لماذا تختار كلوريد البولي ألومنيوم لمعالجة المياه؟

تُعدّ معالجة المياه جزءًا هامًا من حماية البيئة والصحة العامة، وتهدف إلى ضمان جودة مياه آمنة وتلبية احتياجات التطبيقات المختلفة. ومن بين العديد من طرق معالجة المياه،كلوريد البولي ألومنيوميتم اختيار (PAC) على نطاق واسع لخصائصه الفريدة وتأثيره الفعال في التخثر.

تأثير التخثر الفعال: يتمتع PAC بأداء تخثر ممتاز ويمكنه إزالة الشوائب بشكل فعال مثل المواد الصلبة العالقة والغرويات والمواد العضوية غير القابلة للذوبان في الماء وتحسين جودة المياه.

آلية تخثر الدم في PAC

تتضمن آلية عمل كلوريد البولي ألومنيوم (PAC) كمادة مُخثِّرة بشكل أساسي ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة، ومعادلة الشحنات، والاحتجاز الشبكي. يعني ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة أنه بعد إضافة PAC إلى الماء، تُشكِّل أيونات الألومنيوم وأيونات الكلوريد طبقة امتزاز على سطح الجسيمات الغروية، مما يؤدي إلى ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة على سطح هذه الجسيمات، وبالتالي زعزعة استقرارها وتكثيفها. أما الربط الامتزازي، فيحدث عندما تتجاذب الكاتيونات الموجودة في جزيئات PAC مع الشحنات السالبة على سطح الجسيمات الغروية، مُشكِّلةً بنية "جسر" تربط بين عدة جسيمات غروية. ويتحقق تأثير الاحتجاز الشبكي من خلال تأثير الامتزاز والربط بين جزيئات PAC والجسيمات الغروية، مما يؤدي إلى احتجاز الجسيمات الغروية في شبكة من جزيئات المُخثِّر.

استخدامات معالجة المياه بكلوريد البولي ألومنيوم

بالمقارنة مع المواد المُرَسِّبة غير العضوية، فقد حسّن هذا المركب بشكل ملحوظ من فعالية إزالة لون الأصباغ. وتتمثل آلية عمله في قدرة PAC على تحفيز جزيئات الصبغة على تكوين ندف دقيقة من خلال ضغط أو معادلة الطبقة الكهربائية المزدوجة.

عند استخدام البولي أكريلاميد (PAM) مع البولي أكريلاميد (PAC)، تستطيع جزيئات البوليمر العضوي الأنيوني، بالتعاون مع عامل عدم الاستقرار، الاستفادة من تأثير الربط بين سلاسلها الجزيئية الطويلة لتكوين ندفات أكثر كثافة. تُسهم هذه العملية في تحسين عملية الترسيب وتسهيل إزالة أيونات المعادن الثقيلة. إضافةً إلى ذلك، يُمكن لعدد كبير من مجموعات الأميد الموجودة في السلاسل الجانبية لجزيئات البولي أكريلاميد الأنيوني تكوين روابط أيونية مع مجموعة -SON في جزيئات الصبغة. يُقلل تكوين هذه الرابطة الكيميائية من ذوبان المُرسب العضوي في الماء، مما يُعزز التكوين السريع للندفات وترسيبها. تُصعّب آلية الربط العميق هذه هروب أيونات المعادن الثقيلة، مما يُحسّن كفاءة وفعالية المعالجة.

فيما يتعلق بإزالة الفوسفور، لا يمكن إغفال فعالية كلوريد الألومنيوم المتعدد. فعند إضافته إلى مياه الصرف الصحي المحتوية على الفوسفور، يتحلل مائيًا مُنتجًا أيونات الألومنيوم ثلاثية التكافؤ. ترتبط هذه الأيونات بالفوسفات الذائب في مياه الصرف الصحي، محولةً إياه إلى رواسب فوسفات غير ذائبة. تُزيل هذه العملية التحويلية أيونات الفوسفات من مياه الصرف الصحي بكفاءة، وتقلل من التأثير السلبي للفوسفور على المسطحات المائية.

إضافةً إلى التفاعل المباشر مع الفوسفات، يلعب تأثير التخثر لكلوريد الألومنيوم المتعدد دورًا محوريًا في عملية إزالة الفوسفور. إذ يُمكنه تحقيق الامتزاز والربط عن طريق ضغط طبقة الشحنة على سطح أيونات الفوسفات. وتؤدي هذه العملية إلى تخثر الفوسفات والملوثات العضوية الأخرى في مياه الصرف الصحي بسرعة، مُشكّلةً كتلًا يسهل ترسبها.

والأهم من ذلك، بالنسبة للمواد الصلبة العالقة الحبيبية الدقيقة الناتجة عن إضافة عامل إزالة الفوسفور، يستخدم الكربون المنشط المسحوق آلية التقاطه الشبكية الفريدة وتأثيره القوي في معادلة الشحنات لتعزيز النمو التدريجي وتكثيف هذه المواد الصلبة العالقة، ثم تتكثف وتتجمع وتتكتل لتشكل جزيئات أكبر. بعد ذلك، تترسب هذه الجزيئات في الطبقة السفلية، ومن خلال فصل المواد الصلبة عن السائلة، يمكن تصريف السائل العلوي، مما يحقق إزالة فعالة للفوسفور. تضمن هذه السلسلة من العمليات الفيزيائية والكيميائية المعقدة كفاءة واستقرار معالجة مياه الصرف الصحي، مما يوفر ضمانة قوية لحماية البيئة وإعادة استخدام موارد المياه.