التكتل والتكتل العكسي

التكتل
في مجال الكيمياء، يُعرف التكتل بأنه عملية انبثاق جسيمات غروانية من راسب على شكل رقائق أو رقائق متكتلة من معلق، إما تلقائيًا أو بإضافة مُرَشِّح. تختلف هذه العملية عن الترسيب في أن المادة الغروانية تبقى معلقة في السائل فقط كمشتت مستقر قبل التكتل، ولا تذوب فعليًا في المحلول.
التخثر والتكتل عمليتان مهمتان في معالجة المياه. تتمثل عملية التخثر في زعزعة استقرار الجسيمات وتجمعها من خلال التفاعل الكيميائي بين المادة المخثرة والغرواني، وتكتل الجسيمات غير المستقرة وترسيبها عن طريق تخثرها إلى تكتل.

تعريف المصطلح
وفقًا للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية، فإن التكتل هو "عملية التلامس والالتصاق حيث تشكل جزيئات التشتت مجموعات ذات حجم أكبر".
التخثر هو عملية إضافة مادة مُخثرة لزعزعة استقرار الجسيمات المشحونة المستقرة. وفي الوقت نفسه، يُعدّ التخثر تقنية خلط تُعزز التكتل وتُساهم في ترسيب الجسيمات. المادة المُخثرة الشائعة هي Al2 (SO4) 3•14H2O.

مجال التطبيق

تكنولوجيا معالجة المياه
تُستخدم تقنية التلبيد والترسيب على نطاق واسع في تنقية مياه الشرب ومعالجة مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار ومياه الصرف الصناعي. تشمل عمليات المعالجة التقليدية الشبكات، والتخثر، والترسيب، وترشيح الجسيمات، والتطهير.
كيمياء السطح
في الكيمياء الغروانية، يُعرف التكتل بأنه عملية تكتّل الجسيمات الدقيقة معًا. قد تطفو هذه المادة المتكتلة على سطح السائل (براقة)، ​​أو تترسب في قاعه (راسبة)، أو تتسرب بسهولة من السائل. يرتبط سلوك تكتل غرويات التربة ارتباطًا وثيقًا بجودة المياه العذبة. لا يقتصر تشتت غرويات التربة العالي على التسبب مباشرةً في تعكر المياه المحيطة، بل يُسبب أيضًا زيادة في المغذيات نتيجة امتصاص العناصر الغذائية في الأنهار والبحيرات وحتى هياكل الغواصات.

الكيمياء الفيزيائية
بالنسبة للمستحلبات، يُعرّف التلبد بأنه تجميع قطرات مفردة متفرقة بحيث لا تفقد كل قطرة خصائصها. وبالتالي، يُعد التلبد الخطوة الأولى (اندماج القطرات وفصل المرحلة النهائية) التي تؤدي إلى مزيد من شيخوخة المستحلب. تُستخدم المواد المُثلّبة في استخلاص المعادن، ويمكن استخدامها أيضًا في تصميم الخصائص الفيزيائية للأغذية والأدوية.

إزالة التكتل

التخثر العكسي هو عكس التخثر تمامًا، ويُسمى أحيانًا التبلور. سيليكات الصوديوم (Na2SiO3) مثال نموذجي. عادةً ما تنتشر الجسيمات الغروانية عند نطاقات pH أعلى، باستثناء انخفاض القوة الأيونية للمحلول وهيمنة كاتيونات الفلزات أحادية التكافؤ. تُسمى المواد المضافة التي تمنع تكوين التخثر الغرواني بمضادات التخثر. بالنسبة للتخثر العكسي عبر الحواجز الكهروستاتيكية، يمكن قياس تأثيره بواسطة جهد زيتا. وفقًا لقاموس موسوعة البوليمرات، فإن مضاد التخثر هو "حالة أو حالة تشتت لمادة صلبة في سائل، حيث يظل كل جسيم صلب مستقلاً وغير متصل بجيرانه (مثل المستحلب). المعلقات غير المتكتلة لها قيم إنتاجية صفرية أو منخفضة جدًا".
يمكن أن يشكل التكتل العكسي مشكلة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي لأنه يؤدي غالبًا إلى مشاكل ترسب الحمأة وتدهور جودة النفايات السائلة.