فرآیند اﻧﻌﻘﺎد و ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪی در تصفیه آب و حذف کلوئید

[naderloo]

[JUSTIFY]ﻓﺮآﻳﻨﺪﻫﺎي اﻧﻌﻘﺎد و ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي
روﺷﻬﺎي ﻣﺘﻌﺎرف ﺗﺼﻔﻴﻪ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ آب را: اﻧﻌﻘﺎد، ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي،‫ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ، ﺻﺎفﺳﺎزي و ﺑﺎﻻﺧﺮه ﮔﻨﺪزداﻳﻲ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲدﻫﺪ. اﻧﻌﻘﺎد و ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي ﺑﻪ ﺗﻨﻬﺎﻳﻲ ﺑﺨﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ از ‫ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻛﻠﻲ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن، ﺗﺎﺳﻴﺴﺎت و ﺑﻬﺮهﺑﺮداري در ﻣﺪت زﻣﺎن ﻃﺮح را ﺑﻪ ﺧﻮد ﺗﺨﺼﻴﺺ ﻣﻲدﻫﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ‫ﺟﻤﻊآوري اﻃﻼﻋﺎت دﻗﻴﻖ در ﻣﻮرد ﻛﻴﻔﻴﺖ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ آب ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ، ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ اﻧﻮاع ﻋﻮاﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد و ﺑﺎﻻﺧﺮه ‫ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻛﺎرﺑﺮدي ﻫﺮ ﻳﻚ، از اﻗﺪاﻣﺎت اوﻟﻴﻪ در اﻧﺘﺨﺎب و ﻃﺮح روش ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮل ﺗﺼﻔﻴﻪ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ‫ﻣﺤﺴﻮب ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﭼﻨﻴﻦ اﻣﺮي در ﺟﺎي ﺧﻮد ﺟﻤﻊآوري و ارزﻳﺎﺑﻲ اﻃﻼﻋﺎت ﭘﺎﻳﻪ را ﻧﺎﮔﺰﻳﺮ ﻣﻲﺳﺎزد.

‫ﻓﺮآﻳﻨﺪ اﻧﻌﻘﺎد
‫روش اﻧﻌﻘﺎد را ﺑﻲﺛﺒﺎت ﺳﺎزي ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻏﻴﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﺑﺮﮔﺸﺖ1 و اﻳﺠﺎد ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي ذرات ﻣﻌﻠﻖ ﻗﺎﺑﻞ ‫ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲدﻫﺪ. ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻣﻮرد ﺑﺤﺚ و ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ ﺗﺸﻜﻴﻞ اﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎ ﺑﻪ ﻣﺒﺤﺚ ‫ﺷﻴﻤﻲ ﺳﻄﺤﻲ ﻣﺮﺑﻮط ﻣﻲﮔﺮدد ﻛﻪ در ﻏﺎﻟﺐ ﻛﺘﺐ و ﻧﺸﺮﻳﺎت داﻧﺸﮕﺎﻫﻲ در اﻳﻦ زﻣﻴﻨﻪ ﻣﻮﺟﻮد و در دﺳﺘﺮس اﺳﺖ.
‫آﻧﭽﻪ ﻣﺴﻠﻢ اﺳﺖ اﻧﻌﻘﺎد ﺗﻮﺳﻂ ﭼﻬﺎر ﻣﺪل ذﻳﻞ ﺻﻮرت ﻣﻲﭘﺬﻳﺮد:
‫ﻛﺎﻫﺶ و ﺣﺬف ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺳﻄﺢ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ
‫ﺟﺬب و ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺳﻄﺤﻲ
‫درﺑﺮﮔﻴﺮي ذرات در رﺳﻮﺑﺎت
‫ﺟﺬب و اﺗﺼﺎل ذرات ﺑﻪ ﻫﻢ

‫ﻛﺎﻫﺶ و ﺣﺬف ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺳﻄﺢ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ
‫در اﻳﻦ ﻣﺪل ﻋﺎﻣﻞ اﺻﻠﻲ در اﻧﻌﻘﺎد ﺧﻨﺜﻲ ﺷﺪن ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺳﻄﺤﻲ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻳﻮﻧﻬﺎي ﻋﻮاﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد ‫اﺳﺖ. ﺑﺮ اﻳﻦ اﺳﺎس ﻋﻤﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﺻﺮﻓﺎً اﻟﻜﺘﺮو اﺳﺘﺎﺗﻴﻚ ﻓﺮض ﻣﻲﺷﻮد و ﺑﺮ اﻳﻦ ﭘﺎﻳﻪ ﻗﺪرت ﻋﻮاﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ آﻧﻬﺎ ارزﻳﺎﺑﻲ ﻣﻲﮔﺮدد.
‫اﻳﻦ ﻣﺪل ﻃﺒﻌﺎً ﺟﻮاﺑﮕﻮي اﻧﻌﻘﺎد در ﺑﺮﺧﻲ از ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻃﺒﻴﻌﻲ ﻧﻴﺴﺖ؛ ﭼﺮا ﻛﻪ ﻋﻤﻞ اﻧﻌﻘﺎد در اﻳﻦ ‫ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎ ﻣﻨﺤﺼﺮاً ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ اﻧﺠﺎم ﻧﻤﻲﺷﻮد؛ ﺑﻠﻜﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺳﺎﻳﺮ ﻓﻌﻞ و ‫اﻧﻔﻌﺎﻻت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻣﻤﻜﻦ ﻣﻲﺷﻮد.

‫ﺟﺬب و ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺳﻄﺤﻲ:
‫ﻋﺎﻣﻞ اﺻﻠﻲ در اﻳﻦ ﻣﺪل ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ از ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻋﻮاﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد و ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ، ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد و ﻣﺤﻴﻂ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي، و ﺑﺎﻻﺧﺮه ‫ﻛﻠﻮﺋﻴﺪ و ﻣﺤﻴﻂ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﺑﻴﺎن ﺷﺪه اﺳﺖ در ‫ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺖ ﻛﻪ ﻋﻠﺖ ﺗﺜﺒﻴﺖ ﻣﺠﺪد ﻣﻴﻞ و اﻓﺮﻳﻮﻧﻬﺎي دو دﺳﻴﻞ آﻣﻮﻧﻴﻢ ﺑﺮاي ﺟﻤﻊ ﺷﺪن در ﺳﻄﺢ ذرات
‫ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي اﺳﺖ ﻛﻪ ﻧﺸﺎﻧﺪﻫﻨﺪه ﻋﺪم ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد و ﻣﺤﻴﻂ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي و ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺷﺪﻳﺪ ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد و ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ ‫اﺳﺖ.

‫درﺑﺮﮔﻴﺮي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ در رﺳﻮﺑﺎت:
‫اﺳﺘﻔﺎده از ﺑﺮﺧﻲ از ﻧﻤﻜﻬﺎ ﻣﺎﻧﻨﺪ: ﺳﻮﻟﻔﺎت آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و ﻳﺎ ﻛﻠﺮورﻓﺮﻳﻚ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻋﻮاﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ در ‫ﻏﻠﻈﺘﻲ ﺑﻪ ﻛﺎر روﻧﺪ ﻛﻪ ﻣﻴﺰان ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ آﻫﻦ و ﻳﺎ آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم ﺣﺎﺻﻞ از اﻧﺤﻼل آﻧﻬﺎ ﺑﻴﺶ از درﺟﻪ اﻧﺤﻼل ‫ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪﻫﺎ ﺑﺎﺷﺪ. رﺳﻮب ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ آﻫﻦ و ﻳﺎ آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم را ﻣﻮﺟﺐ ﻣﻲﺷﻮد. اﻳﻦ رﺳﻮﺑﺎت ﻧﻪ ﺗﻨﻬﺎ در ‫ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﻲ دارﻧﺪ، ﺑﻠﻜﻪ ﻣﻮﺟﺐ در ﺑﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ذرات ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي و ﺗﻪﻧﺸﻴﻦ ‫ﺷﺪن آﻧﻬﺎ ﻣﻲﮔﺮدﻧﺪ.
‫ﺑﺮاي ﻣﺜﺎل در ﻣﻮرد ﻛﻠﺮور ﻓﺮﻳﻚ ﺗﺸﻜﻴﻞ رﺳﻮب ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ آﻫﻦ از راﺑﻄﻪ ذﻳﻞ ﻣﺘﺎﺑﻌﺖ ﻣﻲﻧﻤﺎﻳﺪ: ‪Fe(OH )3 -------- Fe+3 + 3OH
‫ﻃﺒﻌﺎً در اﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺮ ﭼﻪ ﻣﻴﺰان اﺷﺒﺎع ﺷﺪن ﻣﺤﻴﻂ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي از ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ، ﺗﺸﻜﻴﻞ رﺳﻮب ﺳﺮﻳﻌﺘﺮ است.
‫در ﭘﺎره اي از ﻣﻮارد وﺟﻮد ذرات ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي زﻳﺎد ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ رﺳﻮﺑﮕﺬاري ﻛﻤﻚ ﻣﻲﻛﻨﺪ و ﺣﺘﻲ راﺑﻄﻪ ﻣﺴﺘﻘﻴﻤﻲ ﺑﻴﻦ ‫ﻏﻠﻈﺖ ﻣﻮاد ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي و ﻣﻨﺎﺳﺒﺘﺮﻳﻦ ﻏﻠﻈﺖ ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﺑﺮﻗﺮار ﻣﻲﮔﺮدد.

‫ﺟﺬب و اﺗﺼﺎل ذرات ﺑﻪ ﻫﻢ:
‫اﺳﺘﻔﺎده از ﺑﺮﺧﻲ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﻣﻮﺟﺐ ﻧﺎﭘﺎﻳﺪاري ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻣﻲﮔﺮدد، ﺑﺪﻳﻦ ﺷﻜﻞ ﻛﻪ ﺑﺮﺧﻲ ‫از ﮔﺮوﻫﻬﺎي ﻋﺎﻣﻞ در ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎ ﺑﺎ ﺳﻄﺢ ذرات ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻓﻌﻞ و اﻧﻔﻌﺎﻻﺗﻲ را ﻣﻮﺟﺐ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ و ﻣﺎﻻً ﺑﻴﻦ ذرات ﭘﻠﻲ ‫از ﭘﻮﻟﻴﻤﺮ ﺑﻪ وﺟﻮد ﺧﻮاﻫﺪ آﻣﺪ ﻛﻪ در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﻪ ﻫﻢ ﭘﻴﻮﺳﺘﮕﻲ و ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي را ﺳﺒﺐ ﻣﻲﺷﻮد..
‫ﺷﺎﻳﺎن ﺗﻮﺟﻪ اﺳﺖ ﻛﻪ ﭘﻠﻴﻤﺮﻫﺎي اﻧﻴﻮﻧﻲ ﻋﻠﻲرﻏﻢ دارا ﺑﻮدن ﮔﺮوﻫﻬﺎي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻣﻨﻔﻲ راﻧﺪﻣﺎن ﻣﻨﺎﺳﺒﺘﺮي در ‫ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎي ﺑﺎر ﻣﻨﻔﻲ از ﺧﻮد ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﻨﺪ ﻛﻪ اﻳﻦ راﻧﺪﻣﺎن را ﻣﻲﺗﻮان ﺗﻨﻬﺎ ﺑﻪ ﻓﻌﻞ و اﻧﻔﻌﺎل ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺑﻴﻦ ‫ﮔﺮوﻫﻬﺎي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻣﻨﻔﻲ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮ و ذرات ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻧﺴﺒﺖ داد.
‫
ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي
‫ﺣﺮﻛﺖ ذرات ﻧﺎﭘﺎﻳﺪار و اﺗﺼﺎل ذرات ﺑﻪ ﻫﻢ و ﻣﺎﻻً ﺗﺸﻜﻴﻞ ذرات ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ در ﻋﻤﻠﻴﺎت اﻧﻌﻘﺎد اﺻﻄﻼﺣﺎً ‫ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد. ﺗﻤﺎس ذرات ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻧﺎﭘﺎﻳﺪار ﻃﻲ ﺳﻪ ﻣﻜﺎﻧﻴﺴﻢ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﮔﺮدد.
‫اﻟﻒ- ﺑﺮ اﺛﺮ اﻧﺮژي ﺣﺮارﺗﻲ در درون ﻣﺤﻴﻂ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﺣﺮﻛﺎت اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﻣﻮﺟﺐ ﺑﺮﺧﻮرد ذرات ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ‫ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﻧﻴﺰ ﺣﺮﻛﺖ ﺑﺮاوﻧﻲ1 (‫‪1Brownian Motion) و اﻳﻦ ﻃﺮﻳﻖ ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي ﭘﺮي ﻛﻴﻨﺘﻴﻚ2 (‫‪2Perikinetic)ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد.
‫ب- اﻳﺠﺎد اﺧﺘﻼط ﺑﻪ ﻃﺮق ﻣﺨﺘﻠﻒ در ﻣﺤﻴﻄﻬﺎي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻧﺎﭘﺎﻳﺪار ﻣﻮﺟﺐ ﺑﺮﺧﻮرد ذرات ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﻲﺷﻮد و ‫ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ و ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي اﻳﺠﺎد ﺧﻮاﻫﺪ ﮔﺮدﻳﺪ. اﻳﻦ روش ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي، ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي ارﺗﻮﻛﻴﻨﺘﻴﻚ1 (‫‪(Orthokinetic1 ﻧﺎﻣﻴﺪه ﺷﺪه اﺳﺖ.
‫ج- ﺗﻤﺎس ﺑﻴﻦ ذرات در ﻫﻨﮕﺎم ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ ﻧﻴﺰ ﻣﻜﺎﻧﻴﺴﻢ دﻳﮕﺮي در ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي اﺳﺖ. در اﻳﻦ ﻣﻜﺎﻧﻴﺴﻢ ذرات ﺑﺎ ‫ﺳﺮﻋﺘﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ در ﻫﻨﮕﺎم ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﺑﺮﺧﻮرد ﻣﻲﻛﻨﺪ و ﻟﺨﺘﻪﻫﺎي ﺑﺰرﮔﺘﺮ و ﺳﻨﮕﻴﻦﺗﺮي را ﺑﻪ ‫وﺟﻮد ﻣﻲآورﻧﺪ.
‫در ﻏﺎﻟﺐ ﻓﺮآﻳﻨﺪﻫﺎي اﻧﻌﻘﺎد ﻟﺨﺘﻪﺑﻨﺪي ﺑﻪ ﻃﺮﻳﻖ اﺧﺘﻼط اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد و ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﭘﺮواﻧﻪﻫﺎي ﻣﺨﺼﻮص ﮔﺮادﻳﺎن ‫ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ ﻻزم در ﻣﺤﻴﻂ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي اﻳﺠﺎد ﻣﻲﮔﺮدد. اﻳﻦ ﮔﺮادﻳﺎن ﻧﺸﺎﻧﺪﻫﻨﺪه ﺣﺮﻛﺖ ﻣﺎﻳﻊ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻘﺎط ﻣﺨﺘﻠﻒ و ‫ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ زﻣﺎن اﺳﺖ. ﻗﺪر ﻣﻄﻠﻖ آن ﻧﺸﺎﻧﺪﻫﻨﺪه ﻣﻴﺰان اﺧﺘﻼط در درون ﺳﻴﺴﺘﻢ و در ﻏﺎﻟﺐ ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎي اﻧﻌﻘﺎد ﺑﻴﻦ 01 ‫ﺗﺎ 001 (ﺑﺮ ﺛﺎﻧﻴﻪ 1− )secﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه اﺳﺖ.

‫ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺳﻮﻟﻔﺎت آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم (آﻟﻮم) و ﻛﻠﺮورﻓﺮﻳﻚ:
‫در ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎي آﺑﻲ ﻓﻠﺰات ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳﻮﻧﻲ وﺟﻮد دارﻧﺪ و آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم (3+ (Alو(آﻫﻦ 3+ )‪ Feﺳﻪ ﻇﺮﻓﻴﺘﻲ ﻧﻴﺰ از ‫اﻳﻦ ﻗﺎﻧﻮن ﻛﻠﻲ ﻣﺴﺘﺜﻨﻲ ﻧﻴﺴﺘﻨﺪ. اﻳﻦ ﻳﻮﻧﻬﺎ در ﻣﺤﻴﻄﻬﺎي آﺑﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻳﻮن آﻛﻮاﻣﺘﺎل وﺟﻮد دارﻧﺪ ﻛﻪ داراي ﺧﺎﺻﻴﺖ اﺳﻴﺪي ﻧﻴﺰ ﻫﺴﺘﻨﺪ.
‫اﺿﺎﻓﻪ ﻛﺮدن ﻧﻤﻜﻬﺎي آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و آﻫﻦ ﺑﻪ آب، ﻣﻮﻧﻮﻣﺮ، داﻳﻤﺮ و ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎﻳﻲ از ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻫﻴﺪروﻛﺴﻮﻣﺘﺎل در ﻛﻨﺎر ‫ﻳﻮن آﻛﻮﻣﺘﺎل اﻳﺠﺎد ﺧﻮاﻫﺪ ﻧﻤﻮد. ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺖ در ﻳﻮﻧﻬﺎي آﻛﻮاﻣﺘﺎل و ﻫﻴﺪروﻛﺴﻮﻣﺘﺎل ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﻣﻮﻟﻜﻮل آب و ‫ﻋﺎﻣﻞ ‪ OHﺑﻪ ﺻﻮرت ﻟﻴﮕﺎﻧﺪ ﻋﻤﻞ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ.
‫ﻧﺤﻮه ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻳﻮﻧﻬﺎي ﻧﺎﻣﺒﺮده در ﻓﻌﻞ و اﻧﻔﻌﺎل ذﻳﻞ ﺧﻼﺻﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ:
‫+‪Fe(H2O)6 3 + H2O = Fe(H2O)5 (OH) +2 + H3 O
‫+‪Al(H2O)6 3 + H2O = Al( H2O)5 (OH) +2 + H 3 O
‫+ ‪Al+3 + 4H2O = Al(OH)4 + 4H
‫+ ‪2Fe+3 + 2H2O = Fe2 (OH)2 4 + 2H
‫+ ‪FeOH+2 + H2O = Fe(OH)2 + H
‫اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﻓﻌﻞ و اﻧﻔﻌﺎل اﺻﻄﻼﺣﺎً ﻓﻌﻞ و اﻧﻔﻌﺎل ﻫﻴﺪروﻟﻴﺘﻴﻚ ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. ‫در واﺣﺪﻫﺎي ﺗﺼﻔﻴﻪ آب ﻣﻌﻤﻮﻻً ﻧﻤﻜﻬﺎي آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و آﻫﻦ در ﻏﻠﻈﺖﻫﺎﻳﻲ ﻣﺎﻓﻮق ﺣﺪ اﻧﺤﻼل ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ آﻫﻦ و ‫آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم ﺑﻪ ﻛﺎر ﻣﻲروﻧﺪ.
‫ﻣﺠﻤﻮﻋﻪﻫﺎي ﻫﻴﺪروﻛﺴﻮﻣﺘﺎل داراي ﮔﺮاﻳﺶ ﺳﻄﺤﻲاﻧﺪ در ﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ ﻳﻮﻧﻬﺎي ﺳﻪ ﻇﺮﻓﻴﺘﻲ آﻫﻦ و آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم ﻓﺎﻗﺪ اﻳﻦ ‫ﺧﺎﺻﻴﺖ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ ﺳﺒﺐ ﺟﺬب اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت اﻳﺠﺎد ﺷﺪه واﺳﻂ در ﻋﻤﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﺑﺮ روي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎي ‫ﻣﻮﺟﻮد، ﻧﻘﺶ ﺑﺎ اﻫﻤﻴﺘﻲ را در ﺧﻨﺜﻲ ﺳﺎزي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ در ﻋﻤﻠﻴﺎت اﻧﻌﻘﺎد اﻳﻔﺎ ﻣﻲﻧﻤﺎﻳﺪ. در ‪pHﻫﺎﻳﻲ ‫ﻛﻤﺘﺮ از ﻧﻘﻄﻪ اﻳﺰواﻟﻜﺘﺮﻳﻚ1 ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ آﻫﻦ و ﻳﺎ آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم ﻳﺎ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎي اﻳﺠﺎد ﺷﺪه داراي ﺑﺎر ﻣﺜﺒﺖ ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺑﻮد ‫و ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺟﺬب آﻧﻬﺎ ﺑﺮ روي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎي آﺑﻬﺎي ﺗﻴﺮه ﺳﺒﺐ ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﺑﺎر اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎي ﻣﻨﻔﻲ و ﻧﺎﭘﺎﻳﺪاري ‫ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. در ‪pHﻫﺎﻳﻲ ﺑﻴﺶ از ﻧﻘﻄﻪ اﻳﺰواﻟﻜﺘﺮﻳﻚ (‫‪Isoelectric Point) اﻳﻦ ﻣﻜﺎﻧﻴﺴﻢ دﻗﻴﻘﺎً ﺑﻌﻜﺲ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ‫آﻧﭽﻪ ﺷﺎﻳﺎن ﺗﻮﺟﻪ اﺳﺖ، آﻧﻜﻪ در ﻋﻤﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﺑﺎ ﻧﻤﻜﻬﺎي آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و آﻫﻦ ﺳﻪ ﻇﺮﻓﻴﺘﻲ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎي ﻫﻴﺪروﻛﺴﻮﻣﺘﺎل ‫ﻧﻘﺶ ﻋﻤﺪه را در ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﺑﻪ ﻋﻬﺪه دارﻧﺪ و ﻧﻈﺮ ﺑﻪ ﮔﺮاﻳﺶ ﺳﻄﺤﻲ اﻳﻦ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎ، ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ‫ﻏﻠﻈﺖ اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎ ﻧﺎﭘﺎﻳﺪار و ﻳﺎ ﭘﺎﻳﺪار ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﮔﺮدﻳﺪ.
اﺻﻮﻻً اﻧﻌﻘﺎد ﺑﺎ ﻳﻮن آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و آﻫﻦ ﺳﻪ ﻇﺮﻓﻴﺘﻲ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺧﻨﺜﻲ ﺳﺎزي و درﺑﺮﮔﻴﺮي ذرات در رﺳﻮﺑﺎت اﻧﺠﺎم ‫ﻣﻲﭘﺬﻳﺮد. ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي و ﻳﺎ ﻧﺎﭘﺎﻳﺪار ﺷﺪن ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ ﺑﻪ ﺳﻪ ﻋﺎﻣﻞ، ﻏﻠﻈﺖ ﻣﺎده ﻣﻨﻌﻘﺪ ﻛﻨﻨﺪه pHو ﻏﻠﻈﺖ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ ‫ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد. ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﭼﻬﺎر ﺣﺎﻟﺖ ﺑﺮاي ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻣﻲﺗﻮان در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺖ:
‫اﻟﻒ- ﻏﻠﻈﺖ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي زﻳﺎد ﺑﺎ ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ ﻛﻢ
‫اﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺳﺎدهﺗﺮﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﺑﺮاي اﻧﻌﻘﺎد اﺳﺖ.
‫ﻣﻨﺎﺳﺒﺘﺮﻳﻦ ﻏﻠﻈﺖ ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﺑﺴﺘﮕﻲ ﺑﻪ ﻏﻠﻈﺖ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ دارد و ﻧﺎﭘﺎﻳﺪارﺳﺎزي ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺟﺬب و ﺧﻨﺜﻲ ﺷﺪن ﺑﺎر ‫اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎي ﻫﻴﺪروﻣﺘﺎل ﺑﺎ ﺑﺎر ﻣﺜﺒﺖ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﮔﺮدد
‫ب- ﻏﻠﻈﺖ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي زﻳﺎد ﺑﺎ ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ زﻳﺎد
‫در اﻳﻦ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻧﻴﺰ اﻧﻌﻘﺎد ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺟﺬب و ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد؛ ﺑﺎ اﻳﻦ ﺗﻔﺎوت ﻛﻪ ﻻزم اﺳﺖ ﻣﺎده ﻣﻨﻌﻘﺪ ‫ﻛﻨﻨﺪه زﻳﺎدﺗﺮي ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ اﻟﻒ ﺑﻪ ﻛﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد ﺗﺎ ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ را ﺧﻨﺜﻲ و ﺑﻪ ‪ PHﻣﻨﺎﺳﺒﻲ دﺳﺖ ﻳﺎﻓﺖ و از ‫ﻏﻠﻈﺖ ﭘﻮﻟﻴﻤﺮﻫﺎي ﻫﻴﺪروﻣﺘﺎل ﺑﺎ ﺑﺎر ﻣﺜﺒﺖ ﻣﺘﻌﺎدل اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. در ﺑﺮﺧﻲ از ﻣﻮاﻗﻊ ﻣﻲﺗﻮان ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ ﺳﻴﺴﺘﻢ را ﺑﻪ ‫ﻃﺮق ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﻘﺼﺎن داده و ﺳﻴﺴﺘﻢ را ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ اﻟﻒ ﺗﻐﻴﻴﺮ داد.
‫ج- ﻏﻠﻈﺖ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻛﻢ ﺑﺎ ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ زﻳﺎد
‫اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﺎده ﻣﻨﻌﻘﺪ ﻛﻨﻨﺪه ﺑﺎ ﻏﻠﻈﺖ زﻳﺎد ﻣﻮﺟﺐ اﻳﺠﺎد رﺳﻮب ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﺧﻮاﻫﺪ ﮔﺮدﻳﺪ ﻛﻪ ﻣﺎﻻً ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ ﺑﻪ ‫وﺳﻴﻠﻪ درﺑﺮﮔﻴﺮي رﺳﻮﺑﺎت از ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺣﺬف ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺷﺪ. در ﺑﺮﺧﻲ از ﻣﻮاد ﺑﺎ اﺿﺎﻓﻪ ﻧﻤﻮدن ﻣﻮاد ﻛﻤﻚ ﻣﻨﻌﻘﺪ ﻛﻨﻨﺪه ‫ﻣﺎﻧﻨﺪ: اﻧﻮاع ﮔﻠﻬﺎ ﻣﻴﺘﻮان ﻣﻴﺰان ﻛﻠﻮﻳﻴﺪﻫﺎ را اﻓﺰاﻳﺶ داد، از ﻏﻠﻈﺖ ﻋﺎﻣﻞ اﻧﻌﻘﺎد ﻛﺎﺳﺖ و ﺳﻴﺴﺘﻢ را ﺗﺤﺖ ﺷﺮاﻳﻂ ‫ﺟﺬب و ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﻛﻨﺘﺮل ﻛﺮد.
‫د- ﻏﻠﻈﺖ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﻛﻢ ﺑﺎ ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ ﻛﻢ
‫اﻧﻌﻘﺎد در اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﺳﻴﺴﺘﻤﻬﺎ ﺑﺴﻴﺎر دﺷﻮار ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ﭼﺮا ﻛﻪ ﻋﺎﻣﻞ ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ OHو ﻳﺎ ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ ﻛﺎﻓﻲ ﺑﺮاي ‫ﺗﺸﻜﻴﻞ رﺳﻮب ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﻓﻠﺰات وﺟﻮد ﻧﺨﻮاﻫﺪ داﺷﺖ ﺑﻪ ﻋﻼوه اﺿﺎﻓﻪ ﻛﺮدن ﻣﺎده ﻣﻨﻌﻘﺪ ﻛﻨﻨﺪه ‪ PHرا ﻧﻴﺰ ﻧﻘﺼﺎن ‫ﺧﻮاﻫﺪ داد و اﻳﻦ دﺷﻮاري را ﺗﺸﺪﻳﺪ ﺧﻮاﻫﺪ ﻧﻤﻮد. ﺿﻤﻨﺎً ﻧﻈﺮ ﺑﻪ ﻛﻢ ﺑﻮدن ﻏﻠﻈﺖ ﻛﻠﻮﻳﻴﺪي ﺑﺮﺧﻮرد ذرات ﻣﺤﺪود ‫و اﺳﺘﻔﺎده از ﺟﺬب و ﺧﻨﺜﻲﺳﺎزي ﺑﺎ ﻣﺸﻜﻼت زﻳﺎدي ﻫﻤﺮاه اﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻻزم اﺳﺖ ﺑﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ، ﻗﻠﻴﺎﻳﻴﺖ اﺿﺎﻓﻪ و ‫ﻳﺎ ﻣﻮاد ﻛﻤﻚ ﻣﻨﻌﻘﺪ ﻛﻨﻨﺪه اﺿﺎﻓﻪ ﻧﻤﻮد و ﺑﺪﻳﻦ وﺳﻴﻠﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ را ﻗﺒﻞ از اﺿﺎﻓﻪ ﻛﺮدن ﻣﺎده ﻣﻨﻌﻘﺪ ﻛﻨﻨﺪه اﺻﻼح ﻛﺮد.
منابع:نشريه شماره 177 راهنماي بهره برداري و نگهداري واحد هاي تصفيه خانه آب
[/JUSTIFY]