מהו תהליך פלוקולציה?

פלוקולולציה מתייחסת לתהליך של הוספת פלוקולנטים כימיים כדי לגרום לחומר התלוי הזעירים ולחלקיקים הקולואידים במים לאבד יציבות, להתנגש זה בזה, להצטבר וליצור קשקשים של חלקיקים גדולים יותר, כדי להקל על טיפול משקעים או סינון לאחר מכן. ההשפעה של קצף תלויה בגורמים רבים, כולל סוג החלקיקים המרחפים, טמפרטורת המים, ערך ה-pH, סוג ומינון של פלוקולנטים, זמן ערבוב של דיפוזיה של חומר ויצירת קצף ותנאים הידראוליים.

בתהליך ה-flocculation, התיאוריות הנפוצות כוללות את תיאוריית DLVO ומנגנון גישור ספיחה. תיאוריית ה-DLVO מסבירה בעיקר כיצד האנרגיה הפוטנציאלית הכבידה והאנרגיה הפוטנציאלית הדוחה בין חלקיקים קולואידים משפיעים על צבירה של חלקיקים. מנגנון גישור הספיחה מתייחס לתהליך שבו פולימר השרשרת המסיס במים המוסף סופח קולואידים וחומר מרחף עדין דרך אתרים פעילים תחת פעולת משיכה אלקטרוסטטית, משיכה של ואן דר ואלס וכוח קשרי מימן, ומגשר בין החלקיקים לפקקים.

חומרי צפצופים הם חומרי מפתח בתהליך הצפיפות. על פי תכונותיהם הכימיות, ניתן לחלק אותם לשלוש קטגוריות: פקקים לא אורגניים, פקקים אורגניים וחומרים ביולוגיים.

פלוקולנטים אנאורגניים:כוללים בעיקר מלחי ברזל (כגון סולפט ברזל), מלחי אלומיניום (כגון אלום) וכו'. סוג זה של חומר פקקים יכול לבצע הידרוליזה במהירות במים ליצירת משקעי הידרוקסיד בלתי מסיסים, ולהסיר חומר מרחף וחלקיקים קולואידים במים באמצעות ספיחה, טאטוא ו השפעות אחרות.

פלקולנטים אורגניים:כגון פוליאקרילאמיד (PAM) וכו'. לסוג זה של פלקולנט יש שרשרת מולקולרית ארוכה וקבוצות פעילות רבות. יש לו יכולת ספיחה וגישור חזקה לחומר מרחף וחלקיקים קולואידים במים, ויכול ליצור פקקים גדולים וצפופים.

פלוקולנטים ביולוגיים:להשתמש בתמציות דופן תאים מיקרוביאליות, במטבוליטים של תאים מיקרוביאליים או להשתמש ישירות בתאים מיקרוביאליים בעצמם כפלקולנטים. לסוג זה של חומרי קצף יש את היתרונות של חוסר רעילות והתכלות ביולוגית, ויש לו סיכויי יישום רחבים בתחום הגנת הסביבה.

לתהליך הפלקולציה מגוון רחב של יישומים בתחום הטיפול במים, במיוחד במי שתייה ובטיפול בשפכים.

טיפול במי שתייה:מי מקור מכילים לרוב חומר מרחף זעיר, קולואידים וחומרים אורגניים וזיהומים אחרים, אשר לא רק משפיעים על השקיפות והטעם של המים, אלא גם עלולים להוות איום על בריאות האדם. זיהומים אלו ניתנים להסרה יעילה באמצעות תהליך הצקיפה, מה שהופך את המים לצלולים ושקופים ועומדים בתקנים הסניטריים למי שתייה.

טיפול בשפכים:בטיפול בשפכים ניתן להשתמש בתהליך הצקיפה כדי להסיר מזהמים כמו חומר מרחף וחומרים אורגניים בביוב. על ידי הוספת כמות מתאימה של פקקולנט ותגובה עם חומר מרחף וקולואידים בביוב, נוצרים פקקים שקל לזרז אותם. לאחר מכן נאספים הפקקים ומוסרים אותם באמצעות מיכל שיקוע או מערכת מיכלי שיקוע, ובכך משיגים טיהור שפכים ושימוש חוזר.

יתרונות:

• זה יכול להסיר ביעילות זיהומים כמו חומר מרחף, קולואידים וחומרים אורגניים במים.
• יש לו מגוון רחב של יישומים וניתן להשתמש בו בסוגים שונים של תהליכי טיפול במים.
• זה קל לתפעול וקל לשליטה וניהול.

חסרונות:

• יש להתאים את הבחירה והמינון של פלוקולנטים בהתאם לתנאים בפועל, אחרת זה עלול להשפיע על השפעת הטיפול.
• כמות מסוימת של תוצרי לוואי כגון בוצה ושאריות פסולת עשויה להיווצר בתהליך הצפצופים, שיש לטפל בהם כראוי כדי למנוע זיהום משני.

לסיכום, תהליך הצקיפה בטיפול במים הוא טכנולוגיית טיפול יעילה ופרקטית, בעלת משמעות רבה לשיפור איכות המים, שמירה על הסביבה וקידום מחזור משאבי המים.