תהליכי שיקוע וסילוק מוצקים ממים

תהליכי קואגולציה, פלוקולאציה (בעברית הפתתה) וסינון הם שלבים שונים בהרחקת מוצקים במצב מומס, במצב קולאידלי או במצב מורחף. איכות המים משפיעה על בחירת סוג הטיפול. 

ישנם שני סוגי מים עיקריים: 

• מי תהום (Ground Water) – יהיו נקיים ממזהמים ביולוגיים כמו פלנקטון וקוליפורמים, אך עשירים במוצקים מומסים. מוצקים אלו יכולים להיות מתכות כמו ברזל ומנגן.
• מים עיליים (Surface Water) – מגיעים מפני שטח כמו מאגרים, נחלים ונהרות. מים אלה יכולים להכיל אצות, חלקיקים מסחף קרקע, מינרלים, רקב של צמחים, שפכי תעשיה ופסולת בעלי חיים.

את המוצקים ניתן לסלק מהמים בעזרת האטת קצב הזרימה ושיקוע בעזרת כוח הגרביטציה במאגרי מים גדולים או בעזרת סינון.

השימוש בכימיקלים לפלוקולאציה וקואגולציה נחשב לטיפול ראשוני המאפשר לחלקיקים שלא שקעו להתחבר ביחד לגוש הנקרא "פלוק". הפלוק המתקבל מהתחברות של החלקיקים בעל צפיפות וחוזק ולכן ישקע ויורחק בתהליך הסינון.

החלקיקים המרחפים קטנים מאוד בגודלם וטעונים במטען חשמלי זהה,  לרוב שלילי. מאחר שהם בעלי מטען זהה הם דוחים אחד את השני ולכן לא שוקעים. קואגולנט שהוכנס למים יוצר חלקיקים בלתי מסיסים שקושרים אליהם את החומרים המורחפים ומנטרלים את מטענם החשמלי (פוטנציאל זטה). הנטרול מאפשר לחלקיקים להתלכד לפלוק ולשקוע. 

מלחי אלומיניום ו/או ברזל הם הכימיקלים הנפוצים ביותר לטיפול במים בהיותם יעילים ובעלי עלות נמוכה יחסית. 

הגורמים המשפיעים על הפלוקולציה:

• ערבוב – להגברת ההתנגשות של החלקיקים והתלכדותם לפלוק.
• pH – לכל קואגולנט תחום עבודה אופטימלי.
• אלקליניות - אם אין במים אלקליניות מספקת יש להוסיף סודה קאוסטית, סודה אש, קלציום קרבונט או סודיום אלומינט.
• עכירות המים.

https://www.semanticscholar.org/paper/A-Comparison-Of-Aluminum-And-Iron-based-Coagulants-Yonge/a804afb777d2a2f16453b661d1a8e94f734f3925

שימוש באלומיניום גופרתי

אלומיניום גופרתי מוכר גם בשם "אלום" (הנוסחה הכימית היא: Al₂(SO₄)₂ ·X H₂O ) באלום נעשה שימוש במצרים העתיקה עוד בשנת 2000 לפנה"ס בתהליכי הצביעה בצבעים אורגניים. שימושים נוספים ידועים הם בתעשיית הנייר ובתעשיית הבטון, בה הוא משמש כמאיץ התקשות.

כאשר מכניסים אלום למים נוצר פלוק - גוש המלכד את החלקיקים המורחפים במים לגוש גודל ויציב, ששוקע בתחתית המיכל. בעיקרון זה משתמשים להרחקת העכירות במי בריכת השחייה. הפלוק הנוצר הוא אלומיניום הידרוקסיד, שלא נמס במים. 

Al₂(SO₄ )₃ + 3Ca (HCO₃ )₂ <—> 2Al (OH )₃↓ + 3CaSO₄ + 6CO₂

תחום עבודת pH מומלץ:  5.5-7. 

https://cpoclass.com/lower-cyanuric-acid-levels/

אלום מתקבל בתגובה אקזותרמית בין חומצה גופרתית מרוכזת לאלומיניום הידרוקסיד. 

2 Al(OH)₃ + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

בחברת ICL כימיקלים ישראל מקבוצת ICL מייצרים את תמיסת 50% אלומיניום סולפט מזה שנים רבות. חברתנו היא היצרן היחידי בישראל בעל תו תקן למי שתייה למוצר זה ת"י 5438 חלק 9.