انواع فلوکولانت

انواع مختلف فلوکولانت در طیف گسترده ای از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. هر یک از انواع این منعقد کننده ها دارای خواص و ویژگی های خاصی هستند و مصارف گوناگونی دارند. در واقع، با توجه به رشد و توسعه فن آوری در جوامع امروزی، میزان آلودگی های زیست محیطی در سراسر جهان روندی صعودی دارد. این موضوع یکی از دلایل اصلی آلودگی آب ها و محیط زیست به شمار می آید. از این رو، پاکسازی محیط زیست و تصفیه آب و فاضلاب اهمیت بالایی دارد.

منبع: https://tarikhema.org/rep/133672/

انواع فلوکولانت آلی و معدنی به دلیل داشتن ویژگی های لخته سازی، انعقاد و پراکندگی نقش مهمی در فرآیند تصفیه آب بر عهده دارد. انتخاب نوع این کمک منعقد کننده با ساختار و بار الکتریکی ذرات کلوئیدی در ارتباط است. این ماده جامد، بی رنگ، بدون بو و دارای خاصیت انحلال پذیری است. به طور کلی، این ترکیبات شیمیایی به گروه های کاتیونی، آنیونی و غیر یونی (نانیونیک) تقسیم می شوند. در ادامه به بررسی ویژگی های هر گروه خواهیم پرداخت.

فلوکولانت ها به محض حل شدن در آب یونیزه می شوند و با توجه به گروه های عاملی متصل به آنها به ۳ دسته کلی آنیونی، کاتیونی و خنثی تقسیم بندی می شوند. معمولا برای تصفیه آب از فلوکولانت خنثی یا آنیونی استفاده می شود.

فلوکولانت آنیونی: بیشتر فلوکولانت های موجود در صنعت از کوپلیمرهای آکریل آمید و آکریلیک اسید می باشند.از انجاییکه کوپلیمرهای آکریلیک اسید دارای گروه های کربوکسیل با بار منفی بوده بنابراین هرچه مقدار کوپلیمرهای آکریلیک اسید را افزایش دهیم فلوکولانت با بار منفی بیشتری خواهیم داشت.

فلوکولانت های آنیونی معمولا نسبت به فلوکولانت های کاتیونی و خنثی از وزن مولکولی بالاتری (۱۴ تا ۱۸ میلیون گرم بر مول) برخوردار می باشد. وزن مولکولی بالای این ماده و خاصیت آنیونی آن منجر به جذب ذرات ،ایجاد لخته های سنگین و در نتیجه افزایش سرعت ته نشینی می شود.

فلوکولانت کاتیونی: این دسته از فلوکولانت معمولا در ساختار پلیمری خود گروه های آمونیوم، سولفونیوم و فسفونیوم بوده و دارای بار مثبت می باشند.

فلوکولانت خنثی: این دسته ازفلوکولانت ها بدون بار یا خنثی بوده که از مهمترین آنها میتوان به پلی آکریل آمید و پلی اتیلن اکساید اشاره کرد.

پلی الکترولیت آنیونی

فلوکولانت آنیونی ترکیبی از اکریل آمید است که به پلیمرهای شکل یافته بار منفی می دهد. این پلی الکترولیت به عنوان یک پلیمر خطی محلول در آب نقش آنیون ایفا می کند و برای ته نشینی ذرات با بار الکتریکی مثبت به کار برده می شود. پلی الکترولیت آنیونی در دمای بالای پلیمریزاسیون سنتز می شود و این عمل بر پایه امولسیون پلی اکریل آمید با جرم مولکولی بالا صورت می گیرد. یکی از مهم ترین ویژگی های این ترکیب، ایجاد پیوندهای کووالانسی و هیدروژنی است.

فلوکولانت آنیونی در مقایسه با نوع کاتیونی آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کند. کاهش هزینه های دفع آب و فاضلاب، قابلیت ترکیب با سایر مواد و استفاده آسان از مزایای این نوع کمک منعقد کننده محسوب می شوند. این ترکیب در حلال هایی از قبیل اتر، بنزین، استون و آلیفاتیک تقریباً نامحلول است. از پلی الکترولیت های آنیونی در صنایع مختلفی از جمله نساجی، پتروشیمی، متالوژی، بازیافت فرآورده های روغنی، تولید خمیر کاغذ و فرآوری مواد معدنی استفاده می شود.

 پلی الکترولیت غیر یونی

انتخاب نوع فلوکولانت بر اساس بار الکتریکی کلوئیدهای معلق در محلول صورت می گیرد. ذرات کلوئیدی با بار مثبت از پلی الکترولیت های آنیونی و کلوئیدهای با بار منفی از نوع کاتیونی استفاده می کنند. چنانچه این ذرات فاقد بار الکتریکی باشند، نوع غیر یونی این ترکیب شیمیایی به کار گرفته می شود. پلی الکترولیت های نانیونیک از پلی اکریل آمیدهای خالص تشکیل شده اند و در محلول خاصیت خنثی دارند.

فلوکولانت غیر یونی به صورت پودر گرانولی سفید رنگ در دسترس است. از این ماده برای ایجاد رسوب ذرات معلق در آب و پساب های صنایع مختلف استفاده می شود. این نوع ترکیب شیمیایی پس از انحلال در آب، خاصیت بدون بار از خود نشان می دهد. این محصول در دسته جاذب های هیدروژلی قرار دارد و هنگام پیوند با هیدروژن، آب زیادی را در خود ذخیره می کند. ترکیب شیمیایی غیر یونی (خنثی) در فرآیندهای صنعت پتروشیمی، تصفیه فاضلاب های صنعتی، زلال سازی و ته نشینی، سیستم های سرمایشی و گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای استفاده از فلوکولانت

فلوکولانت یک ترکیب شیمیایی پرکاربرد و با استفاده گسترده در صنایع مختلف است. مهم ترین مزیت استفاده از این ماده سرعت بالا در عمل لخته سازی (تشکیل لخته) و رسوب (ته نشینی ذرات) انواع مختلف محلول است. این محصول به هنگام استفاده به مواد تنظیم کنندهPH  و بالا بردن TDS آب نیازی ندارد. این ترکیب شیمیایی منعقد کننده به منظور حذف تعدادی از میکرو ارگانیسم ها به کار برده می شود. کیفیت در زلال سازی آب، حذف آلاینده ها، کاهش چشمگیر مصرف ماده منعقد کننده اصلی و سرعت ته نشینی در فرآیند از مزایای استفاده از این ترکیب شیمیایی به شمار می آیند.

فلوکولانت از آب در برابر آلودگی های زیست محیطی محافظت می کند و در از بین بردن فلـزات سنگین، ذرات آلی و کلوئیدی معلق در محلول موثر است. استفاده از این نوع منعقد کننده به تجهیزات جانبی متعددی نیاز ندارد. این روش تصفیه و حذف ذرات معلق در آب، در مقایسه با سایر روش های تصفیه آب و فاضلاب هزینه کمتر و سرعت بیشتری دارد.

چگونگی عملکرد

مکانیسم عمل ماده شیمیایی فلوکولانت طی چند مرحله انجام می شود. اختلاط، انعقاد، لخته سازی و رسوب (ته نشینی) به ترتیب مراحل انجام کار هستند. عملکرد این ترکیب به گونه ای است که در کنار منعقد کننده اصلی با سرعت بیشتری عمل اختلاط را انجام می دهد. پس از تجمیع کلوئیدها و ذرات ناخالص و زاید با یکدیگر، لخته های بزرگ و سنگین به وجود می آید. این لخته ها به عمل جداسازی، ته نشینی و تصفیه آب و پساب ها کمک می کنند.

لازم به ذکر است که ذرات کلوئیدی معلق در مایع هستند و بدون استفاده از کمک منعقد کننده هایی مانند فلوکولانت قابلیت انحلال در محلول را ندارند. میزان دوز مصرف این مواد برای تزریق به آب توسط جار تعیین می شود. تزریق این ماده شیمیایی به سیستم مورد نظر برای تصفیه باید در متلاطم ترین حالت سیال و با سرعت بالا انجام شود. چگونگی عملکرد این ماده از طریق روش های ماکروسکوپی نظیر مقاومت در برابر فیلتراسیون و زمان مکش مویرگی ارزیابی می گردد.

کاربرد فلوکولانت در صنایع مختلف

فلوکولانت به عنوان یک کمک منعقد کننده پراستفاده کاربردهای فراوانی در صنایع دارد. مهم ترین کاربرد این ماده شیمیایی در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب های خانگی و صنعتی و زلال سازی آب های آلوده است. از این ماده به عنوان یک لخته کننده کاربردی در تصفیه پساب های صنعتی و کارخانه ها استفاده می گردد. همچنین در در تصفیه خانه های صنایع پتروشیمی، نفت و گاز و پالایشگاه ها به کار برده می شود.

صنایع چرم سازی، کاغذسازی (در فرآیند تهیه خمیر کاغذ)، رنگرزی (رنگ و رزین) و کشاورزی (تولید سموم و جلوگیری از فرسایش خاک) از مهم ترین صنایعی هستند که از فلوکولانت استفاده می کنند. از کاربردهای دیگر این ماده شیمیایی می توان در تولید گل حفاری، ساخت پلیمرهای مختلف، جداسازی جامدات و روغن در صنعت فولاد، فرآیند تولید شکر و غلیظ کردن مایعات، ماسه سنگ و ماسه سیمان اشاره کرد. جداسازی ترکیبات آلی در سیستم های تبرید و حرارتی، جداسازی اکسیدهای نامحلول در تصفیه آب برگشتی از دیگر کاربردهای این ماده محسوب می شوند.

کاربردهای کمک منعقد کننده در تصفیه آب

از فلوکولانت به عنوان یک ترکیب منعقد کننده موثر و کاربردی در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب نام برده می شود. از این ماده شیمیایی برای رئولوژی سیال و تزریقی آب، بالا بردن ویسکوزیته مایعات و تنظیم فشار جریان آب استفاده می شود. انتخاب نوع و اندازه مصرف فلوکولانت برای تصفیه آب و فاضلاب به عوامل متعددی بستگی دارد. نوع بار این ماده شیمیایی (کاتیونی، آنیونی و خنثی) ارتباط مستقیمی با میزان مصرف آن دارد. همچنین ذرات معلق در آب به کمک این ترکیب به راحتی از آب جدا شده و ته نشین می شوند.

در این فرآیند هر چه لخته ها یا فلاک های بزرگ تر و سنگین تری ایجاد شوند، سرعت ته نشینی بیشتر خواهد شد. این محصول نقش مهمی در شفافیت و بالا بردن کیفیت آب دارد. این نوع کمک منعقد کننده، با حذف باکتری ها، مواد شیمیایی زاید و فلـزات سنگین از آب در برابر آلودگی ها محافظت می کند. تصفیه و استفاده مجدد از آب کاربرد اصلی این محصول به شمار می آید.

 کاربردهای کمک منعقد کننده در صنایع معدن

فلوکولانت کاربرد وسیعی در بخش های مختلف صنایع معدن دارد. از این ماده برای عملیات معدن، استخراج، حفاری نفت و گاز، بازیافت جامدات و مواد شیمیایی استفاده می شود. عملیات تصفیه و بازیابی آب در صنایع معدنی با استفاده از تیکنرها انجام می شود. در واقع، تینکر برای جداسازی ذرات معلق جامد از آب به کار برده می شود. چگونگی عملکرد تیکنرها با توجه به اختلاف دانسیته و نیروی ثقل است. فلوکولانت با بالا بردن اختلاف دانسیته، سرعت ته نشینی و رسوب ذرات معلق را افزایش می دهد و موجب بهبود عملکرد تیکنر می شود. به بیانی دیگر، با ایجاد ساختار شکننده در مایع، عمل جداسازی ذرات جامد آسان تر و با سرعت بیشتری انجام خواهد شد.

کاربردهای کمک منعقد کننده در صنایع غذایی

انواع مختلف فلوکولانت از جمله مواد منعقد کننده ای به شمار می آیند که در چربی گیری و تصفیه پساب ها در صنایع فرآورده های لبنی کاربرد دارند. به طور کلی، پساب های لبنی در مرحله شستشوی تجهیزات و دستگاه های تولید کننده انواع لبنیات تولید می شوند. پساب های لبنی مانند آب پنیر حاوی مقدار زیادی از چربی و کربوهیدرات هستند و برای تصفیه و پاکسازی آن ها از لخته سازها و منعقد کننده های مختلف از جمله فلوکولانت استفاده می شود. در واقع، پساب های لبنی محیط مناسبی برای رشد انواع باکتری ها و میکرو ارگانیسم ها هستند. پاکسازی این آلاینده ها در طی فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی و به روش های مختلف انجام می شود. یکی از موثرترین روش های چربی گیری اصولی و صحیح استفاده از مواد لخته ساز و منعقد کننده است.

 سخن پایانی

فلوکولانت یک ماده شیمیایی منعقد کننده و لخته ساز است که با توجه به نوع بار الکتریکی انواع متفاوتی دارد. این ترکیب لخته ساز در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. از مهم ترین ویژگی های این محصول می توان سرعت استفاده، فرآوری بالا، سادگی فرآیند، حمل آسان و قیمت مناسب آن را نام برد. انتخاب نوع و میزان مصرف این ماده لخته ساز به عوامل متعددی بستگی دارد. از جمله عوامل موثر در انتخاب این ترکیب می توان به شیمی محیط، میزان آلودگی و PH محلول انتخابی اشاره کرد. به طور کلی، طیف گسترده ای از منعقد کننده و لخته سازها وجود دارند که می توانند به طور قابل توجهی از میزان آلودگی های زیست محیطی بکاهند.