ما هو التنديف أو التخثر؟
Flacculant أو (التنديف) و Coagulant أو (التخثر) هي عبارة عن مواد تستخدم فی عمليات فصل الجسيمات الذائبة والعالقة من المياه . في الوقت الراهن أصبح استخدام المندفات البوليمرية أمر شائع في عملية تكرير المياه و مياه الصرف الصحي وتستخدم على نطاق واسع أنواعها الأنيونية وغير الأيونية (المحايدة أو غير الأيونية) والكاتيونية.
تعريف عملية التنديف
Flocculation أو التنديف هي عملية يتم فيها فصل الجسيمات الصلبة من السائل عبر آلية فيزيائية و كيميائية بشكل بذور أو أوراق. تتشتت هذه الجسيمات بسهولة ، والقوة التي تربطها ببعضها البعض تشبه قوة التوتر السطحي في السوائل. يمكن أن تكون عملية الندف في الصناعة امر مرغوب أو غير مرغوب بها و هنالك طرق عدة للإنشاء أو للقضا على هذه الظاهرة. الهدف في عمليات تنقية المياه ، هو تكوين تندفات وعادة ما يتم ذلك بمساعدة المخثرات.
عملية التنديف غالبا ما تأتي مكملة لعملية التخثر. على مر التاريخ ، تم استخدام التخثر في معالجة المياه لإزالة العكارة و اللون والمواد الخطرة. لإجراء عملية التخثر ، من الضروري تحسين كمية المخثر ودرجة الحموضة ، خاصة عند إزالة المادة العضوية. يحدث التخثر عادة من خلال عدم استقرار التصريف. يمكن تقسيم مواد التخثر إلى مجموعتين رئيسيتين: مخثرات معدنية و بوليمرية. يتعارض التخثر مع العوامل التي تعمل على استقرار الملوثات ، بما في ذلك اللون في التصريف ، ويسبب التكتلات.
شركة شيميايي تصفية الرائدة في مجال مبيعات بوتيل أكريليت مونومر و ارسالها لجميع انحاء البلاد. للطلب و شراء هذه المنتج يمكنكم التواصل مع فريق الدعم عبر النت أو الاتصال المباشر مع الأرقام التالية +989121486064 +982149013000 |
التلبد هو مصطلح آخر يشير إلى عملية تصادم الكتل وتراكم الكتل وإنشاء رقائق أكبر. عملية التخثر و التلبد تشمل جزئين، في المرحلة الاولى يتم الإمتزاج السريع في الماء أو الصرف الصحي عن طريق الحلط القوي و في المرحلة التالية للتلبد هي لتحويل الجزيئات الصغيرة إلى كتل أكبر عن طريق الخلط اللطيف جدًا . Flacculant و Coagulant هما مصطلحان يطلقان على التندف و التخثر.
الإزالة الفعالة للجزيئات الغروانية في الماء:
تحتوی المیاه الموجودة علی الکثیر من الشوائب و الملوثات و قد احتوت الكل منها على مراحل معالجة المياه ولكن الجزيئات الغروانية الموجودة فيها تحولت الى مخاوف كبيرة بالنسبة لجميع الدول. تحتوي بعض هذه الجسيمات على مجموعات ، إذا لم يتم فصلها عن الماء أثناء عملية التنقية ، يمكن أن تشكل مجمعات معقدة مع المعادن وتوفر حجر الأساس لحالات التسمم الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن توفر هذه المواد أساسًا لنمو البكتيريا وتتسبب في تعكر المياه وطعمها غير اللائق.
إزالة هذه الجسيمات الصلبة و العالقة تتم في الغالب عبر عملية الترشيح و الترسيب. الترشيح في الغالب لا يتم بشكل مباشرة لفصل الجسيمات هذه لأن البعض من هذه الجسيمات دقيقة جداً و قد تذوب في الماء بسهولة، بالتالي من خلال مرورها من المرشحات يمكن أن تبقى في الماء و تسبب التلوثات المرتبطة.
بالتالي و لتفادي هذه المشكلة يقومون بداية بتخثير و تنديف و ترسيب هذه المواد بواسطة المخثرات و المندفات و في النهاية يقومون بفصلها من خلال عملية الترشيح لها. عندما تصبح الجسيمات الغروية أثقل و تستقر ، تتم إزالة حوالي 90٪ من الجسيمات العالقة.
موارد تطبيق المندفات
تستخدم هذه التنقية للتكرير الكيميائي و الفيزيائي/الكيميائي للماء و الصرف الصحي. كما تستخدم لإزالة TSS ، TDS ، COD ، BOD و اللون و طيف كبير من النفايات الصناعية السائلة مثل المشروبات و النسيج و الألبان و المنظفات و خلافا للتصفية البيولوجية فإنها عملية غير مكلفة و تحتاج الى مدة زمنية قليلة لتظهر مفعولها. تُستخدم المواد الندفية على نطاق واسع مع مواد التخثر لزيادة كفاءة عملية التخثر والتلبد أو بشكل مباشر وبدون استخدام مواد التخثر ولإزالة الجسيمات الغروية من النفايات السائلة. المخثرات التي تستخدم ، معظمها مواد تخليق. وفقًا للبحوث السابقة ، لا تتطلب مواد التخثر المعدنية (الأملاح المعدنية) مثل الشب وكلوريد الحديد عمومًا استخدام المواد الندفية. البوليمرات الاصطناعية التي تستخدم في الغالب لشفافية المياه، غالباً ما تكون مركبات مثل بولي أكريلاميد، حمض بولي اكريليك، البوليسترين حامض السلفونيك و كلوريد ميثيل الأمونيوم (DADMAC).
هناك العديد من الملبدات العضوية ، معظمها اصطناعي وتشمل بولي أكريلاميد وأحماض بولي أكريليك وأحماض بوليسترين سلفونيك ومشتقاتها. هذه المواد الندفية بشكل عام قابلة للذوبان في الماء والبوليمرات الخطية حيث يتم تكرار العديد من وحدات المونومرات ، ولها وزن جزيئي مرتفع ، ويمكن أن تكون أيونية (محللة كهربائية متعددة) أو غير أيونية.
أهم خصائص الإلكتروليتات (البوليمرات المشحونة بالسطح) كمواد للتلبد، يتمثل في كثافة شحنتها وفيما يتعلق بالبوليمرات هو وزنها الجزيئي. فيما يلي بعض الأمثلة على البوليمرات التي يمكن استخدامها كمواد ندف: بوليمرات DADMAC (الندف الكاتيوني)،بوليمرات إبيكلوروهيدرين / ثنائي ميثيل أمين (الكاتيوني) و المجاميع الضعيفة لحمض الكربوكسيل (الندف الإنيوني) . توجد هنالك العديد من الآليات لهذه العملية ولكن معظمها وفقاً لما يلي:عمل جسر البوليمري، الامتصاص و التحايد البوليمري، تلبد الانتقال، و التخثر الكاسح.
بشكل عام يشمل تكون الملبدات للترسيب المراحل التالية:
- تشتت متجانس للمادة الندفية في المحلول الكامل
- امتصاصها من على سطح العوالق الملوثة
- تصادم الجزيئات الممتزة للمندفات
- تكوين المندفات الدقيقة
- نموها و تكوين كتل كبيرة من الملوثات
المندفات عبارة عن يوليمرات مركبة تستخدم على نطاق واسع في عمليات سحب المياه في الصناعة، بما في ذلك عمليات التعدين و عمليات معالجة المياه. يمكن أن تكون هذه البوليمرات أنيونية و كاتيونية أو غير إيونية. في عملية تنديف يتم وضع الجسيمات العالقة في السائل مع عامل التلبد و يتكون على إثرها الندف الأولية وتزداد حجماً بسرعة بسبب قوة الجاذبية. لقد لوحظ أن البوليمرات يمكنها تحويل الجسيمات الدقيقة جدًا إلى ندفات من خلال آليات مثل الجسور ، وتحييد الشحنة ، والتصحيح الكهروستاتيكية.
لقد صرحا Ray و Hogg أن آلية التجسير تحدث عند استخدام بوليمر ذو وزن جزيئي أعلى ، لأنه في هذه الحالة يتم تقليل التنافر الإلكتروستاتيكي وتشكيل الندفات باستخدام آلية التجسير مقارنة بآليات تحييد الشحنة والاتصال الكهروستاتيكي أقوى. بينما في الوقت نفسه ، أفاد Zhu و زملائه أن آلية التجسير ذات هيكل ضعيف. عندما تحتوي البوليمرات الممتزة على كثافة شحنة عالية وتكون الجسيمات ذات كثافة شحن منخفضة ، يتم تكوين ندفات قوية بواسطة آلية الترابط الكهروستاتيكي.
موارد استخدام البوليمرات في تنقية المياه
يرجع الاستخدام الواسع للبوليمرات كمواد ندف إلى خصائصها الفريدة. فيما يلي نذكر البعض من هذه المزايا:
- البوليمرات سهلة الاستخدام
- لا تؤثر على درجة حموضة الماء
- يتم استخدامها على مقياس جزء في المليون ولها تأثير كبير على تكلفة التلبد (تقليل التكلفة). تكون الندفات التي تتكون من البوليمرات أكبر وأقوى وتستقر بشكل أسرع من إلكتروليتات التخثر الأخرى.
- تزيد إنتاجية تلبد البوليمرات مع زيادة الكتلة الجزيئية
- يتسبب استخدام كميات كبيرة من المندفات غير العضوية في كمية كبيرة من الحمأة ، والتي لا تمثل مشكلة في استخدام مواد الندف البوليمرية.
- نظرًا لحقيقة أنه يمكن التحكم في الكتلة الجزيئية وتوزيع الكتلة الجزيئية والتركيب الكيميائي للبوليمرات أثناء الإنتاج ، فإن مواد الندف البوليمرية تتمتع بقدرة عالية ومتنوعة.
المخثرات
تحتوي الرمال الناعمة أو السيليكا أو الجسيمات المعدنية الأخرى على شحنات سالبة ، مما يتطلب مواد تخثر موجبة الشحنة لتسوية هذه الجسيمات. بمساعدة هذه المواد المخثرة ، يتم تحييد الشحنة الموجودة على سطح هذه الجسيمات وتتشكل جزيئات تسمى الندف الدقيقة تحت مجهرية (سيتم ترسيب هذه الميكروفلوكس بمساعدة المواد الفلورية).
يتم استخدام مواد التخثر الطبيعية مثل صمغ الغوار والنشا والمواد اللاصقة وألجينات الصوديوم وما إلى ذلك لأكثر من مائة عام. في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، حظيت مواد التخثر الاصطناعية بقدر كبير من الاهتمام.
تركت مواد التخثر القائمة على ثنائي ميثيل كلوريد الأمونيوم بصماتها في الصناعة في السبعينيات وما زالت مستخدمة على نطاق واسع الى يومنا هذا وهي واحدة من أكثر مواد التخثر المعروفة استخدامًا. استخدام هذه المواد لتنقية المياه المعدة للشرب امر شائع جداً ولكن قد يكون ساما بالنسبة للأسماك. الوزن الجزيئي للمخثرات هو من 2000 الى 200000 .
المخثرات الحديثة في الغالب قائمة على إبيكلوروهيدرين وثنائي ميثيل أمين مما يسبب إنخفاضاً ملحوظا لإستخدام المخثرات القائمة على الأمونيا وثاني كلوريد الإيثيلين. استخدام هذه المواد آخذ في التوسع بسرعة.
آلية عمل التنديف و التخثير
كما ذكر آنفاً، فإن التنديف و التخثير يستخدمان لفصل العوالق الصلبة الموجودة في الماء، سنتعرف لاحقاً على المندفات و المخثرات بشكل أوسع.
تعمل مواد التخثر عن طريق ربط الجزيئات المعلقة ببعضها البعض وتحويلها إلى حبيبات أكبر. نتيجة لذلك ، و من خلال عملية التلبد بمساعدة المواد الندفية ، ستترسب هذه المركبات.
يحدث التصاق هذه الجسيمات أثناء تحييد الشحنة المتشابهة على الجسيمات (عامل فصل الغرويات بسبب الشحنة المتشابهة). تتكون المواد المذكورة أعلاه من جزيئات ذات الشحنة الموجبة أو السالبة و عندما تتم اضافتها للماء و يتم مزجها تقوم بعملية التحايد.
تطبيق كلوريد البولي ألومنيوم / PAC في نظام تنقية المياه: كلوريد البولي ألومنيوم / PAC هو مخثر بوليمري غير عضوي ذات فاعلية عالية. تم صناعة و انتاج كلوريد البولي ألومنيوم من خلال استخدام التقنيات المتقدمة و الاستفادة من مواد الخام عالية الجودة و ضمه لمجموعة المواد الكيميائية. من مزايا كلوريد البولي ألومنيوم / PAC نشير الى النقاء العالي لهذه المادة، الكتلة الجزيئية العالية و خاصية التخثر العالية. نطاق أداء PAC عند الأس الهيدروجيني 5-9، لكن النطاق الأمثل لفاعليته يقع عند 6.5 الى 7.5 (الأس الهيدروجيني المحايد).
يتسبب كلوريد الألمنيوم المتعدد في تكوين الجزيئات و جزيئات كهربائية غير عضوية وجزيئات كبيرة في الماء عن طريق إنتاج أيونات الهيدروكسيل والبوليمرات الأنيونية متعددة التكافؤ.
تطبيق كلوريد البولي ألومنيوم / PAC
يتمتع كلوريد البولي ألومنيوم / PAC باستخدامات مختلفة و أهمها كما يلي:
- تنقية و ترسيب مياه الأنهار، البحيرات و مصادر المياه الجوفية
- تنقية المياه الصناعية و إعادة تدوير المياه (Recycling Water).
- تنقية و معالجة مياه الصرف الصحي و الصناعي
- إعادة تأهيل الفحم من مخلفات غسل الفحم
- استعادة الكاولين من مخلفات الغسيل السائلة من مصانع بلاط السيراميك
- صناعة عجينة / صمغ صناعة الورق و المنتجات الصحية و المناديل الورقية (صناعات السليلوز)
- تكرير و تنقية مياه الصرف الصحي في صناعات الصباغة و الطباعة، صناعات الجلد، المشروبات، معالجة اللحوم، صناعات الصب، التعدين، غسيل الفحم، الأدوية، صناعة الورق و صناعات السليلوز
- فصل النفط و الزيت و المعادن الثقيلة في صناعات النفط و الغاز و البتروكيمياويات
- تنقية و تكرير المياه و مياه الصرف الصحي الحاوية على الفلور
- إعادة و تكرير المياه في مصانع البلاط و السيراميك و قص الأحجار
حاز كلوريد البولي ألومنيوم / PAC على تطبيقات ناجحة في عملية تأمين مياه الشرب و معالجة مياه الصرف الصحي كما كان له دوراً في عمليات صنع الورق في مطلع السبعينيات.
تقنياً و اقتصادياً يرجح استخدام كلوريد البولي ألومنيوم / PAC عوضاً عن كبريتات الألومنيوم كمادة تخثر في معالجة مياه الشرب و الصرف الصحي. نظرًا لعدم وجود معرفة كافية بـ PAC ومزاياها ، فإن استخدام PAC ليس منتشرًا خارج البلدان المتقدمة ولا يزال استخدام كبريتات الألومنيوم والكلوروفيل جنبًا إلى جنب مع الجير شائعًا.
تقوم شركة شيميايي تصفيه بتوفير انواع المندفات البوليمرية و الأنيونية و الكاتيونية من خلال توظيفها لفريق ذوي خبرة و متمكن لدي قسم البحوث و التنمية الخاص بها.
كما تمت صياغة نوعين من منتج PAC السائل و الصلب بكفاءة تنقية عالية.
نظرا لاختلاف مكان الاستهلاك وكمية الاستهلاك وسعر العبوات الغذائية (عبوات المشروبات) عن أسعار العبوات الصناعية وعبوات الصرف الصحي لذا نقترح عليكم أن تقوموا بالتشاور مع خبراء شركة شيميايي تصفيه.