فلوکولانت یک ماده پلیمری است که زنجیره‌ای طولانی از اتم‌های کربن به همراه گروه های فعال دارد و نوعی لخته ساز و منعقد کننده مواد شیمیایی و ذرات می‌باشد. این ماده با ایجاد لخته، به رسوب بهتر و سریع تر مواد اضافی و ذرات زاید موجود در یک محلول کمک می‌کند و فرآیند ته‌نشینی ذرات جامد و معلق را سرعت می‌بخشد. این محصول برای تشکیل ذرات محکم‌تر، قابل ته نشین تر، با دوام تر، کند کردن عمل انعقاد و کاهش مقدار ماده منعقد کننده مصرفی به آب اضافه می‌شود. به فرآیندی که این محصول از در آن استفاده می‌شود، فلوکولاسیون گفته می‌شود.
مهم ترین و بیشترین کاربرد این ماده موثر و منعقد کننده، در صنعت تصفیه آب است و تاسیسات تصفیه آب برای خنثی سازی ذرات باردار معلق و موجود در آب، از آن استفاده می‌کنند. به طور معمول، برای تصفیه آب از فلوکولانت خنثی یا آنیونی استفاده می‌گردد. در صنعت تصفیه آب، برای تصفیه و گندزدایی آب و تولید آب آشامیدنی، از لخته سازی به منظور حذف مواد جامد معلق استفاده می‌شود. طی این فرآیند مواد جامد و ذرات کوچک، خوشه های بزرگتری تشکیل می‌دهند و از آب خارج می‌شوند. تشکیل خوشه های بزرگتر توسط مواد جامد می‌تواند خود به خود یا با کمک عوامل شیمیایی اتفاق بیفتد.
استفاده از فلوکولانت و لخته سازی یک روش معمول و رایج برای تصفیه آب آشامیدنی، تصفیه آب باران و تصفیه فاضلاب ها است. وجود مواد جامد، ذرات کوچک و ناخالصی ها در آب باعث تغییر رنگ آب و رشد جلبک ها در آن می شود و در مواردی موجب تلفات انبوه ماهی ها و دیگر حیوانات آبزی می‌گردد. از این رو استفاده از فلوکولانت و مواد لخته ساز و منعقد کننده بسیار مهم و حائز اهمیت است.
در بیشتر مواقع برای افزایش تاثیر بالا بردن سرعت ته نشینی و لخته سازی، از مواد کمک منعقد کننده استفاده می‌شود که این مواد عبارتند از:
- پودر کربنات کلسیم
- پلی الکترولیت
- نتی اسکالانت
- آهک هیدراته
- سیلیس فعال
- خاک رس
- گاز کلر
- عوامل جاذب سنگین کننده
- اکسید کننده ها
- عوامل وزنی
انواع فلوکولانت
فلوکولانت ها به محض حل شدن در آب یونیزه می‌شوند و با توجه به گروه های متصل شونده به آنها، به 3 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 0.05٪ تا 0.5٪ رقیق می شوند. محلول آماده سازی به طور کلی به صورت 0.1٪ – 0.2٪ 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.
اصول کار فلوکولانتها
هیچ نوع واحدی از گروه بار در محلول ناهمگن وجود ندارد که لخته شود. ذرات با بارهای متفاوت از یکدیگر وجود دارند. اینها؛ آنها ممکن است آنیونی، کاتیونی یا غیر‌یونی باشند. برای این کار، لخته سازها به ساختارهای پلیمری آنیونی، کاتیونی و غیر‌یونی نیاز دارند.
این بخاطر این است که،ایجاد پیوند مناسب بین ذرات و ساختار پلیمری است. مهمترین نکته در اینجا ماهیت بار و همچنین توزیع بار روی مولکول و طول پلیمر است.
لخته سازی اساسا رسوب ذرات معلق با پلی الکترولیت‌ها (آنیونی، کاتیونی و آمفولیتیک) یا به عنوان یک پل زدن یا یک مکانیسم وصله است.
در کاربردهای لخته سازی در اینجا، بی ثباتی با پل زدن زمانی اتفاق می افتد که یک زنجیره پلیمری بیش از یک ذره را به یکدیگر متصل می کند. هنگامی که یک مولکول پلیمر با یک ذره کلوئیدی تماس پیدا می کند، برخی از گروه‌های واکنش دهنده روی ذرات متصل به پلیمر روی سطح ذره قرار می گیرند و سایر قسمت‌های مولکول را در محلول آزاد می کنند.
هدف اصلی لخته سازی تشکیل یک ذره-پلیمر-ذره دانه‌ای است که در آن پلیمر به عنوان یک پل عمل می کند.
در سیستم‌های لخته‌سازی، یکی از بزرگترین مزیت‌های جداسازی جامد از مایع در سال‌های اخیر، توسعه پلیمرهای آلی با توانایی کافی برای اتصال لخته‌ها در محلول حتی زمانی که در مقادیر کم (در سطح )ppm اضافه می‌شوند، بوده است.
در کاربرد فلوکولانتها در صورتی می توان نتایجی را به دست آورد که بتوان پل زدن موثری را انجام داد. سیستم عامل بهینه فلوکولانت مستلزم آن است که پلیمرهای جذب شده به اندازه کافی از سطح ذرات امتداد داشته باشند تا به ذرات دیگر بچسبند و همچنین وجود سطحی آزاد برای جذب بخش‌های منبسط شده وجود داشته باشد. به طور خلاصه از فکولانت‌ها برای حذف ذرات کلوئیدی از پساب استفاده می شود.
در این حالت در فرآیند لخته سازی، لخته اضافی اضافه می شود و در صورت جذب، با اشباع سطحی ذرات، مجددا تثبیت می شود. و به صورت استریل دوباره ثابت شد.
چرا تصفیه‌ی آب ذرات کلوئیدی مهم است؟
آب‌ها‌ی موجود ناخالصی‌ها و آلودگی‌های فراوانی دارند که هر کدام از مراحل تصفیه‌ی آب را به خود اختصاص داده اند اما ذرات کلوئیدی موجود در آنها به یک نگرانی عمده برای همه تبدیل شده است. بعضی از این ذرات دارای گروه‌هایی می باشند که در صورت جدا نشدن از آب در طی فرایند‌های تصفیه، می توانند با فلزات تشکیل کمپلکس‌های پیچیده‌ای دهند و زمینه را برای مسمومیت‌ها‌ی عمده و بیماری‌ها فراهم نمایند. علاوه بر این ، این مواد می توانند زمینه را برای رشد باکتری‌ها فراهم نمایند و موجب کدر شدن آب و نامطلوب گشتن طعم آن گردند.
حذف این ذرات جامد و معلق معمولا در طی فرایند‌های فیلتراسیون و رسوب گذاری صورت می پذیرد. فیلتراسیون معمولا به طور مستقیم برای جداسازی این ذرات اعمال نمی‌گردد زیرا برخی از این ذرات کوچک هستند و به راحتی در آب حل می شوند، در نتیجه با عبور از فیلتراسیون می توانند همچنان در آب باقی بمانند و آلودگی‌های مربوطه را ایجاد نمایند.
در نتیجه برای برطرف سازی این مشکل ابتدا با کمک کواگولانت و فلوکولانتها این ذرات را انعقاد، لخته و رسوب می دهند و در آخر با کمک عملیات فیلتراسیون آنها را جدا می نمایند. با سنگین شدن و ته نشین گشتن ذرات کلوئیدی حدود 90 درصد ذرات معلق حذف می گردند.
فرم‌های محصول فلوکولانت
فلوکولانتها به صورت پودر (گرانول) و مایع تولید می شوند. البته فلوکولانتهای پودری نیز پس از حل شدن در آب به عنوان محلول‌های مایع استفاده می شوند.
فلوکولانتها در اشکال مختلف موجود است که در زیر ذکر شده است:
- پودر / گرانول
- مهره
- امولسیون
- پراکندگی مایع(LDP)
- محلول‌های آبی (محلول)
تغییرات فیزیکی در فلوکولانتها چیست:
- پودر یا ذره
- امولسیون‌های مایع
- پراکندگی مایع
خواص پلی الکترولیت
ویژگی‌های اصلی که فلوکولانتها را از یکدیگر متمایز می کند وزن مولکولی، بار و حالت‌های فیزیکی آنها است. برای انتخاب محصول باید آزمایشات آزمایشگاهی انجام شود. پس از کاربردهای گیاهی می توان محصول مناسب را با اطمینان مشخصات فکولانت را تایید کرد.
- ویژگی یونی: آنیونی، کاتیونی یا غیر‌یونی
چگالی بار با پلیمریزاسیون همزمان مونومرهای بدون بار و باردار در نسبت‌های مختلف کنترل می شود. در نتیجه کوپلیمریزاسیون مونومر یونی با مونومر غیر‌یونی می توان آن را از بار آنیونی یا کاتیونی کم تا زیاد تولید کرد.
- وزن مولکولی: (طول زنجیره پلیمری)
وزن مولکولی با تغییر طول زنجیره تغییر می کند.
انواع فلوکولانت براساس پلیمر:
- سر راست
- منشعب
- متقابل پیوند شده است
فلوکولانت پودری بهتر است یا فلوکولانت مایع؟
- پودرها هزینه تولید کمتری دارند
- هزینه حمل و نقل پودرها کمتر است
- پودرها کاملاً پایدار هستند و به مدت 2 سال یا بیشتر قابل نگهداری هستند.
- گرد و غبار در هنگام نگهداری تحت تأثیر گرما و سرمای شدید قرار نمی‌گیرد.
- پودرها از نظر یونی و تنوع وزن مولکولی غنی‌تر هستند.
- محلول‌های مایعات راحت‌تر آماده می شوند.
- هزینه کم تجهیزات مورد استفاده برای مایع
مزایا و ویژگی های 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
نحوه عملکرد فلوکولانت
فلوکولانت عملیات فلوکولاسیون را طی 2 مرحله انعقاد و لخته سازی انجام می‌دهد. طی مرحله اول یا همان انعقاد، ذرات کوچک که معمولا هم دارای بارهای سطحی منفی هستند و مانع تجمع و ته نشینی می‌شوند، جذب مواد شیمیایی فلوکولانت می‌گردند تا بارهای آنها متعادل شود. بعد از آن ذرات به هم می‌چسبند و لخته های زیر میکرون پایدار و معلق ایجاد می‌کنند. برای اینکه مواد شیمیایی فلوکولانت به خوبی پراکنده شوند و با ذرات برخورد کنند، به تشکیل لخته ها نیاز می‌باشد.
طی مرحله دوم یا همان لخته سازی، به اختلاط ملایم و استفاده از لخته ساز پلیمری با وزن مولکولی بالا نیاز است. لخته ها به شاخه های زیر میکرون جذب می شوند و موجب نزدیك شدن ذرات به یكدیگر می‌گردند. بعد از نزدیك شدن ذرات به یكدیگر و اتمام لخته سازی، می‌توان توده های بزرگ جامد را از جریان آب یا فاضلاب خارج کرد. لخته سازی به طور طبیعی در هنگام تشکیل دانه های برف یا رسوبات زیر دریا اتفاق می‌افتد اما در صنایع بیوتکنولوژی، تولید کاغذ، صنعت نفت و معادن به صورت عمدی و با استفاده از فلوکولانت اعمال می‌شود.
نکات استفاده از فلوکولانت
- از آنجایی که می تواند به پلی الکترولیت ، آلومینیوم و گالوانیزه آسیب برساند، باید از تماس با این مواد اجتناب شود. مناطقی که محصولات تجاری در آن نگهداری می شوند نباید در معرض گرما و رطوبت بیش از حد قرار گیرند. پلی الکترولیت در تماس با آب کاملاً لغزنده می شود، بنابراین باید مراقب بود که محصول روی زمین نریزد. در صورت ریختن روی زمین باید دور آن را با ماسه و خاک اره و نمک پوشانده و پس از مدت معینی جمع آوری و دفع کرد.
- افرادی که با پلی الکترولیت در تماس هستند باید از لباس‌های محافظ، عینک و دستکش استفاده کنند، در صورت پاشیدن به دست‌ها، چشم‌ها و صورت، با آب فراوان شستشو داده و به پزشک مراجعه کنند. گرد و غباری که در هنگام تخلیه محصول به واحد آماده سازی خارج می شود هرگز نباید استنشاق شود و برای احتیاط از ماسک استفاده شود.
- این محصول به دلیل خاصیت رطوبت سنجی به اندازه کافی حساس است که حتی رطوبت هوا را نیز در خود نگه دارد و رطوبت باعث کلوخه شدن و خراب شدن محصول می شود. بهترین راه برای نگهداری محصول این است که آن را در بسته بندی محکم بسته و در محیطی بدون رطوبت نگهداری کنید.
- با توجه به ویژگی هیدروسکوپی آن، این محصول به اندازه‌ای حساس است که حتی رطوبت موجود در هوا را نیز نگه می دارد و رطوبت باعث ترکیب و رسوب محصول می شود. صحیح ترین ذخیره سازی برای این محصول، نگهداری آن در بسته بندی دهانی محکم و در محیطی بدون رطوبت است.
- با توجه به اینکه می توان آب شفاف تری به دست آورد، محلول پلی الکترولیت نباید بیش از حد لازم به مرکز داده شود. زیرا برعکس استفاده زیاد از محصول باعث کدورت آب می شود.
- برای کارآمدترین استفاده از محصول به صورت پودر، باید ظرف 2 سال مصرف فلوکولانت شود.
- برای استفاده از کارآمدترین محصول، محصول موجود در محلول باید ظرف 3 تا 4 روز مصرف شود.
- گل جمع آوری شده در بخش مخروطی سیلوی رسوب یا ته استخر باید به طور مکرر کشیده شود، زیرا بالا آمدنSUD همچنین باعث تمیز کردن آب تمیز می شود.
- در سیستم‌های سیلو، زمان انتظار بین توقف آب فاضلاب به سیلو و تکرار نباید کوتاه باشد. در غیر‌این صورت، آلودگی‌های نرم کننده زمان دقیق پیدا نمی‌کنند و آب خروجی نیز پیدا می شود.
- اغلب اوقات خروجی برق در تاسیسات می تواند به دلیل وجود سنسورها در عملکرد واحدها مشکلاتی ایجاد کند و این باعث کدورت در آب تصفیه شده می شود.
- از استفاده از محصول به صورت پودر باید مطلقاً اجتناب شود.
- اگر پمپ‌ها و دانه‌های جامد رسوبی در محلول پلی الکترولیت آماده شده سازماندهی شده باشند، محلول باید بعد از تمیز کردن از شاخه‌ها
قیمت فلوکولانت
مهمترین معیار هنگام انتخاب فلوکولانت ، ویژگی آب فاضلاب است. در نتیجه آزمایش‌های JAR انجام شده در آزمایشگاه‌ها، مناسب ترین فلوکولانت پس از تجزیه و تحلیل خصوصیات فاضلاب انتخاب می شود. با انتخاب فلوکولانت قیمت بسته درخواستی شما تعیین می شود. قیمت پلی الکترولیت با توجه به هزینه‌های یون متفاوت است. هرچه بار یون کمتر باشد، قیمت پلیمر بالاتر می رود. بار یون در نتیجه آزمایش JAR محاسبه می شود.
از فلوکولانتها به صورت جامد مقرون به صرفه‌تر و کارآمدتر از فرم‌های مایع است. قیمت فلوکولانت با توجه عوامل زیادی متغیر است و نرخ ثابتی برای آن نمی‌توان ارائه داد. هر شرکتی برای تولیدات خود قیمت‌های متفاوتی عرضه می‌کند. عوامل دیگری که تعیین کننده قیمت برای فلوکولانت موارد زیر است:
- نحوه بسته بندی جامد، مایع
- اگر فلوکولانت با مقدار کم و سطح اثربخشی بالا ترجیح داده شود، قیمت پلی آکریل آمید برای خریدار بالا خواهد بود.
- درصد خلوص مواد شیمیایی از عوامل بسیار مهم در تعیین قیمت آنها هستند. هر چه میزان فلوکولانت بیشتر باشد، قیمت بیشتر می‌شود. اگر غلظت پلیمر اکریلیک خریداری شده بالا باشد، قیمت فلوکولانت نسبت به محصول دیگر بیشتر خواهد بود.
- قیمت خرید فلوکولانت تابعی از قیمت روز در بازار کشور تولید کننده است. به زبان دیگر فلوکولانت به قیمت روز ارز بستگی دارد و در بازار متفاوت است.
- نوع کشور سازنده: به طور قطع قیمت پودر فلوکولانت ایرانی از باقی فلوکولانتها ارزان‌تر است. اما فلوکولانتهای ساخت دیگر کشورها به دلیل نوسانات ارز قیمت ثابتی ندارند.
- اندازه و مقدار درخواستی شما هر چه بیشتر باشد بر میزان قیمت تاثیر بیشتری می‌گذارد.
- شرکت سازنده: بعضی شرکت‌ها فلوکولانت سازنده خود را می‌فروشند و برخی تولیدات وارداتی از کشورهای دیگر را بازاریابی می‌کنند. قیمت فلوکولانتی که خود شرکت ایرانی می‌سازد، نسبت به محصولات وارداتی ارزان‌تر است. علت این کار می‌توان به هزینه بار، قیمت محصولات در بازار خارج کشور، دلار و… اشاره کرد.
فلوکولانت های موجود در بازار ایران معمولا چینی، کره ای، ترک و آلمانی هستند و در انواع آنیونی و کاتیونی ساخته می‌شوند. به طور کلی قیمت فلوکولانت بین 30 هزار تومان تا 50 هزار تومان می‌باشد. برای استعلام قیمت و ثبت سفارش خود با کارشناسان ما در هوبارت شیمی در بخش فروش تماس بگیرید.
* اگر شما می‌خواهید از فلوکولانت برای امری غیر از تصفیه آب و فاضلاب استفاده کنید، بهتر است قبل از اقدام به خرید، نیازها و هدف خود را بسنجید و با توجه به آنها، اقدام به خرید محصول مورد نظرتان نمایید.
نقد و بررسی‌ها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.