אילו פולימרים משמשים כפלוקולטנטים?

שלב מפתח בתהליך טיהור השפכים הוא קרישה ושקיעה של מוצקים מרחפים, תהליך המסתמך בעיקר על כימיקלים הנקראים פלוקולנטים. בתהליך זה, פולימרים ממלאים תפקיד חיוני, ולכן PAM, פוליאמינים. מאמר זה יעסוק במרכיבים נפוצים...פלוקולנטים פולימריים, יישום פולימרים כפלוקולנטים בטיפול בשפכים, והתפקודים העומדים מאחוריהם.

מהם חומרי פלוקולנט פולימריים נפוצים?

חומרי פלוקולנט פולימריים נפוצים כוללים פולימרים קטיוניים, פולימרים אניוניים ופולימרים לא-יוניים. ניתן להשיג פולימרים אלה בשיטות סינתטיות שונות ובעלי מבנים קטיוניים ומסועפים שונים. ביישומים מעשיים, יש צורך לבחור חומרי פלוקולנט פולימריים מתאימים בהתאם לתנאים הספציפיים של השפכים כדי להשיג את אפקט הטיפול הטוב ביותר. PAM, polyDADMAC, נמצא בשימוש נרחב בטיפול בשפכים תעשייתיים. פוליאקרילאמיד הוא חומר הפלוקולנט הנפוץ ביותר בעולם. פולימרים מסיסים במים אלה הם סינתטיים וניתן לעצב אותם בהתאמה אישית עבור יישומים ספציפיים לפי משקלים מולקולריים שונים, צמיגות, דרגות מטען שונות, צורות שונות כגון חלקיקים, אמולסיות וכו'. PolyDADMAC נמצא בשימוש נרחב במי ברז, פלוקולנטים של מי גלם, התייבשות בוצה, תעשיית הנייר ותעשיית הדפוס והצביעה.

שימוש בפלוקולנטים בטיפול בשפכים

המטרה העיקרית של טיפול בשפכים היא להסיר מזהמים כגון מוצקים מרחפים, חומר אורגני מומס וחלקיקים קולואידים מהמים כדי לשפר את איכות המים. בתהליך זה, חומרי פלוקולנט ממלאים תפקיד חיוני. באמצעות חומרי פלוקולנט, ניתן לגרום לחלקיקים זעירים וחומרים קולואידים במים להצטבר לגושים גדולים יותר, אותם ניתן להסיר ביתר קלות באמצעות שקיעה או סינון. זה יכול לא רק לשפר את איכות המים, אלא גם לשפר את יעילות הטיפול ולהפחית את עלויות הטיפול.

מדוע פולימרים יכולים לייצר פלוקולנטים?

פולימרים יכולים לשמש כנוזלים בעיקר בזכות משקלם המולקולרי הגבוה ומבנהם הרב-ענפי. תכונות אלו מאפשרות לפולימר להיספג טוב יותר על חומר חלקיקי, וליצור גושי גדילים גדולים יותר שיכולים לשקוע במהירות. בנוסף, פולימרים יכולים לבטל דחייה אלקטרוסטטית בין חלקיקים באמצעות ניטרול מטען, מה שמאפשר לחלקיקים להתקרב ולהצטבר יחד.

מנגנון הפעולה של פולימרים בטיפול בשפכים

מנגנון הפעולה של פולימרים כנוזלים מתחלק לשלושה שלבים: ניטרול מטען, גישור גישור ולכידת רשת. ראשית, הפולימר מבטל את הדחייה האלקטרוסטטית בין החלקיקים באמצעות ניטרול מטען, ומאפשר לחלקיקים להתקרב. לאחר מכן, הפולימר מחבר את החלקיקים יחד ליצירת גושי רשת גדולים יותר באמצעות גישור גישור. לבסוף, גושי רשת אלה מצטברים עוד יותר ושוקעים במים באמצעות פעולת סחיפה של רשתות.

גורמים המשפיעים על יעילות הפולימרים בטיפול בשפכים

ישנם גורמים רבים המשפיעים על יעילות הטיפול בפולימרים בשפכים, כולל סוג הפולימר, המינון, ערך ה-pH, הטמפרטורה, מהירות הערבוב וכו'. ביניהם, סוג הפולימר והמינון הם מהגורמים החשובים ביותר. לסוגים שונים של פולימרים יש תכונות מטען שונות והתפלגות משקל מולקולרי שונה, לכן יש צורך לבחור את סוג הפולימר והמינון המתאימים לשפכים שונים כדי להשיג את אפקט הטיפול הטוב ביותר. בנוסף, גורמים כמו ערך ה-pH, הטמפרטורה ומהירות הערבוב ישפיעו גם הם על יעילות הטיפול, ויש לקבוע את התנאים האופטימליים באמצעות ניסויים.

פולימרים ממלאים תפקיד חשוב כנוגדני פלוקולנטים בטיפול בשפכים. הבנה מעמיקה של מנגנון הפעולה וגורמי ההשפעה של פולימרים יכולה לספק תמיכה תיאורטית חשובה והדרכה מעשית לייעול תהליכי טיפול בשפכים ולשיפור יעילות הטיפול. בעתיד, עם השיפור המתמיד של דרישות הגנת הסביבה וההתקדמות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, ההערכה היא כי יישום הפולימרים בטיפול בשפכים יהיה נרחב ומעמיק יותר.