کاربرد پلی آلومینیوم کلراید در کاغذسازی

پلی آلومنیوم کلراید، یک ترکیب شیمیایی پلیمری معدنی است که با درصد خلوص و وزن مولکولی بالا، دارای خاصیت منعقد کنندگی یا لخته سازی است. در ساختار مولکولی این ترکیب شیمیایی، گروه های هیدروکسیل به صورت زنجیره ای قرار دارند که در صورت انحلال در آب، با سایر مولکول ها پیوند برقرار کرده و مانند یک پلیمر، آن ها را احاطه می کند.

از خاصیت لخته سازی و منعقد کنندگی ترکیب پلی آلومینیوم کلراید برای شفاف سازی آب آشامیدنی، زلال سازی آب رودخانه ها یا فاضلاب و پساب صنعتی، فرآیندهای جداسازی ناخالصی ها در صنایع مختلف، کاهش کدورت فاضلاب صنعتی و ... استفاده می شود. یکی از مهم ترین موارد کاربردی پلی آلومینیوم کلراید، استفاده از آن در مراحل مختلف کاغذسازی است. برای آشنایی با این کاربرد ویژه تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.در ساختار مولکولی این ترکیب شیمیایی، گروه های هیدروکسیل به صورت زنجیره ای قرار دارند که در صورت انحلال در آب، با سایر مولکول ها پیوند برقرار کرده و مانند یک پلیمر، آن ها را احاطه می کند.

کارخانه های تولید خمیر کاغذ و کاغذسازی، یکی از آلوده ترین فاضلاب های صنعتی را تولید می کند. این نوع فاضلاب ها در میان سایر صنایع با فاضلاب های آلوده، دارای آلاینده های بیشتری است. استفاده از راهکارها و روش هایی که بتوانند این میزان از آلاینده ها را تا حد زیادی برطرف کنند، برای کاغذسازی ضروری است. پلی آلومنیوم کلراید دقیقاً به همین منظور در این کارخانه به کار می رود.

تحقیقات نشان داده اند که فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی می توانند به طور مؤثری آلاینده های فاضلاب کاغذسازی را حذف کنند. مهم ترین نمونه این واکنش ها، لخته سازی و انعقاد است. این دو فرآیند تحت شرایط PH تنظیم شده و با حضور پلی آلومینیوم کلراید به عنوان عامل لخته ساز و منعقد کننده انجام می گیرد. استفاده از این ترکیب به نظر می رسد، ارزان تر از سایر روش ها باشد.

مواد اولیه ای که برای تولید خمیر کاغذ در کارخانه کاغذسازی استفاده می شوند در نهایت، فاضلاب هایی را تولید می کنند که بالاترین میزان آلایندگی را دارند؛ دو فاکتور حیاتی فاضلاب، BOD و COD، ترکیبات سمی و رنگ های تند، ترکیبات آلی، PH، کدورت و دما انواع آلودگی های فاضلاب کاغذسازی محسوب می شوند. پلی آلومنیوم کلراید یک ماده مؤثر برای این چنین کاربردها است.

مواد رنگی که در فاضلاب کاغذسازی وجود دارند ناشی از مواد آلی و طبیعی هستند که تحت تأثیر کلرین، از چوب، رزین های تانن، رنگدانه های سنتزی، لیگنین و مشتقات آن استخراج شده اند. صنایع کاغذسازی، حجم زیادی آب در فرآیندها مصرف می کند (حدود 250 تا 300 متر مکعب برای یک تن کاغذ)؛ در همین راستا، به همان مقدار هم فاضلاب صنعتی تولید می کند.

ماده ای که در مرحله تهیه خمیر مصرف می شود شامل لیگنین، کربوهیدرات، اسیدهای آلی، ترکیبات سولفور، ترکیبات فنولی، ترپن ها و ... می باشد. این ترکیبات پس از پایان فرآیند کاغذسازی، به نوعی به فاضلاب این صنایع راه پیدا می کنند. بنابراین باید با روش هایی مانند افزودن پلی آلومینیوم کلراید، حذف شوند.

روش های فیزیکی – شیمیایی و بیولوژیکی، دو مورد از راهکارهایی هستند که برای حذف آلاینده های موجود در فاضلاب های کاغذسازی مناسب می باشند. روش های بیولوژیکی معمولاً برای حذف رنگ ها مناسب نیستند؛ اگر این روش ها به حد مؤثری می توانند میزان BOD و COD را در محیط فاضلاب تنظیم کنند. این پارامترها گاهی در مورد لجن فعال نیز صدق می کند.

روش های شیمیایی مبتنی بر استفاده از مواد شیمیایی مانند پلی آلومنیوم کلراید، تا حد بسیار زیادی قادر هستند آلایندگی های فاضلاب کاغذسازی را برطرف کنند. علاوه بر این ترکیب، کلرید آهن، آهک، سولفات آهن و آلوم نیز برای این مصارف، ایده آل هستند.

از آنجایی که حضور عوامل مختلف در فاضلاب کارخانه کاغذسازی، COD آن را تغییر می دهد، پلی آلومینیوم کلراید، ترکیب عالی برای تنظیم این پارامتر است. COD فاضلاب عبارت است از غلظت اکسیژن محلول در فاضلاب؛ این عامل در رشد باکتری های زنده و تجزیه هوازی و بی هوازی فاضلاب نقش زیادی دارد. پلی آلومینیوم کلراید می تواند با لخته سازی عوامل مزاحم، میزان سطح اکسیژن محلول در فاضلاب را کنترل کند و از کدورت آن بکاهد.

محدوده عملکردی پلی آلومینیوم کلراید در PH حدود 5 تا 9 ثبت شده است. بهترین شرایط PH، در محدوده عدد 6 می باشد. پلی آلومینیوم کلراید در کنار کلرید آهن، بهترین عامل لخته ساز فاضلاب های کاغذسازی شناخته می شود.