مقایسه لجن تولیدی سولفات آهن و آلومینیوم در تصفیه آب

در تصفیه خانه های آب و فاضلاب، انتخاب منعقدکننده فقط بر اساس قیمت خرید ماده شیمیایی انجام نمی شود. ممکن است یک ماده در زمان خرید ارزان تر باشد، اما به دلیل مصرف بیشتر، تولید لجن حجیم تر، افزایش مصرف پلیمر یا دشوار شدن فرآیند آبگیری، هزینه نهایی بهره برداری را افزایش دهد.

به همین دلیل مقایسه میزان لجن تولیدی سولفات آهن و سولفات آلومینیوم برای مدیران تصفیه خانه، کارشناسان بهره برداری و واحدهای خرید اهمیت زیادی دارد. در این مقایسه باید علاوه بر مقدار لجن، عواملی مانند جرم خشک، درصد رطوبت کیک، قابلیت آبگیری و هزینه حمل و دفع نیز بررسی شوند. گاهی یک منعقدکننده لجن خشک بیشتری تولید می کند، اما به دلیل تشکیل لخته های متراکم تر، آبگیری بهتری دارد و در نهایت حجم لجن قابل دفع کاهش پیدا می کند.

سولفات آهن مورد استفاده در تصفیه چیست؟

در مقایسه سولفات آهن و سولفات آلومینیوم، معمولاً منظور از سولفات آهن، سولفات فریک Fe₂(SO₄)₃ است که یکی از منعقدکننده های پرکاربرد در تصفیه آب و پساب صنعتی محسوب می شود.

سولفات فرو FeSO₄ نیز در برخی فرآیندها کاربرد دارد، اما عملکرد آن به شرایط اکسیداسیون و تبدیل آهن دو ظرفیتی به آهن سه ظرفیتی وابسته است. به همین دلیل هنگام خرید سولفات آهن باید نوع محصول، درصد ماده فعال و کاربرد نهایی مشخص شود. انتخاب نادرست نوع سولفات آهن می تواند باعث افزایش مصرف ماده شیمیایی، کاهش راندمان انعقاد و برآورد اشتباه میزان لجن تولیدی شود.

لجن چگونه در فرآیند تصفیه تشکیل می شود؟

سولفات آلومینیوم و سولفات آهن با تشکیل رسوبات هیدروکسید فلزی، ذرات معلق، مواد کلوئیدی و بخشی از ترکیبات آلی موجود در آب را حذف می کنند. در سولفات آلومینیوم، هیدروکسید آلومینیوم و در سولفات فریک، هیدروکسید آهن تشکیل می شود. این رسوبات همراه با مواد حذف شده از آب، ذرات معلق، پلیمرهای کمکی و سایر جامدات، ساختار اصلی لجن تصفیه را ایجاد می کنند.

مقدار واقعی لجن به عوامل مختلفی وابسته است:

• کیفیت آب یا پساب ورودی

• میزان TSS و کدورت

• دوز مصرف منعقدکننده

• pH و قلیائیت آب

• نوع پلیمر مصرفی

• روش آبگیری لجن

بنابراین نمی توان تنها با مقایسه نام دو ماده، مقدار دقیق لجن تولیدی را مشخص کرد.

میزان لجن خشک سولفات آهن بیشتر است یا سولفات آلومینیوم؟

از نظر واکنش شیمیایی، سولفات فریک معمولاً به ازای مقدار مصرف مشابه، جامد خشک بیشتری نسبت به سولفات آلومینیوم ایجاد می کند. بر اساس داده های مهندسی، آلوم هیدراته حدود ۰.۲ تا ۰.۳۳ کیلوگرم جامد خشک به ازای هر کیلوگرم منعقدکننده تولید می کند، در حالی که این مقدار برای سولفات فریک حدود ۰.۵ تا ۰.۵۳ کیلوگرم گزارش شده است.

با این حال، این موضوع به تنهایی معیار مناسبی برای انتخاب ماده نیست. در یک تصفیه خانه واقعی، دوز مصرفی دو ماده برابر نیست. ممکن است سولفات فریک با مقدار کمتر بتواند کیفیت خروجی مشابهی ایجاد کند و اختلاف میزان لجن نهایی کاهش یابد. مصرف بیش از حد هر دو منعقدکننده نیز باعث افزایش جامدات، افزایش هزینه مواد شیمیایی و رشد هزینه دفع لجن خواهد شد.

چرا حجم لجن مرطوب معیار کافی نیست؟

یکی از اشتباهات رایج در تصفیه خانه ها، مقایسه فقط بر اساس حجم لجن ته نشین شده است. لجن تولیدی مقدار زیادی آب در خود نگه می دارد و هزینه واقعی مدیریت آن بیشتر به درصد جامد نهایی و رطوبت کیک بستگی دارد. لجن آلومینیومی در برخی شرایط آب بیشتری در ساختار خود حفظ می کند و ممکن است آبگیری آن دشوارتر باشد. در مقابل، لجن های آهنی در بسیاری از کاربردها ساختار متراکم تری ایجاد کرده و عملکرد مناسبی در فرآیند آبگیری دارند. برای کارخانه هایی که هزینه حمل و دفع لجن بالا است، بررسی عملکرد ماده در فیلترپرس، سانتریفیوژ یا تجهیزات تغلیظ اهمیت بیشتری از حجم اولیه لجن دارد.

در دلکو صنعت، انتخاب سولفات آهن و سولفات آلومینیوم صرفاً بر اساس قیمت انجام نمی شود. کارشناسان این مجموعه با بررسی نوع مصرف، شرایط فرآیند تصفیه و آنالیز محصول، به صنایع کمک می کنند تا ماده ای متناسب با نیاز خود انتخاب کنند. انجام تست روی نمونه واقعی آب یا پساب، امکان تصمیم گیری دقیق تر و کاهش هزینه های ناشی از انتخاب نامناسب را فراهم می کند.

عوامل مؤثر بر میزان لجن تولیدی

دوز مصرف منعقدکننده

دوز مصرفی مهم ترین عامل در میزان لجن تولیدی است. اگر آزمایش Jar Test نشان دهد سولفات فریک با دوز پایین تر همان کیفیت خروجی سولفات آلومینیوم را ایجاد می کند، مقایسه صرف قیمت نتیجه دقیقی نخواهد داشت.

کیفیت آب ورودی

کدورت، TSS، مواد آلی و رنگ آب خام تأثیر مستقیمی بر میزان لجن دارند. حتی بهترین منعقدکننده نیز بدون توجه به شرایط آب ورودی نمی تواند عملکرد ثابتی داشته باشد.

pH و قلیائیت

واکنش سولفات آهن و سولفات آلومینیوم به شرایط شیمیایی آب وابسته است. خارج شدن pH از محدوده مناسب باعث کاهش راندمان انعقاد و افزایش مصرف ماده شیمیایی می شود.

تجهیزات آبگیری

نوع تجهیزات مانند فیلترپرس، سانتریفیوژ و سیستم تغلیظ می تواند نتیجه نهایی را تغییر دهد. دو منعقدکننده ممکن است مقدار مشابهی لجن تولید کنند، اما یکی از آن ها کیک خشک تر و کم حجم تری ایجاد کند.

مقایسه سولفات آهن و سولفات آلومینیوم از نظر آبگیری

در فرآیندهای صنعتی، مدیریت لجن پس از تولید بخش مهمی از هزینه های تصفیه است. درصد جامد کیک، زمان آبگیری، مصرف پلیمر و تعداد دفعات حمل باید هنگام انتخاب منعقدکننده بررسی شوند. لجن های آهنی در بسیاری از کاربردها به دلیل ساختار فشرده تر، قابلیت آبگیری مناسبی دارند؛ اما این موضوع به شرایط هر تصفیه خانه وابسته است و نمی توان یک نسخه ثابت برای تمام صنایع ارائه کرد. به همین دلیل انجام تست روی آب یا پساب واقعی کارخانه، دقیق ترین روش برای انتخاب بین سولفات آهن و سولفات آلومینیوم است.

آیا سولفات آهن همیشه انتخاب بهتری است؟

خیر. سولفات آلومینیوم همچنان یکی از پرمصرف ترین منعقدکننده ها در تصفیه آب است و در بسیاری از شرایط عملکرد اقتصادی مناسبی دارد.

سولفات فریک نیز در برخی پساب های صنعتی به دلیل تشکیل لخته های مقاوم تر و عملکرد مناسب در شرایط خاص، انتخاب بهتری است.

انتخاب نهایی باید بر اساس کیفیت آب ورودی، دوز مصرفی، هزینه مواد شیمیایی، میزان لجن تولیدی، هزینه دفع و شرایط تجهیزات انجام شود.

خرید سولفات آهن و سولفات آلومینیوم با نگاه تخصصی

در خرید سولفات آهن یا سولفات آلومینیوم، پایین ترین قیمت همیشه بهترین انتخاب نیست. کیفیت محصول، درصد ماده فعال، آنالیز شیمیایی، دوز مصرف واقعی و هزینه مدیریت لجن باید در کنار یکدیگر بررسی شوند. یک ماده شیمیایی ارزان تر ممکن است به دلیل مصرف بیشتر یا افزایش هزینه دفع لجن، در مجموع هزینه بالاتری به کارخانه تحمیل کند.

دلکو صنعت به عنوان تأمین کننده مواد شیمیایی صنعتی، امکان بررسی نیاز کارخانه ها برای انتخاب سولفات آهن و سولفات آلومینیوم متناسب با شرایط فرآیند را فراهم می کند. بررسی آنالیز محصول و انجام تست اولیه روی آب یا پساب واقعی، کمک می کند انتخاب نهایی بر اساس عملکرد واقعی انجام شود.