فرآیند انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی در تصفیه فاضلاب یکی از مؤثرترین روش‌های حذف ذرات معلق، مواد آلی و فلزات سنگین است. این روش با استفاده از مواد منعقدکننده، ساختار ذرات ریز را تغییر می‌دهد تا بتوانند به‌صورت لخته‌های بزرگ‌تر ته‌نشین شوند و فاضلاب شفاف‌تر و قابل تصفیه‌تری ایجاد کنند.
انعقاد شیمیایی و لخته سازی یکی از شیوه‌های رایج برای تصفیه فاضلاب بیمارستانی، تصفیه فاضلاب صنایع غذایی، تصفیه فاضلاب صنایع لبنی و … است. ذرات کلوییدی موجود در آب یا پساب به علت اندازه کوچک و ریز بودن و محتوای بار الکتریکی (عموما منفی) به راحتی ته‌نشین نشده و زمان بالایی جهت ته‌نشینی نیاز دارند. لذا برای رسوب این موارد، باید از مواد شیمیایی مناسب استفاده نمود. کارکرد این مواد شیمیایی که منعقدکننده نام دارند، این است که در روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی می‌توانند ذرات باردار و ریز کلوییدی را بی بار کرده و سپس موجبات تشکیل توده‌های درشت‌تر را جهت ته‌نشینی بهتر فراهم نمایند.
مکانیز انعقاد شیمیایی و لخته سازی
جهت انعقادسازی کامل، یکی از مکانیسم‌های کارا و پرکاربرد، ایجاد پُل بین ذراتی است که توسط منعقدکننده‌ها تبدیل به لخته شده‌اند. برای ایجاد این پُل بین لخته‌های مذکور، از موادی به نام کمک منعقدکننده استفاده می‌شود. معروف ترین ماده برای انعقاد شیمیایی و لخته سازی، پلی‌الکترولیت‌های پلیمری هستند. برای ایجاد انعقاد شیمیایی مقادیر نسبتا اندکی از پلی‌الکترولیت به پساب افزوده می‌شود. سپس در نقاطی با لخته‌های تشکیل شده تماس پیدا می‌کنند و آن‌گاه اگر بار پلی‌الکترولیت و بار کمِ لخته، مخالف یکدیگر باشند، با قدرت بیشتر (نیروی کولمبی) و اگر هم‌نام باشن، با قدرت کمتر(نیروی واندروالسی) پلی که درباره آن بحث شد؛ تشکیل داده می‌شود.
انواع منعقدکننده‌ها و کمک منعقدکننده‌ها
برای انعقاد شیمیایی و لخته سازی از انواع منعقدکننده‌ها استفاده می‌شود. گاهی نیز از موادی استفاده می‌شود که به فرایند انعقاد کمک می‌کنند که کمک منعقدکننده نام دارند. منعقدکننده‌ها انواع بسیار زیادی دارند که از بین آن‌ها چند مورد از پرکاربردترین‌ها معرفی می‌شود:
- منعقد کننده PAC
- منعقد کننده سولفات آلومینیوم
- منعقد کننده سولفات فریک
- منعقد کننده کلروفریک
منعقد کننده PAC
پلی آلومینیوم کلراید یکی از پر مصرف ترین منعقدکننده‌هایی است که برای تصفیه فاضلاب به روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی کاربرد دارد. منعقد کننده PAC به دلیل کارایی و بازدهی بالا معمولا اولین منعقدکننده‌ای است که برای تست تصفیه شیمیایی انتخاب می‌شود. به صورت کیفی این منعقدکننده در pH های 5 تا 9 کارایی دارد. و در pH های خنثی معمولا عملکرد بهتری نیز از خود ارائه می‌دهد. البته این مهم بسیار وابسته به آلایندههای موجود در فاضلاب است. اما آنچه مشخص است، در pH های اسیدی و بازیِ قوی، عملکرد مطلوبی را ارائه نمی‌دهد.
منعقد کننده سولفات آلومینیوم
منعقدکننده‌ی بعدی که یرای تصفیه فاضلاب به روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی استفاده می‌شود. آلوم یا زاج سفید نام دارد. نام دیگر این ماده سولفات آلومنیوم است. سولفات آلومینیوم با اضافه شدن به آب یا پساب ضمن واکنش با بی‌کربنات کلسیم، هیدروکسید آلومنیوم تولید می‌کند. بدین ترتیب موجبات تشکیل لخته را بر روی همین هیدروکسیدها فراهم می‌آورد. آلوم علاوه بر اینکه به تنهایی در فرآیندهای تصفیه شیمیایی و انعقاد و لخته‌سازی استفاده می‌شود، گاهی از آهک همراه با آن، استفاده می‌شود. دلیل آن این است که وقتی قلیایت پساب کمتر از مقدار مورد نیاز باشد یا پساب اسیدی باشد، مقادیر H+ اجازه تشکیل هیدروکسید آلومینیوم را نمی‌دهند. لذا استفاده از آهک در کنار آلوم، نسبتا مرسوم است. عیب مهم استفاده از آلوم، ایجاد سختی کلسیم و کربن دی اکسید بوده که دومی عامل خورندگی است.
منعقد کننده سولفات فریک
یکی دیگر از انواع منعقد کننده سولفات فریک است. مزیت این منعقدکننده نسبت به زاج (آلوم) این است که در میدان وسیعی از pH عمل می‌کند. سرعت تشکیل لخته‌ی آن بیشتر است. و عموما لخته‌هایی با وزن بیشتر تشکیل می‌دهد. یکی از کاربردهای خاص سولفات فریک، این است که می‌تواند منگنز را در pH حدود 9 حذف کند. لذا جاهایی که برای تصفیه فاضلاب از شیوه انعقاد شیمیایی و لخته سازی استفاده می‌کنیم، و pH متغیر است، سولفات فریک می‌تواند یک گزینه مناسب باشد.
کلروفریک
کلروفریک یکی از پرمصرف‌ترین منعقدکننده‌هاست. این منعقدکننده به صورت پودر، مایع و یا بلور عرضه می‌شود. این ماده در اثر واکنش با بی‌کربنات یا هیدروکسید کلسیم، ایجاد هیدروکسید آهن 3 بار مثبت می‌کند. هیدروکسید آهن 3 بار مثبت هسته‌ای برای تشکیل لخته خواهد بود. در زیر تصویر کلروفریک مشاهده می‌شود.
نقش انعقاد شیمیایی در بهبود کیفیت فاضلاب خروجی
فرآیند انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی در تصفیه فاضلاب تنها برای حذف ذرات معلق کاربرد ندارد؛ بلکه نقش مهمی در بهبود شاخص‌های کیفی پساب مانند کاهش BOD، COD، کدورت و رنگ فاضلاب نیز ایفا می‌کند. در این فرآیند، با حذف ذرات ریز و مواد آلی معلق، بار آلودگی ورودی به مراحل بعدی تصفیه کاهش یافته و راندمان کلی سیستم افزایش می‌یابد.
🔹 کاهش کدورت و رنگ فاضلاب
یکی از مهم‌ترین نتایج انعقاد شیمیایی، کاهش محسوس کدورت و رنگ فاضلاب است. مواد منعقدکننده با بی‌بار کردن ذرات کلوییدی و ترکیب آن‌ها با مواد آلی محلول، باعث ته‌نشینی لخته‌های بزرگ‌تری می‌شوند که رنگ و تیرگی آب را کاهش می‌دهد. این موضوع به‌ویژه در صنایع غذایی، نساجی و پتروشیمی که پساب رنگی تولید می‌کنند، اهمیت زیادی دارد.
🔹 کاهش بار آلودگی برای مراحل بعدی تصفیه
استفاده از فرآیند انعقاد شیمیایی در ابتدای مسیر تصفیه، موجب می‌شود بار آلودگی آلی (BOD و COD) تا حد قابل توجهی کاهش یابد. در نتیجه، واحدهای بیولوژیکی و فیزیکی بعدی با فشار کمتری کار می‌کنند و راندمان آن‌ها به شکل چشمگیری افزایش می‌یابد. به همین دلیل است که در بسیاری از طراحی‌های صنعتی، این مرحله به‌عنوان پیش‌تصفیه (Pre-treatment) در نظر گرفته می‌شود.
🔹 جلوگیری از گرفتگی تجهیزات
حذف ذرات معلق و چربی‌ها در مرحله انعقاد و لخته‌سازی، مانع از رسوب‌گذاری و گرفتگی در فیلترها، لوله‌ها و پمپ‌ها می‌شود. این ویژگی به‌ویژه در سیستم‌هایی که از فیلتر شنی، ممبران یا اولترافیلتراسیون استفاده می‌کنند، اهمیت زیادی دارد؛ چرا که هزینه نگهداری و شست‌وشوی تجهیزات را به‌طور محسوسی کاهش می‌دهد.
🔹 استفاده قبل از واحد فیلتر یا هوادهی
فرآیند انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی معمولاً پیش از واحدهای فیلتراسیون یا هوادهی انجام می‌شود تا ذرات معلق، چربی‌ها و مواد آلی بزرگ‌تر حذف شوند. این کار باعث افزایش راندمان اکسیژن‌دهی در بخش هوادهی و کاهش گرفتگی فیلترها در مرحله فیلتراسیون می‌شود. در نتیجه، پساب خروجی شفاف‌تر، با کیفیت‌تر و آماده‌تر برای بازچرخانی یا تخلیه به محیط خواهد بود.
تفاوت انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی چیست؟
اگرچه اصطلاح‌های انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی (Coagulation & Flocculation) معمولاً در کنار هم استفاده می‌شوند، اما این دو مرحله تفاوت‌های اساسی در عملکرد و هدف دارند. هر دو فرآیند برای حذف ذرات معلق و کلوییدی از فاضلاب به کار می‌روند، ولی نحوه عمل آن‌ها و زمان اجرای هر مرحله متفاوت است.
🔹 مرحله انعقاد شیمیایی (Coagulation)
در مرحله انعقاد، مواد منعقدکننده شیمیایی مانند PAC، سولفات آلومینیوم یا کلروفریک به فاضلاب اضافه می‌شوند تا بار الکتریکی منفی ذرات ریز و کلوییدی را خنثی کنند. این ذرات به دلیل دارا بودن بار مشابه، تمایل به دافعه دارند و ته‌نشین نمی‌شوند. با تزریق منعقدکننده، این بارها خنثی شده و ذرات به یکدیگر نزدیک می‌شوند. نتیجه‌ی این فرآیند، تشکیل ذرات کوچک‌تر و ناپایدار است که آماده چسبیدن به یکدیگر هستند.
🔹 مرحله لخته‌سازی (Flocculation)
پس از مرحله انعقاد، فاضلاب وارد بخش لخته‌سازی می‌شود. در این بخش، با ایجاد هم‌زدن آرام و منظم، ذراتی که در مرحله قبل بی‌بار شده‌اند، به‌تدریج به هم می‌چسبند و لخته‌های بزرگ‌تر و سنگین‌تری تشکیل می‌دهند. این لخته‌ها به دلیل وزن بیشتر، به راحتی ته‌نشین می‌شوند و از جریان فاضلاب جدا می‌گردند. گاهی برای بهبود این فرآیند از کمک‌منعقدکننده‌ها یا پلیمرهای پلیمری استفاده می‌شود که استحکام و چسبندگی لخته‌ها را افزایش می‌دهند.
🔹 جمع‌بندی تفاوت‌ها
به طور خلاصه می‌توان گفت:
-
انعقاد شیمیایی: خنثی‌سازی بار ذرات و آماده‌سازی برای چسبیدن.
-
لخته‌سازی: تجمع و درشت‌سازی ذرات برای ته‌نشینی آسان‌تر.
ترکیب این دو فرآیند، یکی از مؤثرترین روش‌ها برای حذف ذرات معلق، کاهش کدورت و بهبود کیفیت فاضلاب است. اجرای صحیح هر دو مرحله، تأثیر مستقیم بر کارایی سیستم تصفیه دارد و می‌تواند نیاز به مراحل بعدی را تا حد زیادی کاهش دهد.
عوامل موثر بر حذف آلاینده‌ها در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی
عوامل مختلفی بر کارآیی تصفیه فاضلاب به روش انعقاد و لخته سازی تأثیرگذار هستند. مشخصات متعددی در فاضلاب و آب‌های مختلف وجود دارند که می‌توانند بر عملکرد فرآیند انعقاد موثر باشند. برخی از این عوامل عبارتند از:
- pH
- دما
- مقدار کل مواد جامد محلول (TDS)
نقش pH در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی
انعقاد و لخته سازی وابستگی زیادی به pH دارد. هر ماده منعقدکننده در pH مناسبی درشت‌ترین لخته و وزین‌ترین آن را ایجاد می‌کند. رسوبِ حاصل از لخته باید کمترین حلالیت را داشته باشد. اگر pH مناسب نباشد، کربن دی اکسید تولید شده و به جای ته‌نشینی، شناورسازی خواهیم داشت که همان مواد شناورشده هم کیفیت خوبی ندارند و بسیار شکننده هستند. محدوده pH برای برخی از منعقدکننده‌ها در زیر مشاهده می‌شود:
| منعقدکننده | محدوده pH موثر |
| سولفات فریک | (4 تا 6) و (8.8 تا 9.2) |
| فرو سولفات | بالای 9.5 |
| آهک | موثر در همه pH ها، بهتر در قلیایی‌ها |
| آلوم | 5.5 تا 8.5 |
| کلروفریک | 4 تا 11 |
نقش دما در تصفیه فاضلاب به روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی
کاهش درجه حرارت، موجب کاهش تمایل ته‌نشینی لخته‌ها می‌شود. به همین دلیل است که معمولا در زمستان، عملکرد تصفیه‌خانه‌ها در بخش شیمیایی دچار اختلال می‌شود و باید برای جبران این اختلال مقدار منعقدکننده‌ی بیشتری تزریق شود.
تأثیر مقدار کل مواد جامد محلول (TDS) بر انعقاد شیمیایی
به طورکلی افزایش TDS موجب بهتر شدن فرآیند انعقادسازی شیمیایی می‌شود. همچنانکه هرچه TDS بالاتر باشد، مدت زمان هم‌زدن کمتری جهت لخته‌سازی نیاز است.
نحوه تعیین منعقدکننده و کمک منعقدکننده مناسب
این آزمایش که جار تست نام دارد، در اندازه‌ی آزمایشگاهی اجرا می‌شود. انجام جار تست جهت بهینه سازی نوع و مقدار منعقدکننده و کمک منعقد کننده ضروری است. وقتی این بهینه‌سازی انجام شود، مقدار لجن و در نتیجه پسماند جامد در انعقاد شیمیایی نیز به حداقل مقدار خواهد رسید.
در آزمایش جار که در شکل زیر قابل مشاهده است، با استفاده از یک سری میله همزن، عمل انعقاد، اختلاط و ته‌نشینی در اندازه آزمایشگاهی انجام می‌شود. در این آزمایشات انواع مختلف مواد منعقدکننده و کمک منعقدکننده در جایگشت‌های مختلف و در مقدارهای مختلف تست می‌شود. آن نمونه‌ای که ریزترین فلاک‌ها و کمترین فلاک‌ها را با بهترین کیفیت تصفیه ارائه می‌دهد، به عنوان نمونه منتخب برگزیده شده و همان نمونه در پایلوت نیمه عملیاتی و سپس در بخش صنعتی استفاده می‌شود.
مزایا و معایب انعقاد شیمیایی و لخته سازی
انعقاد شیمیایی عملیاتی است برای حذف موادکلوییدی در پکیج‌های تصفیه فاضلاب. استفاده از مواد منعقدکننده و کمک‌منعقدکننده در عملیات تصفیه شیمیایی، معمولا بازدهی بالایی دارد. ولی در عوض به دلیل اینکه روزانه باید از مقدار زیادی ماده شیمیایی جهت انعقاد و لخته‌سازی استفاده شود، هزینه جاری زیادی برای بهره برداری نیاز دارد. و همچنین همان‌طور که در شکل ارائه شده برای جار تست مشخص است، مقدار لجن تولیدشده بسیار زیاد است. هزینه مدیریت لجن و سپس مدیریت پسماند جامد هم به هزینه‌های کارفرما، بیش از پیش می‌افزاید.
خرید پکیج تصفیه به روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی
برای اطلاع دقیق از شرایط خرید فروش پکیج تصفیه فاضلاب انعقاد شیمیایی و لخته سازی و همچنین سایر محصولات مثل قیمت دستگاه آب شیرین کن صنعتی می‌توانید با کارشناسان ما در شمیم شریف در تماس باشید. کارشناسان ما آماده پاسخگویی به سوالات شما و اطلاع از جزئیات پکیج تصفیه انعقاد شیمیایی هستند. از طرق زیر می‌تونید ار راهنمایی‌های گروه فنی شمیم شریف مطلع شوید:
راه‌های تماس جهت خرید پکیج تصفیه به روش انعقاد شیمیایی و لخته سازی
برای اطلاع از قیمت خرید فروش پکیج انعقاد شیمیایی و لخته سازی یا سایر خدمات ما از جمله پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی یا پکیج تصفیه فاضلاب پتروشیمی می‌توانید به طرق زیر با شرکت شمیم شریف در تماس باشید. توجه داشته باشید که استعلام قیمت خرید پکیج مربوط به همان مورد خاص و همان بازه زمانی است. چرا که پروژه به پروژه ممکن است پکیج انعقاد شیمیایی متفاوت باشد. ضمنا با توجه به نوسانات بازار نیز قیمت‌ها همواره در حال تغییر است و قیمت اعلام شده مربوط به همان زمان مشخص است.