بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از ترکیبات تعلیقکننده لختهساز براي جداسازي رنگ موجود در پساب یکی از روشهاي کارآمد در تصفیه آب است. در این تحقیق یک ترکیب جدید تعلیقکننده لخته ساز پودري معرفی شده و تأثیر تغییرات دژ بر روي عملکرد آن بررسی گردیده است. به منظور بررسی عملکرد ترکیب مزبور، مقدار جامد جدا شده از محلول و باقیمانده در آن، میزان جذب اشعه ماوراء بنفش - هأ - توسط محلول پس از عمل با ترکیب تعلیقکننده لختهساز و درصد جداسازي ذرات جامد در دژهاي مختلف اندازهگیري شده است. نتایج نشان می دهند که بیشترین جداسازي رنگ در محدوده دژ بین 9/5-10/5 رخ میدهد و این امر بدلیل تشکیل بیشتر هیدروکسید آلومینیوم و در نتیجه انعقاد بیشتر ذرات رنگ موجود در محلول است. در صورت کاهش دژ، از مقدار هیدروکسید آلومینیوم کاسته شده و باعث کاهش انعقاد و جداسازي رنگ میگردد.
واژههاي کلیدي: منعقدکننده، لختهساز، رنگ،جداسازي،
-1 مقدمه
در صنایع شیمیایی ترکیبات آلی بیشترین میزان آلودگی را در آب بوجود میآورند.اساس فرایند تصفیه آب، جداسازي فاز جامد از فاز مایع میباشد که این فرایند بوسیله مواد شیمیایی و تجهیزات مخصوصی انجام میشود.به کمک این مواد و وسایل مخصوص میتوان آبی با درصد خلوص بالا بدست آورد که میتوانمجدداً از آن در صنایع مختلف استفاده کرد. در فرآیند لختهسازي و تعلیق، لخته سازها و منعقدکنندهها براي جداسازي فاز جامد که بصورت سوسپانسیون در مایع وجود دارد، مورد استفاده قرار میگیرند. اندازه و بار سطحی ذرات دو عامل بسیار مهم در فرایندهاي انعقاد و لخته شدن هستند که در نهایت باعث جداسازي آنها می شوند.[1]
انعقاد فرایندي است که طی آن بار منفی آلودگیهاي موجود درآب خنثی گشته و سبب میگردد که آلودگی ها یکدیگر را جذب کرده و منعقد شوند. استفاده از ترکیب پلیمري آلومینیوم بعنوان منعقدکننده روزبروز گسترش بیشتري مییابد که میتوان به عنوان مثال از پلیآلومینیوم کلراید جهAبض و پلیآلومینیوم فسفات نام برد اگرچه امروزه کاربرد پلیآلومینیوم کلراید نسبت به بقیه مواد بیشتر است. این منعقدکنندهها میتوانند در محدوده گستردهاي از دژ و در دماهاي پائین بصورت مؤثري عمل نمایند. منعقدکنندههاي پلیمريمعمولاً دانسیته باري بالا و زنجیرهاي کوتاه دارند و به واسطه عناصر فلزي خود کهاکثراً آلومینیوم، آهن و سیلیس میباشد دور رنگ را گرفته و باعث خنثی شدن یا کشتن رنگ میشوند، و به این صورت رنگ خاصیت خود را از دست میدهد 2]و.[3
کردلایر و همکارانش نشان داده اند که سولفات آهن، سولفات آلومینیوم و سدیم آلومینات به عنوان مثال از منعقدکنندههایی میباشند که میتوانند درون محلول با کربنات هیدروژن سدیم یا هیدروکسید پتاسیم پیوند حاصل کنند و هیدروکسیدهاي نامحلول فلزي که مانند هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید آهن را تشکیل دهند. بطور کلی هیدروکسیدهاي نامحلول در آب داراي حلالیت بسیار پائینی میباشند و حالت لزج و پلیمري در آب ایجاد میکنند که این امر کمک بسیار زیادي به فرآیند لختهسازي و انعقاد میکند.[4]
دووان5 و همکارانش انعقاد ذرات کلوئیدي در محلولهاي حاوي اسیدهیومیک با سولفات آلومینیوم را با انجام یکسري آزمایشات در شرایط دژ بین 4-10 و مقدار سولفات آمونیوم - ئAق - 3-1000 مورد بررسی قرار دادند. آنها تأثیر جداسازي ذرات کلوئیدي را با بررسی جذب اشعه ماوراء بنفش - هأض محلول و تغییرات بار سطحی کلوئیدي6 مطالعه نمودند. نتایج حاصل محدوده عملکرد مناسب انعقاد - مقدار ئA ودژ محلول - را نشان داده و مکانیزم انعقاد مورد تحلیل قرار گرفته است.[5 ] دلگادو7 و همکارانش در یک تحقیق آزمایشگاهی تأثیر سه نوع منعقدکننده معدنی سولفات آلومینیوم، کلرید آهن II و پلی آلومینیوم کلراید را در کاهش کدري پساب هاي خروجی از یک واحد صنعتی را ارائه نمودهاند و براي هر یک از این سه ماده مقدار مصرفی و دژ بهینه را تعیین کردهاند. راندمان بهینه براي کاهش کدري پساب در صورت استفاده از هAب به مقدار عَ؟ع 20 و در=6 دژ بدست میآید. اگرچه میتوان حداکثر کاهش کدري به مقدار %90 را در صورت استفاده از هAب به مقدار عَ؟ع 50 در= 6 دژ بدست آورد .[6]
باخ8 و پاپاواسیلوپولوس9 طی تحقیقی تأثیر دژ و غلظت آلومینیوم و آهن را در جداسازي رنگ از پساب مورد بررسی قرار دادند و تأثیر این عوامل را بر میزان رسوب ترکیبات مختلف هیدروکسید آلومینیوم که بر طبق واکنشهاي زیر ایجاد میشوند را ارائه نمودند.[7]سمنانی رهبر و همکارانش در یک بررسی آزمایشگاهی به فرمولاسیون جدیدي از پلی آلومنیوم کلراید و هیروکسید پتاسیم در کنار مواد دیگري که به منظور کمک لخته ساز و تنظیم دژ بکار می رود دست یافته اند که میزان جداسازي رنگ از پساب به %96 رسانده استب10م. در این تحقیق با بکارگیري ترکیب جدید منعقدکننده لخته ساز معرفی گردیده توسط سمنانی رهبر و همکارانش - 10 - به بررسی، تاثیر دژ محلول بر روي عملکرد آن به صورت تجربی پرداخته شده است.
-2 آزمایشات تجربی
-1-2 مواد
نمونه مورد آزمایش: با توجه به اطلاعات ارائه شده توسط شرکتهاي نبب ایتالیا و ًحBA آلمان در مورد جامدات - رنگ - موجود در پسابهاي کارخانجات خودروسازي و به منظور بررسی تأثیر ترکیب لخته ساز منعقد کننده در شرکت پسابهاي با حداکثر مقدار جامد - رنگ - ، براي ساخت نمونه، از انحلال یک نوع رنگ آلکیدي - رنگ خودرو با نام تجاري هادي رنگ - در آب استفاده شده، بطوریکه غلظت رنگ در آب صطئَط؟ 5 است 8]و.[9 ماده منعقدکننده لختهساز: براي بررسی نقش pH از ترکیب جدید منعقدکننده لختهساز ارائه شده توسط آقاي صدیقی استفاده شده است. ترکیب این ماده پودري شکل حاوي اجزاي زیر است که هر یک نقشی را در فرآیند مورد نظر ایفا میکنند. جدول - - 1 نقش هر یک از اجزاء موجود در ترکیب منعقدکننده لختهساز را ارائه میکند. به منظور افزایش عملکرد این ترکیب در انعقاد جامدات، علاوه بر مقادیر مندرج در جدول - - 1 مقدار 0/1 گرم پلی آکریل آمید نیز اضافه بر فرمول بندي ترکیب و پس از افزایش این ماده مورد استفاده قرار گرفت .[10]
