תהליכי שקוע וסילוק מוצקים ממים

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

ישנם שני סוגי מים עיקריים - 

מי תהום ( GROUND WATER) – יהיו נקיים ממזהמים ביולוגיים כמו פלנקטון , קוליפורמים אך יהיו עשירים במוצקים מומסים. מוצקים אילו יכולים להיות מתכות כמו ברזל ומנגן.

מים עילאיים (SURFACE WATER) – המגיעים מפני שטח כמו מאגרים, נחלים, נהרות . מים יכולים להכיל אצות, חלקיקים מסחף קרקע, מינרלים, רקב של צמחים, שפכי תעשיה ופסולת בע"ח.

את המוצקים ניתן לסלק מהמים בעזרת האטת קצב הזרימה ושקוע 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 הוא בעל צפיפות וחוזק ולכן הוא ישקע ויורחק בתהליך הסינון.

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

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

הגורמים המשפיעים על הפלוקולציה הם

• ערבוב – להגברת ההתנגשות של החלקיקים והתלכדותם ל"פלוק".
• pH – לכל קואגולנט תחום עבודה אופטימלי.
• אלקליניות -  אם במים אין 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

אלומיניום גופרתי - מוכר גם בשם "אלום" (נוסחה הכימית היא: Al₂(SO₄)₂ ·X H₂O )

באלום נעשה שימוש עוד בשנת 2000 לפנה"ס במצרים העתיקה בתהליכי הצביעה עם צבעים אורגניים. שימושים נוספים ידועים הם בתעשיית הנייר בו האלום ולתעשיית הבטון בו הוא משמש כמאיץ התקשות .

כאשר מכניסים אלום למים נוצר "פלוק" - גוש המלכד את החלקיקים המורחפים במים לגוש גודל ויציב. הפלוק שוקע בתחתית המיכל . בעקרון זה משתמשים בהרחקת העכירות במי בריכת השחייה. הפלוק הנוצר הוא אלומיניום הידרוכסיד 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 מרוכז לאלומיניום הידרוכסיד. 

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

בחברת ICL כימיקלים ישראל  מקבוצת ICL מיצרים 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.