پکیج فلوکولانت چیست؟ | آشنایی با کاربردها و اجزای آن

یکی از مراحل مهم در تصفیه آب و  فاضلاب، بخش انعقاد و لخته‌سازی است. از آنجا که فاضلاب مملوّ از آلاینده‌های باردار و سبک وزنِ معلق است، حتما باید راهی برای ته‌نشین نمودن آنها در نظر گرفت. رایج‌ترین شیوه‌ی حذف ذرات معلق، استفاده از مواد منعقد کننده و لخته‌ساز است. این مواد سبب می‌شوند آلاینده‌های باردار به یکدیگر چسبیده و توده بزرگتری را ایجاد کنند که به دلیل وزن بالاتر، با سرعت بیشتری ته نشین می‌شوند. این موضوع سبب جداسازی آنان و زلال شدن پساب خواهد شد. پکیجِ تزریق مواد لخته‌ساز وظیفه آماده‌سازی و تزریق مواد شیمیاییِ مورد نظر را به عهده دارد. شرکت بهاب در زمینه طراحی و ساخت ظرفیت‌های مختلف پکیج تزریق مواد منعقد کننده آماده ارائه خدمات فنی، مهندسی و مشاوره می‌باشد.

تزریق مواد منعقد کننده و لخته‌ ساز در تصفیه آب و فاضلاب چه اهمیتی دارد؟

یکی از پر اهمیت‌ترین مراحل تصفیه فاضلاب، مرحله انعقاد و لخته‌ سازی است. فاضلاب دارای مقادیر بسیار زیادی از مواد آلی، ذرات معلق و ناخالصی‌های مختلفِ شیمیایی است که به دلیل وزن کم، درون آب شناور و معلق هستند. از طرفی ذرات مشابه، دارای بار الکتریکی یکسانی بوده و از یکدیگر فاصله می‌گیرند. این موضوع از راکد شدن آب و ته‌نشینیِ ذرات جلوگیری کرده و باعث آشفتگی فاضلاب می‌گردد. از طرف دیگر، سبک بودن ذرات سبب می‌شود که حتی در صورت امکانِ ته‌نشینی، این فرآیند ساعت‌های طولانی زمان ببرد، که خود سبب افزایش چشمگیرِ هزینه‌های پاکسازی آب و فاضلاب می‌شود. یک راه ساده و مقرون به صرفه، استفاده از مواد منعقد کننده و لخته‌ساز است. با وارد کردن مواد پلیمری خاص نظیر پلی الکترولیت Polyelectrolyte یا پلی آکریل آمید Polyacrylamide محیط را باردار کرده و سبب می‌شویم ذرات ناخالصی به سرعت به یکدیگر بچسبند. این موضوع یک توده بزرگ از آلاینده‌ها را ایجاد می‌کند که وزن زیادی داشته و با سرعت در کف مخزن ته‌نشین می‌شوند.

در صورتیکه از تزریق مواد منعقد کننده استفاده نشود، فرآیند جداسازی ذرات از آب و فاضلاب نیاز به طی نمودن زمان بسیاری دارد و عملا تصفیه در ابعاد صنعتی مقرون به صرفه نخواهد بود. از آنجا که لخته‌ سازی فرآیندی جاری و روزمره در تصفیه آب و فاضلاب است، پکیج‌های فلوکولانت نیز هم در صنعت تصفیه آب شرب شهری و هم در تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند.

پکیج تزریق مواد انعقاد چیست؟ Coagulation and Flocculation Packages

این پکیج که وظیفه آماده‌سازی مواد منعقد کننده و لخته‌ساز و همچنین تزریق مقدار مناسب آنها را به مخازن لخته‌سازی به عهده دارد، خود مجموعه‌ای از مخازن، پمپ‌ها و کنترلرها می‌باشد. چون این پکیج وظیفه تامین مواد منعقد کننده را به عهده دارد به نام پکیج منعقد کننده یا پکیج فلوکولانت Flocculation Packages شناخته می‌شود. همچنین آن را به نام پکیج لخته‌ سازی یا Coagulation Packages هم می‌شناسند. این پکیج از مواد پلی الکترولیت Polyelectrolyte برای ایجاد ذرات با بار مخالف و جذب ذرات آلاینده استفاده می‌کند. پلی الکترولیت‌ها نوعی پلیمر هستند که دارای الکترولیت بار دار می‌باشند. این مواد زمانی که وارد آب می‌شوند، جدا شده و مقادیر زیادی ذرات با بار مثبت یا منفی را در آب پخش می‌کنند؛ چیزی که به اتصال آلاینده‌ها و ایجاد لخته بزرگ کمک زیادی می‌کند. به همین دلیل آنها را با نام پکیج تزریق پلی الکترولیت Polyelectrolyte Packages  هم می‌شناسند. پکیج فلوکولانت باید آماده‌سازی و تزریق را در بهترین وضعیت خود ارائه نماید تا زمان و هزینه لازم برای فرآیند تصفیه به حداقل ممکن برسد.

کاربردهای پکیج فلوکولانت

پکیج آماده‌سازی مواد منعقد کننده، به عنوان یک واحد ضروری و اولیه در کلیه فرآیندهای زیر قابل استفاده است:

• تصفیه فاضلاب به روش لخته سازی
• تصفیه آب شرب در تصفیه‌خانه‌های شهری
• استفاده در برج‌های خنک کننده برای حذف ترکیبات آلی از آب
• صنایع پتروشیمی، برای حذف رنگ و کلوئیدها
• صنایع فولاد، برای حذف روغن و سایر آلاینده‌ها در آب برگشتی از فرآیند تولید
• کشاورزی صنعتی، برای افزایش قابلیت جذب آب در گیاهان با حذف ناخالصی‌ها
• صنایع تولید قند و شکر برای افزایش غلظت
• صنایع تولید نمک‌های کریستال خوراکی
• صنایع تولید کاغذ و مقوا

نحوه کار پکیج تزریق پلی الکترولیت

ابتدا ماده منعقد کننده که می‌تواند به صورت پودر یا مایع باشد، درون مخزن ذخیره‌ی ماده اولیه وارد می‌شود. سپس یک پمپ وظیفه وارد نمودن ماده فلوکولانت را به مخزن اختلاط به عهده دارد. در این مخزن ماده منعقد کننده با مقدار مشخصی از آب با دمای تنظیم شده، مخلوط می‌گردد. اختلاط توسط یک همزن برقی تا زمان آماده شدن یک مخلوط غلیظ و یکنواخت ادامه می‌یابد. سپس این مخلوط وارد مخزن دیگری می‌شود. در آنجا حجم مناسبی از آب را به آن اضافه کرده تا رقیق‌تر شود. محلولِ آماده شده باید کاملا همگن و یکنواخت باشد. سپس محلول آماده را وارد مخزن نهایی می‌کنیم. در آنجا یک پمپ تزریقِ دقیق مانند دوزینگ پمپ، وظیفه‌ی وارد نمودن محلول آماده فلوکولانت را به حوضچه‌های انعقاد به عهده دارد. ورود ماده فلوکولانت به حوضچه لخته‌ساز، سبب باردار شدن محیط و چسبیدن ذرات ناخالصی به یکدیگر می‌شود. کلونی‌های بزرگ ناخالصی که اکنون دارای وزن زیادی شده‌اند، می‌توانند به سرعت در کف مخزن ته‌نشین شوند. عموما با استفاده از یک همزن که درون مخزن انعقاد تعبیه شده و با چرخش مداوم فاضلاب، تلاش می‌شود تماس آب با مواد منعقد کننده به صورت یکنواخت برقرار گردد. سپس فاضلاب را وارد مخزن ته‌نشینی کرده که در آن سرعت جریان آب بسیار پایین است. ذرات ناخالصی که اکنون توده‌های بزرگ و سنگینی شده‌اند، به راحتی و با سرعت زیاد ته‌نشین شده و لجن در کف مخزن تشکیل می‌شود. پساب زلال به روش سر ریز از مخزن خارج خواهد شد.

انواع مواد منعقد کننده‌ی استفاده شده در پکیج فلوکولانت

Flocculation یا فلوکولاسیون یا لخته‌سازی به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن مواد شیمیایی خاصی نظیر پلی الکترولیت‌ها، آلومینیوم، فروس سولفات، آهک و ... را به اندازه مناسب به آب یا فاضلاب اضافه کرده تا با تغییر بار الکتریکی ذرات، سبب به هم چسبیدن و بزرگ شدن آنان شوند. این موضوع در انتها به ته‌نشینی و زلال شدن آب می‌انجامد. با توجه به مواد استفاده شده در فلوکولاسیون، دسته‌بندی‌های مختلفی برای آن وجود دارد:

• فلوکولانت‌ کاتیونی یا مثبت Cationic Flocculants: این مواد پس از حل شدن در آب، ذرات دارای بار مثبت ایجاد کرده و سبب می‌شوند ذرات ناخالصی موجود در آب و فاضلاب که دارای بار منفی هستند، جذب آنها شوند. ذرات به هم چسبیده، سنگین و نهایتا ته‌نشین خواهند شد.
• فلوکولانت‌ آنیونی یا منفی Anionic Flocculants: این مواد پس از انحلال در آب، ذرات با بار منفی آزاد کرده و می‌توانند آلاینده‌های دارای بار مثبت را جذب و سبب لخته شدن آنها شوند.
• فلوکولانت‌ خنثی Non-ionic Flocculants: زنجیره مولکولی این مواد دارای گروه‌های قطبی است و می‌توانند ذرات ناخالصی را جذب کرده و به یکدیگر پیوند دهند. فلوکولانت‌های خنثی پس از وارد شدن به آب بار الکتریکی ندارند.

بخش‌های مختلف پکیج فلوکولانت

• مخزن ذخیره پودر یا مایع اولیه‌ی منعقد کننده: در این بخش ماده منعقد کننده و لخته‌ساز که می‌تواند به صورت پودر یا مایع باشد، برای استفاده‌ی حین کار ذخیره می‌گردد. این مخزن با نام مخزن فیدر هم شناخته می‌شود.
• بخش تزریق ماده منعقد کننده به مخزن مخلوط سازی: سیستمی است که وظیفه دارد مقدار مشخص شده از پودر یا مایع منعقد کننده را وارد مخزن همزن نماید. مقدار ماده منعقد کننده بر اساس کیفیت فاضلاب و نوع ماده، توسط کارشناس تعیین خواهد شد.
• مخزن اختلاط: در این مخزن ماده لخته‌ساز با آب مخلوط شده و توسط همزن‌های برقی کاملا یکنواخت می‌گردد.
• مخزن آماده‌سازی: مخلوط غلیظ از ماده منعقد کننده، وارد مخزن آماده‌سازی شده و با کمک آب به مقدار مناسب رقیق‌سازی می‌شود. این مخلوط باید کاملا همگن و یکنواخت باشد تا بتوان از آن استفاده نمود.
• مخزن اصلی: محلول آماده از ماده منعقد کننده در این مخزن نگهداری و آماده تزریق می‌شود.
• سیستم تزریق: یک پمپ تزریقِ دقیق مانند دوزینگ پمپ وظیفه وارد نمودن مقدار مشخص شده از محلول آماده لخته‌ساز را به مخازن انعقاد در تصفیه خانه فاضلاب به عهده دارد.
• سیستم کنترل عملکرد: از طریق ایجاد تابلو برق و سیستم PLC با قابلیت برنامه‌ریزی، کل فرآیند به شکل دقیق توسط سیستم کنترل خواهد شد.
• پمپ فلوکولانت: شاید حساس‌ترین بخش پکیج فلوکولانت، پمپ آن باشد. از آنجا که مواد منعقد کننده غلیظ و دارای گران‌روی زیادی بوده و تمایل زیادی به سفت و سخت شدن دارند، کار کردن با آن باید با دقت زیادی آنجام شود. خصوصا اینکه فلوکولانت‌ها در اثر تماس با آب سرد، واکنش بیشتری داده و سخت‌تر خواهند شد. در غیر اینصورت، محلول تولید شده کل لوله‌کشی و دوزینگ پمپ‌ها را مسدود کرده و پکیج را دچار مشکل خواهد کرد. از این رو پمپ فلوکولانت وظیفه خطیری به عهده دارد. در پکیج تزریق معمولا از دو نوع پمپ فلوکولانت به نام‌های پریستالتیک پمپ Peristaltic pump و مونو پمپ Mono Pump برای تعیین میزان تزریق ماده فلوکولانت استفاده می‌شود.
• سیستم لوله‌کشی و پایپینگ: خود شامل مسیرهای لوله‌کشی، شیرآلات، شیرهای یکطرفه، شیرهای اطمینان و ... است.

قیمت پکیج انعقاد و لخته سازی

طبعا هزینه ساخت پکیج آماده‌سازی و تزریق فلوکولانت به عوامل بسیار زیادی مرتبط است. در زیر برخی از مهمترین آنها ذکر می‌شود:

• ظرفیت کل پکیج فلوکولانت
• نوع و کیفیت پمپ فلوکولانت
• جنس بدنه مخازنِ استفاده شده در پکیج
• سیستم کنترلر و PLC
• سیستم‌های تزریق دقیق و کیفیت آنها
• سیستم لوله‌کشی و پایپینگ