فلوکولانت چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

ماده شیمیایی فلوکولانت(Flocculant) در دنیای مواد شیمیایی به منعقدکننده یا لخته ساز معروف هستند که اگر بخواهم ساده بگم، این ماده با تشکیل لخته، به ته‌نشینی و جداسازی مواد زائد و ناخالصی‌های موجود در یک محلول کمک می‌کند. در فرآیند فلوکولاسیون، ذرات کلوئیدی – که بسیار ریز بوده و می‌توانند موجب تغییر رنگ یا کدورت آب شوند – به هم پیوسته و ذرات بزرگ‌تری به نام فلاک را تشکیل می‌دهند. این پدیده ممکن است به طور طبیعی اتفاق بیفتد یا با استفاده از مواد شتاب‌دهنده‌ای مانند فلوکولانت انجام شود.

فلوکولاسیون چیست؟

همان طور که گفتیم، فلوکولانت‌ها با ایجاد لخته به رسوب مواد ناخواسته و زاید در یک محلول کمک می کنند که به این فرایند تشکیل لخته فلوکولاسیون می‌گویند. جالبه بدانید که فلوکولانت از نظر لغوی به معنای لخته کننده است.

بیایید یکم بیشتر با این دسته از مواد شیمیایی آشنا بشویم.

ما امروز در این مطلب از شیمی داکس قصد داریم به این سوال که ماده شیمیایی فلوکولانت چیست و چه کاربردی دارد؟ پاسخ دهیم. پس مثل همیشه تا پایان این مطلب همراه ما باشید.

انواع فلوکولانت

این ماده شیمیایی را در دنیای شیمی معمولا به 4 شکل و براساس

1.  ماهیت شیمیایی
2. بار الکتریکی
3. منشأ
4. شکل فیزیکی

دسته‌بندی می‌کنند؛ در ادامه با ما همراه باشید تا بیشتر با این دسته بندی آشتا شویم.

1. انواع فلوکولانت براساس ماهیت شیمیایی

در این دسته بندی این ماده به دو دسته آلی و معدنی تقسیم می‌شود.

1. فلوکولانت معدنی: این دسته عموماً شامل نمک‌های فلزی محلول در آب می‌شود. از مهمترین فلوکولانت هایی که در این دسته قرار دارند میتوان به سولفات آلومینیوم (آلوم)، کلرید آهن (III)، پلی‌آلومینیوم کلرید (PAC) یا حتی کلرید کلسیم اشاره کرد.
2. فلوکولانت آلی: مواد در این دسته عمدتاً پلیمرهای سنتزی یا طبیعی مثل پلی‌آکریل‌آمید (PAM)، پلی‌اتیلن‌ایمین (PEI)، نشاسته اصلاح‌شده، کیتوزان و… هستند.

2. انواع فلوکولانت براساس بار الکتریکی

این ماده در این دسته بندی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شود.

1. فلوکولانت کاتیونی (Cationic Flocculants): این دسته دارای بار مثبت و برای جذب ذرات دارای بار منفی مانند رس‌ها و مواد آلی محلول بسیار مناسب می‌باشد. پلی‌آکریل‌آمید کاتیونی، پلی‌دایدی‌ال‌دی‌متیل‌آمونیوم کلرید (polyDADMAC) که از مهمترین مواد شیمیایی این دسته بشمار می‌روند.
2. فلوکولانت آنیونی (Anionic Flocculants): ما در این دسته شاهد فلوکولانت هایی با بار منفی و مناسب برای ذرات با بار مثبت مانند نمک‌های فلزی هستیم. بعنوان مثال می‌توانیم به پلی‌آکریل‌آمید آنیونی، لیگنوسولفونات‌ها اشاره کنیم.
3. غیر یونی (Non-ionic Flocculants): این دسته فاقد بار مشخص و بیشتر برای شرایطی که بار ذرات نامشخص است یا در محدوده وسیع pH به کار می‌روند پلی‌آکریل‌آمید غیر یونی (NPAM) مهم ترین ماده ایست که در این گروه قرار دارد.

3. انواع فلوکولانت براساس منشا

همان طور که میدانید مواد در این دسته بندی به دو دسته کلی سنتزی و طبیعی تقسیم می‌شوند.

1. فلوکولانت طبیعی: منبع اصلی این دسته عموماً گیاهی و حیوانی است که میتوان به کیتوزان (از پوسته میگو/خرچنگ)، نشاسته اصلاح‌شده، صمغ گوار اشاره کرد.
2. فلوکولانت سنتزی: این دسته پلیمرهای تولیدشده در صنایع شیمیایی با ویژگی‌های قابل‌تنظیم میباشد که از شاخصترین مواد میتوان به پلی‌آکریل‌آمید، پلی‌اتیلن‌ایمین اشاره کرد.

4. انواع فلوکولانت براساس شکل فیزیکی

1. فلوکولانت پودری (Powder): معمولاً در صنایع تصفیه آب با سیستم‌های حل‌کننده استفاده می‌شوند.
2. فلوکولانت امولسیون مایع (Liquid Emulsion): آماده‌سازی سریع‌تر و مناسب برای دوزدهی پیوسته.
3. فلوکولانت محلول آماده (Solution): محلول‌های از پیش تهیه‌شده که مستقیماً قابل استفاده هستند.

مراحل فلوکولاسیون یا لخته‌سازی

مراحل فلوکولاسیون یا لخته‌سازی را ما در شیمی داکس بصورت کلی به دو مرحله اصلی تقسیم بندی کردیم.

مرحله ۱: انعقاد (Coagulation)

ذرات ریز موجود در آب یا محلول معمولاً دارای بار منفی در سطح خود هستند که مانع از چسبیدن و ته‌نشینی آن‌ها می‌شود. افزودن مواد شیمیایی منعقدکننده یا فلوکولانت باعث جذب این مواد به سطح ذرات و خنثی‌سازی بار آن‌ها می‌شود. این تغییر بار الکتریکی، امکان نزدیک شدن و اتصال ذرات را فراهم کرده و لخته‌های بسیار ریز و معلق (زیر میکرون) ایجاد می‌کند. برای دستیابی به توزیع یکنواخت ماده شیمیایی و افزایش برخورد بین ذرات، در این مرحله از همزدن سریع استفاده می‌شود.

مرحله ۲: لخته‌سازی (Flocculation)

در این مرحله، با همزدن ملایم و افزودن لخته‌سازهای پلیمری با وزن مولکولی بالا، ذرات کوچک و لخته‌های اولیه به هم متصل شده و پل‌هایی بین آن‌ها شکل می‌گیرد. این اتصال‌ها باعث تقویت نیروهای جاذبه واندروالس شده و در نهایت لخته‌های بزرگ‌تر و قابل مشاهده‌ای به نام ماکروفلاک تشکیل می‌شوند. ماکروفلاک‌ها نسبت به اختلاط شدید بسیار حساس هستند و ممکن است با همزدن زیاد شکسته شوند و دوباره تشکیل آن‌ها دشوار یا غیرممکن شود.

جالب است بدانید که فرآیند لخته‌سازی به‌طور طبیعی در پدیده‌هایی مثل تشکیل برف یا رسوبات کف دریا نیز رخ می‌دهد، اما در صنایع مختلفی مانند بیوتکنولوژی، نفت، تولید کاغذ و معدن، این فرآیند به‌صورت کنترل‌شده و با استفاده از فلوکولانت‌ها انجام می‌شود.

کاربردهای فرآیند فلوکولاسیون یا لخته سازی

ما در شیمی داکس 7 تا از مهمترین کاربردهای لخته سازی را با هم بررسی می‌‎کنیم.

1. صنعت غذایی و نوشیدنی

در صنایع غذایی، به ویژه در تولید نوشیدنی‌ها، فرآیند فلوکولاسیون برای تصفیه آب و حذف ذرات معلق استفاده می‌شود. همچنین در فرآوری میوه‌ها و سبزیجات، فلوکولانت‌ها به جداسازی مواد نامطلوب و بهبود شفافیت محصول کمک می‌کنند. این کار باعث افزایش کیفیت نهایی محصول و بهبود ماندگاری آن می‌شود

2. تولید نفت و گاز

در صنعت نفت و گاز، آب مصرفی معمولاً حاوی مقادیر زیادی ذرات معلق است که ته‌نشینی آن‌ها به روش طبیعی زمان‌بر است. فلوکولانت با تسریع فرآیند رسوب‌گذاری، امکان جداسازی سریع‌تر فاز جامد و مایع را فراهم می‌کند. این روش باعث می‌شود حجم بالایی از آب در مدت زمان کوتاه تصفیه و دوباره مورد استفاده قرار گیرد.

3. صنعت خمیر و کاغذ

الیاف سلولزی ماده اصلی در تولید کاغذ هستند، اما برای تولید کاغذ با کیفیت مناسب، لازم است این الیاف با مواد پرکننده و افزودنی‌ها ترکیب شوند تا محصول نهایی دارای چسبندگی و یکنواختی مطلوب باشد. لخته‌سازی در این صنعت مرحله‌ای کلیدی است که به ترکیب بهتر الیاف، بهبود آبگیری و افزایش سرعت تولید کمک می‌کند.

4. تصفیه آب

فلوکولاسیون یکی از مراحل اصلی در تصفیه آب است که طی آن ذرات معلق به یکدیگر متصل شده و خوشه‌های بزرگ‌تری تشکیل می‌دهند تا به راحتی از آب جدا شوند. این فرآیند می‌تواند به‌طور طبیعی یا با افزودن مواد شیمیایی انجام شود و در تصفیه آب آشامیدنی، آب باران و فاضلاب کاربرد گسترده‌ای دارد.
در تصفیه فاضلاب، حذف مواد جامد معلق ضروری است زیرا این ذرات می‌توانند رنگ آب را تغییر دهند و آلودگی‌ها را به منابع طبیعی منتقل کنند.

همچنین کاهش فسفر موجود در فاضلاب اهمیت بالایی دارد، زیرا ورود فسفر به رودخانه‌ها باعث رشد بی‌رویه جلبک‌ها شده و می‌تواند منجر به مرگ دسته‌جمعی ماهی‌ها و سایر موجودات آبزی شود. به همین دلیل، فلوکولانت‌ها ابزاری مهم برای کنترل آلودگی و بهبود کیفیت آب در صنایع مختلف محسوب می‌شوند.

مزایای استفاده از مواد شیمیایی فلوکولانت در تصفیه آب

• افزایش سرعت ته‌نشینی ذرات معلق

• بهبود کیفیت آب تصفیه‌شده

• کاهش مصرف انرژی در فرآیندهای تصفیه

• کاهش نیاز به فیلتراسیون‌های پیچیده

• افزایش ظرفیت سیستم‌های تصفیه

• کاهش میزان گل‌ولای تولیدشده

• بهبود کارایی حذف رنگ و مواد آلی

• کاهش آلودگی محیط‌زیست و پساب‌ها

فلوکولاسیون فاضلاب ها چگونه انجام می شود؟

فلوکولاسیون فاضلاب‌ها فرآیندی شیمیایی است که طی آن مواد شیمیایی به فاضلاب اضافه شده و ذرات جامد بسیار ریز به لخته‌های بزرگ‌تری به نام فلاک تبدیل می‌شوند. این فرایند معمولاً به صورت مرحله‌ای انجام می‌شود:

مرحله ۱: ذرات معلق در فاضلاب معمولاً بار منفی دارند. در این مرحله، ماده منعقدکننده‌ای مانند سولفات آلومینیوم به فاضلاب افزوده می‌شود. مولکول‌های فلوکولانت با بار مثبت، بار ذرات منفی را خنثی کرده و باعث می‌شوند ذرات به هم نزدیک شده و شروع به تشکیل توده‌های بزرگ‌تر کنند.

مرحله ۲: فاضلاب به‌صورت شدید مخلوط می‌شود تا ماده منعقدکننده به طور یکنواخت در کل حجم پخش شود. سپس سرعت مخلوط کردن کاهش می‌یابد تا از شکستن مجدد توده‌ها جلوگیری شود.

مرحله ۳: زمانی که فلاک‌های اولیه شکل گرفتند، یک ماده شیمیایی پلیمری به فاضلاب اضافه می‌شود. این پلیمرها باعث رشد و تقویت لخته‌ها شده و ذرات ریز را به فلاک‌های بزرگ‌تر و مقاوم‌تری تبدیل می‌کنند که در برابر هم‌زدن ملایم پایدار باقی می‌مانند.

مرحله ۴: در پایان فرآیند، توده‌های بزرگ جامد (فلاک‌ها) با روش‌هایی مانند ته‌نشینی در مخازن یا فیلتراسیون از فاضلاب جدا می‌شوند تا آب تصفیه شده از آنها تفکیک گردد.

5. صنعت استخراج فلزات

مواد اولیه مورد استفاده در استخراج فلزات گرانبها معمولاً حاوی ترکیبات مختلفی از فلزات هستند. برای دستیابی به محصول خالص، لازم است فلز مورد نظر از سایر مواد جدا شود. فلوکولاسیون در این فرآیند نقش مهمی دارد و با ایجاد لخته، جداسازی سریع‌تر فلزات از مایع باقی‌مانده را ممکن می‌سازد.

6. کنترل آلودگی هوا در صنایع

در برخی صنایع، مانند کارخانه‌های تولید سیمان یا فولاد، ذرات معلق در گازهای خروجی می‌توانند مشکلات زیست‌محیطی ایجاد کنند. استفاده از فلوکولانت‌ها در سیستم‌های تصفیه گاز، باعث به هم چسبیدن ذرات ریز و افزایش اندازه آن‌ها می‌شود که در نهایت حذف مؤثرتر ذرات معلق و کاهش آلودگی هوا را ممکن می‌سازد

7. ساخت داروهای زیستی

در تولید داروهای زیستی، به‌ویژه هنگام کار با سلول‌های پستانداران، معمولاً اندازه و توزیع سلول‌ها برای فیلتراسیون مناسب نیست. این سلول‌ها اغلب سبک بوده و باکتری‌ها یا مخمرها نیز دارای سلول‌های بسیار کوچک و پراکنده هستند. علاوه بر این، زیست‌توده‌ها می‌توانند قطعات سلولی بسیار ریز تولید کنند که موجب گرفتگی فیلتر و کاهش سرعت فیلتراسیون می‌شود. استفاده از فلوکولانت‌ها با ایجاد بار مثبت در میان این ذرات ریز، باعث افزایش اندازه و چسبندگی آن‌ها می‌شود. این کار ضمن افزایش سرعت عبور مایع از فیلتر، جداسازی سلول‌ها از محلول را ساده‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کند.

پارامترهای مهم در لخته سازی یا فلوکولاسیون

1. نوع و دوز فلوکولانت: انتخاب نوع فلوکولانت مناسب برای هر نوع فاضلاب یا محلول، بسیار حیاتی است. هر فلوکولانت ویژگی‌های خاصی دارد که باعث می‌شود در شرایط متفاوت، کارایی متفاوتی داشته باشد. علاوه بر این، دوز مناسب ماده باید به دقت تعیین شود؛ زیرا استفاده بیش از حد یا کمتر از حد لازم می‌تواند باعث کاهش کیفیت لخته‌سازی یا افزایش هزینه‌ها شود.
2. زمان و شدت اختلاط (همزدن سریع و آرام) : اختلاط سریع در ابتدای فرآیند برای پخش یکنواخت فلوکولانت در محلول ضروری است. پس از آن، اختلاط آرام‌تر به تشکیل لخته‌های بزرگ و پایدار کمک می‌کند. شدت و مدت زمان این دو مرحله باید به دقت تنظیم شود تا لخته‌ها شکسته نشوند و فرآیند به بهترین شکل انجام گیرد.
3. دما: دما می‌تواند بر واکنش‌های شیمیایی و خواص فلوکولانت‌ها تأثیرگذار باشد. در دماهای پایین‌تر، واکنش‌ها ممکن است کند شوند و کارایی لخته‌سازی کاهش یابد. به همین دلیل، کنترل دما در فرآیند فلوکولاسیون مخصوصاً در صنایع حساس اهمیت بالایی دارد.
4. pH محلول: pH محیط تأثیر زیادی بر بار سطحی ذرات و نیز عملکرد فلوکولانت‌ها دارد. بسیاری از فلوکولانت‌ها در محدوده pH خاصی بهترین کارایی را دارند، بنابراین تنظیم pH بهینه می‌تواند موجب افزایش راندمان و کیفیت فرآیند شود.
5. غلظت مواد معلق و کلوئیدی: مقدار ذرات معلق در محلول بر نحوه تشکیل لخته‌ها تأثیرگذار است. در غلظت‌های خیلی بالا، لخته‌ها ممکن است به سختی شکل بگیرند یا توده‌های سنگین و غیرقابل کنترل ایجاد شود؛ و در غلظت‌های پایین، تشکیل لخته به کندی صورت می‌گیرد.
6. ویژگی‌های فلوکولانت (بار الکتریکی، وزن مولکولی): بار الکتریکی فلوکولانت تعیین می‌کند که چگونه با ذرات معلق تعامل دارد؛ فلوکولانت‌های کاتیونی، آنیونی یا غیر یونی بسته به بار ذرات انتخاب می‌شوند. همچنین وزن مولکولی بالا معمولاً منجر به تشکیل لخته‌های بزرگ‌تر و پایدارتر می‌شود.
7. زمان تماس بین فلوکولانت و ذرات: برای اینکه فلوکولانت بتواند به خوبی با ذرات معلق واکنش دهد و لخته‌ها را تشکیل دهد، زمان کافی باید در نظر گرفته شود. تماس بیش از حد یا کم می‌تواند فرآیند را تحت تأثیر منفی قرار دهد.
8. ترکیبات شیمیایی محلول (وجود یون‌ها و مواد مزاحم): وجود برخی یون‌ها یا ترکیبات شیمیایی در محلول می‌تواند با فلوکولانت‌ها واکنش داده یا جذب آن‌ها را کاهش دهد، که این موضوع باعث کاهش اثربخشی فرآیند می‌شود. شناخت دقیق ترکیبات محلول به بهبود انتخاب و دوز فلوکولانت کمک می‌کند.
9. میزان سختی و شوری آب یا فاضلاب: آب‌های سخت یا شور می‌توانند روی خصوصیات فلوکولانت‌ها و رفتار ذرات معلق تأثیرگذار باشند و باعث تغییر در راندمان لخته‌سازی شوند. در چنین شرایطی، ممکن است نیاز به تنظیمات خاص یا استفاده از فلوکولانت‌های ویژه باشد.
10. میزان اکسیژن محلول و شرایط محیطی: در برخی موارد، میزان اکسیژن محلول و سایر شرایط محیطی مانند فشار و نور می‌توانند بر واکنش‌های شیمیایی و فیزیکی در فرآیند فلوکولاسیون تأثیر بگذارند. این عوامل باید در طراحی و کنترل فرآیند مورد توجه قرار گیرند.

ینتیک فلاک به سرعت و نحوه تشکیل و رشد لخته‌ها (فلاک‌ها) در طول زمان اشاره دارد. این پارامتر نشان می‌دهد که چقدر سریع ذرات کوچک به هم می‌پیوندند و لخته‌های بزرگ‌تر را تشکیل می‌دهند. سرعت مناسب کینتیک باعث می‌شود فرآیند لخته‌سازی بهینه و کارآمد باشد؛ اگر سرعت خیلی کم باشد، زمان زیادی طول می‌کشد تا فلاک‌ها تشکیل شوند و اگر خیلی زیاد باشد، ممکن است لخته‌ها شکننده شده و از هم جدا شوند. بنابراین، کنترل شرایط فرآیند برای رسیدن به کینتیک مناسب اهمیت بالایی دارد.

چگونه بهترین فلوکولانت را انتخاب کنیم؟

شرکت‌های شیمیایی همواره در حال توسعه و بهبود انواع مختلفی از فلوکولانت‌ها هستند تا عملکرد فرآیند لخته‌سازی را افزایش دهند. با این حال، هیچ فلوکولانت واحدی وجود ندارد که برای همه سیستم‌های ذره‌ای به یک اندازه مناسب باشد. به همین دلیل، برای انتخاب بهترین فلوکولانت، لازم است عملکرد هر نوع ماده شیمیایی با سیستم خاص ذرات مورد نظر، از طریق آزمایش‌های غربالگری و ارزیابی دقیق سنجیده و تایید شود.

خطرات و مضرات فلوکولانت

استفاده نادرست یا تماس مستقیم با برخی انواع فلوکولانت‌ها می‌تواند باعث تحریک پوست، چشم‌ها و دستگاه تنفسی شود. برخی فلوکولانت‌ها ممکن است سمی یا مضر باشند و در صورت بلعیدن یا استنشاق مقادیر زیاد، عوارض جدی‌تری ایجاد کنند. همچنین، مصرف بیش از حد این مواد در محیط زیست می‌تواند منجر به آلودگی و آسیب به اکوسیستم‌های آبی شود. به همین دلیل، رعایت دقیق دوز مصرف و دستورالعمل‌های ایمنی بسیار مهم است.

ایمنی و شرایط نگهداری (MSDS)

برگه اطلاعات ایمنی (MSDS) برای هر نوع فلوکولانت شامل دستورالعمل‌هایی درباره نحوه نگهداری، حمل و نقل و استفاده ایمن از ماده است. این مواد باید در ظروف دربسته، در محل خشک و خنک و دور از منابع حرارتی و مواد ناسازگار نگهداری شوند. هنگام کار با فلوکولانت‌ها استفاده از تجهیزات حفاظتی مانند دستکش، عینک ایمنی و ماسک را توصیه می‌کنیم تا از تماس مستقیم با پوست و استنشاق جلوگیری شود. همچنین در صورت بروز هرگونه تماس یا حادثه، باید فوراً به مراکز درمانی مراجعه کرد.

11 تا از مهمترین فلوکولانت 

1. پلی‌آکریل‌آمید (Polyacrylamide – PAM) : پلی آکریل آمید یکی از رایج‌ترین فلوکولانت‌های پلیمری است که به صورت آنیونی، کاتیونی و غیر یونی تولید می‌شود. این پلیمرها با وزن مولکولی بالا قادر به تشکیل لخته‌های بزرگ و پایدار هستند و در تصفیه آب، فاضلاب و صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارند. به دلیل انعطاف‌پذیری و کارایی بالا، PAM به عنوان یک فلوکولانت محبوب شناخته می‌شود.

2. سولفات آلومینیوم (Alum): سولفات آلومینیوم یا آلوم، یک فلوکولانت معدنی پرکاربرد است که به عنوان ماده منعقدکننده در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شود. این ترکیب با خنثی‌سازی بار ذرات معلق باعث تسریع فرآیند ته‌نشینی می‌شود. آلوم به‌ویژه در تصفیه آب آشامیدنی و برخی فرآیندهای صنعتی بسیار موثر است.

3. کلرید آهن (Ferric Chloride): کلرید آهن (III) یکی دیگر از مواد معدنی منعقدکننده است که در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد فراوان دارد. این ماده به خوبی می‌تواند ذرات کلوئیدی را خنثی و لخته‌سازی را تسریع کند. کلرید آهن به دلیل قدرت بالای انعقاد و قیمت مناسب، گزینه‌ای اقتصادی برای تصفیه‌های صنعتی به شمار می‌رود.

4. پلی‌دایدی‌ال‌دی‌متیل‌آمونیوم کلرید (PolyDADMAC): PolyDADMAC یک فلوکولانت کاتیونی است که به عنوان ماده کمک منعقدکننده در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شود. این پلیمر با توان بالا در جذب ذرات معلق و آلاینده‌ها، به بهبود شفافیت و کیفیت آب کمک می‌کند. همچنین در صنعت کاغذسازی برای بهبود جداسازی مواد کاربرد دارد.

5. کیتوزان (Chitosan): کیتوزان یک فلوکولانت طبیعی است که از پوسته سخت جانوران دریایی مانند میگو و خرچنگ استخراج می‌شود. این ماده زیست‌تجزیه‌پذیر و غیرسمی است و در تصفیه آب‌های آشامیدنی و فاضلاب کاربرد دارد. کیتوزان به خاطر خواص ضدباکتریایی و سازگاری زیستی، در صنایع غذایی و دارویی نیز استفاده می‌شود.

6. پلی‌اتیلن‌ایمین (Polyethyleneimine – PEI): پلی‌اتیلن‌ایمین یک پلیمر کاتیونی با وزن مولکولی متغیر است که به عنوان فلوکولانت و کمک منعقدکننده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده به ویژه در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی و فرآوری مواد معدنی کاربرد دارد و به بهبود کارایی لخته‌سازی کمک می‌کند.

7. لیگنوسولفونات‌ها (Lignosulfonates): لیگنوسولفونات‌ها محصولات جانبی تولید کاغذ از چوب هستند که به عنوان فلوکولانت طبیعی با بار منفی استفاده می‌شوند. این ترکیبات با خواص پخش‌کنندگی و چسبندگی مناسب، در تصفیه آب و صنعت حفاری کاربرد دارند و به بهبود جداسازی ذرات کمک می‌کنند.

8. پلی‌آکریل‌آمید غیر یونی (Non-ionic Polyacrylamide – NPAM): این نوع از پلی‌آکریل‌آمید بدون بار الکتریکی است و برای شرایطی که بار ذرات معلق نامشخص یا متغیر است مناسب است. NPAM به دلیل قابلیت بالای ایجاد پل‌های بین ذرات و تشکیل لخته‌های بزرگ و پایدار، در تصفیه آب و صنایع مختلف کاربرد دارد.

9. هیدروکسی‌پروپیل متیل سلولز (Hydroxypropyl Methylcellulose – HPMC): HPMC یک پلیمر طبیعی اصلاح شده است که در برخی فرآیندهای فلوکولاسیون به عنوان ماده افزودنی برای بهبود خواص لخته‌ها استفاده می‌شود. این ترکیب باعث افزایش استحکام و پایداری فلاک‌ها شده و در صنایع غذایی، دارویی و کاغذسازی کاربرد دارد.

10. پلی‌اکریلات‌ها (Polyacrylates): پلی‌اکریلات‌ها پلیمرهای آنیونی هستند که به عنوان فلوکولانت و کمک منعقدکننده در تصفیه آب و فاضلاب به کار می‌روند. این ترکیبات به دلیل ظرفیت بالای جذب آب و ایجاد لخته‌های متراکم، در جداسازی جامد-مایع نقش مؤثری دارند.

11. نشاسته اصلاح‌شده (Modified Starch): نشاسته‌های اصلاح‌شده از منابع طبیعی بوده و به عنوان فلوکولانت زیستی در تصفیه آب استفاده می‌شوند. این مواد زیست‌تجزیه‌پذیر هستند و در کنار اثرگذاری مناسب، دوستدار محیط زیست به شمار می‌آیند. نشاسته‌های اصلاح شده در صنعت کاغذ و فرآوری مواد غذایی نیز کاربرد دارند.

تفاوت فلوکولانت‌ها با فلوکوآگولانت‌ها در چیست؟

فلوکولانت‌ها و فلوکوآگولانت‌ها هر دو در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب نقش مهمی دارند، اما عملکرد و کاربرد آن‌ها متفاوت است. فلوکوآگولانت‌ها عموماً ترکیباتی هستند که باعث خنثی‌سازی بارهای سطحی ذرات معلق و کلوئیدی می‌شوند و به این ترتیب، ذرات ریز که به دلیل بار الکتریکی منفی از هم دور نگه داشته شده‌اند، قادر به نزدیک شدن و ایجاد تجمع اولیه می‌شوند. به عبارت دیگر، فلوکوآگولانت‌ها فرآیند انعقاد (Coagulation) را تسهیل می‌کنند و بیشتر به عنوان منعقدکننده‌های شیمیایی مانند سولفات آلومینیوم یا کلرید آهن شناخته می‌شوند.

از سوی دیگر، فلوکولانت‌ها معمولاً پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند که پس از فرآیند انعقاد، ذرات خنثی‌شده را به هم متصل و لخته‌های بزرگ‌تر یا فلاک‌ها را تشکیل می‌دهند. این مواد با ایجاد پل‌های مولکولی بین ذرات، به تقویت و تثبیت لخته‌ها کمک می‌کنند تا جداسازی جامد از مایع آسان‌تر و مؤثرتر انجام شود. به طور خلاصه، فلوکوآگولانت‌ها مسئول شروع فرآیند تجمع ذرات و خنثی‌سازی بارها هستند، در حالی که فلوکولانت‌ها باعث رشد و تثبیت لخته‌ها می‌شوند.

فلوکولانت در تیکنر

فلوکولانت‌ها در تیکنرها (Thickeners) نقش بسیار مهمی در افزایش کارایی فرآیند جداسازی جامد و مایع ایفا می‌کنند. تیکنرها تجهیزاتی هستند که برای تمرکز و ته‌نشینی ذرات معلق در پساب یا محلول‌های صنعتی به کار می‌روند. با افزودن فلوکولانت مناسب، ذرات کوچک معلق به سرعت به لخته‌های بزرگ‌تر (فلاک) تبدیل شده و وزن بیشتری پیدا می‌کنند، که باعث تسریع فرآیند ته‌نشینی در کف تیکنر می‌شود.

استفاده از فلوکولانت در تیکنرها باعث کاهش زمان ته‌نشینی، بهبود کیفیت آب خروجی و افزایش ظرفیت پردازش سیستم می‌شود. این ماده شیمیایی به تشکیل لخته‌های پایدار کمک کرده و از پراکندگی مجدد ذرات جلوگیری می‌کند، در نتیجه راندمان کلی سیستم تصفیه افزایش می‌یابد و حجم گل ته‌نشین شده نیز به حداقل می‌رسد. به همین دلیل، انتخاب نوع و دوز مناسب فلوکولانت در تیکنرها از اهمیت بالایی برخوردار است.