد.
اگر pH آب در محدوده مناسب نباشد. (برای هر ماده منعقد کنندهای pH مناسب تفاوت میکند) در آن صورت ه های ایجادشده ریز، سبک و شکننده خواهد بود و علاوه بر آن مقدار قابل توجهی آهن یا آلومینیم محلول در آب خواهیم داشت که می توانند در مراحل بعدی ایجاد اشکال کنند.
در بعضی از تصفیه خانه های آب از پلی آلومینیم کلراید یا پک استفاده می شود که باعث کاهش قلیائیت نمی شود.
تفاوت حذف ذرات معلق معدنی و مواد آلی :
pH بهینه برای حذف مواد آلی محلول در آب معمولا کمی کمتر از pH بهینه برای حذف ذرات معلق معدنی است.
دو مکانیسم احتمالی برای حذف مواد آلی توسط منعقد کننده ها عبارتند از:
الف- تشکیل پیوند بین ف و سایتهای آنیونی مواد آلی محلول در آب و در نتیجه تعدیل بار آنها و کاستن از حلالیت آن ها. برای ملکول های بزرگ این کار منجر به رسوبی میشود که در اثر فیلتراسیون یا ته نشینی از آب جدا میشود .
ب – جذب سطحی مواد آلی روی رسوبات هیدروکسید فی.
در pH های حدود پنج تا شش، اغلب مواد آلی محلول در آب دارای بار منفی هستند ولی هیدروکسید آهن و آلومینیوم بار مثبت دارند که در نتیجه جذب سطحی در اثر تعدیل بارها حاصل در آب سولفات آلومینیوم هم می تواند یون آلومینیوم Al3+ تولید کند و هم می تواند تولید هیدروکسید آلومینیوم نماید.
یون آلومینیوم با دانسیته ی بار زیاد می تواند در تضعیف پتانسیل الکتریکی ذرات باردار نقش مثبتی ایفا کند و در نتیجه به ناپایدار کردن ذرات کلوئیدی کمک کند.
اما هیدروکسید آلومینیوم با جذب سطحی ذرات کلوئیدی میتواند در کاهش کدورت و رنگ آب نیز نقش بازی کند.
این که چقدر از سولفات آلومینیوم تزریقی صرف ناپایدار کردن ذرات کلوئیدی می شود و یا چقدر از سولفات آلومینیوم تزریقی صرف تولیدهیدرو کسید آلومینیوم برای جذب سطحی ذرات کلوئیدی می شود بستگی به pH آب دارد.
با اضافه کردن آلوم به آب واکنش زیر انجام می شود:
Al2(SO4)3 + 6H2O => Al(OH)3 + 3H2SO4
علاوه بر تولید هیدروکسید آلومینیم چسبناک که در حین ته نشینی تعدادی از ذرات معلق و نیز یونهای محیط را حذف می کند، اسید تولید شده نیز با قلیائیت آب ترکیب می شود.
Ca(HCO3)2 + H2SO4 => CaSO4 + 2CO2 + 2H2O
دی اکسید کربن تولیدی می تواند مزاحم فرآیند انعقادسازی شود زیرا به جای ته نشینی مواد باعث شناوری آنها می شود بعلاوه کاهش قلیائیت آب باعث تغییر سریع pH آب می شود از این رو کنترل pH در انعقادسازی بسیار مهم است.
استفاده از آلوم برای آب نرم (سبک شده) و آب هایی که از نظر مواد رنگی غنی هستند، موجب خوردگی می شود.
برای رفع این مشکل از آلومینات سدیم استفاده می شود.
آلومینات سدیم یک ماده منعقد کننده قلیایی است که گاهی اوقات به همراه آلوم برای کمک به قلیایی کردن محیط استفاده می شود.
واکنشهای شیمیایی آلومینات سدیم با آب وقتی که به تنهایی و نیز هنگامی که به همراه آلوم مصرف در آب سولفات آلومینیوم هم می تواند یون آلومینیوم تولید کند و هم می تواند تولید هیدروکسید آلومینیوم نماید.
یون آلومینیوم با دانسیته ی بار زیاد می تواند در تضعیف پتانسیل الکتریکی ذرات باردار نقش مثبتی ایفا کند و در نتیجه به ناپایدار کردن ذرات کلوئیدی کمک کند.
اما هیدروکسید آلومینیوم با جذب سطحی ذرات کلوئیدی میتواند در کاهش کدورت و رنگ آب نیز نقش بازی کند.
این که چقدر از سولفات آلومینیوم تزریقی صرف ناپایدار کردن ذرات کلوئیدی می شود و یا چقدر از سولفات آلومینیوم تزریقی صرف تولید هیدرو کسید آلومینیوم برای جذب سطحی ذرات کلوئیدی می شود بستگی به pH آب دارد.
دی اکسید کربن تولیدی می تواند مزاحم فرآیند انعقادسازی شود زیرا به جای ته نشینی مواد باعث شناوری آنها می شود بعلاوه کاهش قلیائیت آب باعث تغییر سریع pH آب می شود از این رو کنترل pH در انعقادسازی بسیار مهم است.
ستفاده از آلوم برای آب نرم (سبک شده) و آب هایی که از نظر مواد رنگی غنی هستند، موجب خوردگی می شود. برای رفع این مشکل از آلومینات سدیم استفاده می شود.
آلومینات سدیم یک ماده منعقد کننده قلیایی است که گاهی اوقات به همراه آلوم برای کمک به قلیایی کردن محیط استفاده میشود.
استفاده از مواد منعقد کننده گاهی باعث حذف مواد معدنی مزاحم نیز می شود. مثلاً غلظت مس و جیوه ی موجود در فاضلاب ها را می توان به طور موفقیت آمیزی با انعقادسازی کاهش داد.
توجه به این نکته مهم است که سولفات آهن (II) برای تولید ه احتیاج به اکسیژن دارد پس اکسیژن محلول در آب کاهش مییابد از این رو برای تهیه آب شرب مطلوب نیست.
آب ,آلومینیوم ,ذرات ,مواد ,های ,منعقد ,می شود ,منعقد کننده ,آلومینیوم کلراید ,پلی آلومینیوم ,می تواند ,سولفات آلومینیوم تزریقی ,تواند مزاحم فرآیند ,مزاحم فرآیند انعقادسازی ,ماده منعقد کننده
درباره این سایت