انعقاد و لخته سازی فاضلاب :

انعقاد و لخته سازی فاضلاب دو مفهوم متفاوت می باشند. در واقع  انعقاد ، بار الکتریکی ذرات ریز را کاهش داده و فرایند لخته سازی ایجاد ذرات درشـت تری (به اندازه کافی درشت) می نماید که مـی تـوان آنهـا را بـا روش سـاده از آب جـدا نمود. درتصفیه آب آشامیدنی، انعقاد و لخته سازی با مراحل تکمیلی دیگری مثل زلال سـازی و فیلتراسیون و گندزدایی ادامه می یابد. هدف فاز انعقاد/لخته سـازی، انعقـاد ذرات معلـق ریز و جامدات کلوئیدی و تبدیل آنها به لخته برای جداسازی توسط روشهای ته نـشینی و فیلتراسیون است.

عمل انعقاد برای حذف مواد معلق یا کلوئیدی به کار میرود. کلوئیدها ذراتی هستند که دامنه اندازه آنها nm ۰/۱-۱ میباشد. این ذرات در حالت عادی ته نشین نشده و نمیتوان آنها را با فرایندهای معمول تصفیه فیزیکی حذف نمود. کلوئیدهای موجود در فاضلاب، آبگریز یا آب دوست هستند. کلوئیدهای آبگریز (گل رس و غیره) هیچ کششی به محیط مایع نداشته و در حضور الکترولیتها پایداری ندارند. آنها به سادگی با انعقاد ته نشین میشوند. کلوئیدهای آب دوست مانند پروتئینها، کشش قابل ملاحظه ای را به آب نشان میدهند. آب جذب شده برای لخته سازی بازدارنده است و غالبا به تصفیه ویژهای برای رسیدن به انعقاد موثر نیاز است.

خصوصیات الکتریکی کلوئیدها باعث پیدایش نیروی دافعه ای میشود که از تراکم و ته نشینی آنها جلوگیری می کند. یونهای پایدار ساز به شدت جذب یک لایه ثابت داخلی شده و بار ذرهای را تولید میکند که با والانس و عدد یونهای جذب شده تغییر میکند. یونهای با بار مخالف لایه کم تراکم diffuse خارجی را تشکیل میدهند که توسط نیروهای الکترواستاتیکی در نزدیکی سطح نگه داشته میشوند. پتانسیل زتا عبارت است از افت پتانسیل
بین slipping planeو توده محلول که بار الکتریکی ذره و ضخامت لایه دوگانه بستگی دارد.

ضخامت لایه دو گانه ( )Xبا غلظت و والانس الکترولیتهای غیر ویژه nonspecific نسبت عکس دارد. نیروی کششی واندروالس در مجاورت ذرات کلوئیدی موثر است. پایداری یک کلوئید ناشی از نیروهای دافعه الکترواستاتیکی است و در مورد کلوئیدهای آبدوست در اثر حل شدن solvationکه یک لایه آب عمل انعقاد را به تاخیر میاندازد میباشد.

مکانیسم انعقاد :

انعقاد و لخته سازی فاضلاب دو بخش دارد اولی انعقاد است که حاصل دو مکانیسم اساسی است: انعقاد پری سینتیک یا الکتروسینتیک، که در آن پتانسیل زتا بوسیله یونها یا کلوئیدهای با بار مخالف تا سطح کمتر از نیروهای جاذبه واندروالس کاهش مییابدف و انعقاد ارتوسینتیک، که در آن ذرات micelles انباشته شده و توده هایی را تشکیل میدهند که ذرات کلوئیدی را دور خود جمع میکند.
افزودن کاتیونهای با بار زیاد، بار ذره و فاصله موثر لایه مضاعف را کاهش داده و در نتیجه پتانسیل زتا کاهش مییابد. با حل شدن ماده منعقد کننده، کاتیونها بار منفی روی کلوئیدها را خنثی میکنند. این امر قبل از شکلگیری لخته قابل رویت اتفاق میافتد و اختلاط سریع که کلوئید را اندود میکند در این فاز موثر است. سپس لخته های ریز شکل میگیرندکه به علت جذب + Hبار مثبت را در دامنه اسیدی نگه میدارند. این لخته های میکرو، اغلب برای خنثی سازی و پوشاندن ذرات کلوئیدی بکار میروند. عمل لخته سازی(فلوکولاسیون،) کلوئیدها را با یک لخته اکسید آبی hydrousمتراکم میکند. در این فاز، جذب سطحی نیز فعال است. کلوئیدهایی که در ابتدا جذب نشدهاند، با گیر کردن در لخته ها حذف میشوند.

عوامل مختلفی در انعقاد و لخته سازی فاضلاب تاثیر گذار است مانند شرایط مخلوط کردن ، PH (دی اکسید کربن تولیدی می تواند مزاحم عمل انعقاد سازی شود. زیرا به جای ته نشینی مواد باعث شناوری آنها می شود، از طرفی اگرPH در محدوده مناسب نباشد در آن صورت لخته های ایجاد شده ریز ،سبک وشکننده خواهند بود.)، قلیائیت ،کدورت و درجه حرارت در کارایی یک منعقد کننده تاثیر گذار است.

اما بسیاری از عوامل ناشناخته وجود دارند که در فرایندانعقاد و لخته سازی فاضلاب ذرات موثر هستند. از این رو نوع و مقدار ماده منعقد کننده برای هر آب خام بوسیله آزمایش جار تعیین می گردد. به عبارت دیگر هرچند پیشرفت هایی در شناخت مکانیزم فرآیند انعقاد حاصل شده. اما هنوز به عنوان یک دانش دقیق و جامع از آن نام برده نمی شود.

از این رو انتخاب و بدست آوردن مقادیر بهینه از منعقد کننده ها جای آنکه از طریق کمی و فرمول محاسبه شود. به روش تجربی و با آزمایش جار تعیین می گردد. آزمایش جار بر روی هر آبی که قرار است عملیات انعقاد بر روی آن انجام شود باید صورت گیرد. با هر تغییر قابل ملاحظه ای در کیفیت آب مورد نظر تکرار شود.

برای ارزیابی انعقاد و لخته سازی فاضلاب در محلول هایی که غلظت مواد جامد معلق آنها کمتر از 5 گرم درلیتر باشد،از آزمایش جار استفاده می شود. این آزمایش با استفاده از تعدادی ظروف شیشه ای که حداقل دارای 1 لیتر گنجایش و از لحاظ اندازه و شکل یکسان هستند انجام می شود.

عوامل موثر بر انعقاد و لخته سازی فاضلاب :

برخی عوامل که ممکن است در تعیین نتایج بهینه آزمایش جار تداخل ایجاد کنند عبارتند از :

• تغییر دما در طی آزمایش:

جریانهاي گرمایی در بشر که در اثر اختلاف دماي ظرف و آب داخل آن بوجود می آید ممکن است در ته نشینی ذرات مشکل ایجاد کند.  این مسئله می تواند با کنترل دما حل شود. همچنین استفاده از ظروف پلاستیکی شفاف بجاي ظروف شیشه اي می تواند تغییرات دمایی در هنگام آزمایش را کاهش دهد.

• آزاد شدن گاز در طی آزمایش:

تشکیل حباب که به علت هم زدن مکانیکی، افزایش دما یا واکنش شیمیایی اتفاق می افتد موجب شناور شدن لخته ها و انعقاد و لخته سازی فاضلاب می شود.

•  فاصله زمانی بین نمونه برداري و آزمایش:

فعالیت بیولوژیکی یا عوامل دیگر ممکن است روي ویژگیهاي انعقاد و لخته سازی فاضلاب اثر بگذارد. به همین دلیل فاصله زمانی بین نمونه برداري تا آزمایش باید حداقل شود و این فاصله نیز ثبت گردد.

انعقاد و لخته سازی فاضلاب