Ένα βασικό στάδιο στη διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων είναι η πήξη και η καθίζηση των αιωρούμενων στερεών, μια διαδικασία που βασίζεται κυρίως σε χημικές ουσίες που ονομάζονται κροκιδωτικά. Σε αυτή, τα πολυμερή παίζουν ζωτικό ρόλο, όπως η PAM και οι πολυαμίνες. Αυτό το άρθρο θα εμβαθύνει σε κοινέςπολυμερή κροκιδωτικά, η εφαρμογή πολυμερών ως κροκιδωτικών στην επεξεργασία λυμάτων και οι λειτουργίες πίσω από αυτά.
Ποια είναι τα συνήθως χρησιμοποιούμενα πολυμερικά κροκιδωτικά;
Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα πολυμερή κροκιδωτικά περιλαμβάνουν κατιονικά πολυμερή, ανιονικά πολυμερή και μη ιονικά πολυμερή. Αυτά τα πολυμερή μπορούν να ληφθούν με διαφορετικές συνθετικές μεθόδους και έχουν διαφορετικές κατιονικές και διακλαδισμένες δομές. Σε πρακτικές εφαρμογές, είναι απαραίτητο να επιλέγονται κατάλληλα πολυμερή κροκιδωτικά ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες των λυμάτων για να επιτευχθεί το καλύτερο αποτέλεσμα επεξεργασίας. Το PAM, polyDADMAC, χρησιμοποιείται ευρέως στην επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων. Το πολυακρυλαμίδιο είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κροκιδωτικό στον κόσμο. Αυτά τα υδατοδιαλυτά πολυμερή είναι συνθετικά και μπορούν να σχεδιαστούν ειδικά για συγκεκριμένες εφαρμογές με διαφορετικά μοριακά βάρη, ιξώδη, διαφορετικούς βαθμούς φορτίου, διαφορετικές μορφές όπως σωματίδια, γαλακτώματα κ.λπ. Το PolyDADMAC χρησιμοποιείται ευρέως στο νερό βρύσης, στην κροκίδωση ακατέργαστου νερού, στην αφυδάτωση λάσπης, στη βιομηχανία χαρτιού και στη βιομηχανία εκτύπωσης και βαφής.
Χρήση κροκιδωτικών στην επεξεργασία λυμάτων
Ο κύριος στόχος της επεξεργασίας λυμάτων είναι η απομάκρυνση ρύπων όπως αιωρούμενα στερεά, διαλυμένη οργανική ύλη και κολλοειδή σωματίδια από το νερό, με σκοπό τη βελτίωση της ποιότητας του νερού. Σε αυτή τη διαδικασία, τα κροκιδωτικά παίζουν ζωτικό ρόλο. Με τη χρήση κροκιδωτικών, μικροσκοπικά σωματίδια και κολλοειδείς ουσίες στο νερό μπορούν να συσσωματωθούν σε μεγαλύτερες κροκίδες, οι οποίες μπορούν να απομακρυνθούν πιο εύκολα με καθίζηση ή διήθηση. Αυτό όχι μόνο μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα του νερού, αλλά και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας και να μειώσει το κόστος επεξεργασίας.
Γιατί τα πολυμερή μπορούν να δημιουργήσουν κροκιδωτικά;
Τα πολυμερή μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κροκιδωτικά κυρίως λόγω του υψηλού μοριακού βάρους και της πολυδιακλαδωμένης δομής τους. Αυτές οι ιδιότητες επιτρέπουν στο πολυμερές να προσροφάται καλύτερα στα σωματίδια, σχηματίζοντας μεγαλύτερες κροκίδες που μπορούν να καθιζάνουν γρήγορα. Επιπλέον, τα πολυμερή μπορούν να εξαλείψουν την ηλεκτροστατική άπωση μεταξύ των σωματιδίων μέσω εξουδετέρωσης φορτίου, επιτρέποντας στα σωματίδια να πλησιάζουν και να συσσωματώνονται μεταξύ τους.
Ο μηχανισμός δράσης των πολυμερών στην επεξεργασία λυμάτων
Ο μηχανισμός δράσης των πολυμερών ως κροκιδωτικών μπορεί να χωριστεί σε τρία βήματα: εξουδετέρωση φορτίου, γεφυρωτική κροκίδωση και παγίδευση δικτύου. Πρώτον, το πολυμερές εξαλείφει την ηλεκτροστατική άπωση μεταξύ των σωματιδίων μέσω της εξουδετέρωσης φορτίου, επιτρέποντας στα σωματίδια να πλησιάσουν. Στη συνέχεια, το πολυμερές συνδέει τα σωματίδια μεταξύ τους για να σχηματίσουν μεγαλύτερες κροκίδες μέσω γεφυρωτικής κροκίδωσης. Τέλος, αυτές οι κροκίδες συσσωματώνονται περαιτέρω και καθιζάνουν στο νερό μέσω της σαρωτικής δράσης των διχτυών.
Παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα των πολυμερών στην επεξεργασία λυμάτων
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας λυμάτων με πολυμερή, όπως ο τύπος του πολυμερούς, η δοσολογία, η τιμή pH, η θερμοκρασία, η ταχύτητα ανάδευσης κ.λπ. Μεταξύ αυτών, ο τύπος και η δοσολογία του πολυμερούς είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες. Διαφορετικοί τύποι πολυμερών έχουν διαφορετικές ιδιότητες φορτίου και κατανομές μοριακού βάρους, επομένως είναι απαραίτητο να επιλεγεί ο κατάλληλος τύπος και δοσολογία πολυμερούς για διαφορετικά λύματα για να επιτευχθεί το καλύτερο αποτέλεσμα επεξεργασίας. Επιπλέον, παράγοντες όπως η τιμή pH, η θερμοκρασία και η ταχύτητα ανάδευσης θα επηρεάσουν επίσης την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας και οι βέλτιστες συνθήκες πρέπει να προσδιοριστούν μέσω πειραμάτων.
Τα πολυμερή διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο ως κροκιδωτικά στην επεξεργασία λυμάτων. Η εις βάθος κατανόηση του μηχανισμού δράσης και των παραγόντων που επηρεάζουν τα πολυμερή μπορεί να παράσχει σημαντική θεωρητική υποστήριξη και πρακτική καθοδήγηση για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών επεξεργασίας λυμάτων και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της επεξεργασίας. Στο μέλλον, με τη συνεχή βελτίωση των απαιτήσεων προστασίας του περιβάλλοντος και τη συνεχή πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, πιστεύεται ότι η εφαρμογή των πολυμερών στην επεξεργασία λυμάτων θα είναι πιο εκτεταμένη και σε βάθος.
Ώρα δημοσίευσης: 26 Ιουνίου 2024