کاربرد پلی الکترولیت (Polyelectrolyte) یا پلی آکریل آمید (PAM) : یک کمک منعقد کننده است. از این ماده شیمیایی در تصفیه فاضلاب استفاده می شود. با استفاده از این کمک منعقد کننده می توان لخته های حاصل از فرآیند انعقاد را به لخته های درشت تری تبدیل کرد. هرچه لخته ها بزرگتر باشد عملیات ته‌‌نشينی بهتر صورت می پذیرد. این ترکیب پلیمری، به صورت محلول در آب و از مولکول های آکریل آمید به وجود آمده است. با استفاده از پکیج تزریق پلی الکترولیت می توان میزان دقیق تزریق پلی الکترولیت را تنظیم کرد.
کاربردهای پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب
- از بین بردن مواد آلاینده خطرناک موجود در پساب های تولید شده در واحدهای صنعتی
- جلوگیری از آسیب وارد شدن به طبیعت و محیط زیست
- کاهش مقدار آلاینده های شیمیایی و فیزیکی و بیولوژیکی
- استفاده مجدد از این فاضلاب ها پس از تصفیه در سایر صنایع
- استفاده مجدد از پساب برای کشاورزی و آبیاری و شستشوی سطوح
- کاربرد در فرآیند تولید لجن نیز از این ذرات پلیمری
- تصفیه فاضلاب صنایع فرآورده های گوشتی
مکانیزم عملکرد پلی الکترولیت‌ها در تصفیه فاضلاب
- لخته‌سازی: پلی الکترولیت‌ها با خنثی کردن بار سطحی ذرات معلق و کلوئیدی، باعث کاهش نیروهای دافعه بین آنها شده و در نتیجه، ذرات به هم چسبیده و لخته‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند. این لخته‌ها به دلیل اندازه بزرگتر، به راحتی توسط فرایندهای بعدی مانند ته نشینی و فیلتراسیون از آب جدا می‌شوند.
- آبگیری لجن: پلی الکترولیت‌ها با ایجاد پل‌های بین ذرات لجن، باعث افزایش حجم و کاهش رطوبت لجن شده و در نتیجه، فرآیند آبگیری لجن را تسهیل می‌کنند.
- کاهش کدورت: پلی الکترولیت‌ها با حذف ذرات معلق ریز و کلوئیدی، باعث کاهش کدورت آب شده و شفافیت آن را افزایش می‌دهند.
- بهبود کارایی فرایندهای تصفیه: پلی الکترولیت‌ها با افزایش سرعت ته نشینی و فیلتراسیون، باعث افزایش ظرفیت و کارایی فرایندهای تصفیه می‌شوند.
لخته سازی در تصفیه فاضلاب چیست؟
لخته سازی یک فرآیند تصفیه است که باعث می شود مواد جامد به صورت لخته از آب حذف شوند. این فرآیند می تواند خود به خود یا با کمک عوامل شیمیایی اتفاق بیفتد. این یک روش متداول برای تصفیه آب و تصفیه فاضلاب است. یکی از الزامات خروج آب تصفیه شده از کارخانه های فاضلاب، حذف مواد معلق است. ذرات جامد کوچک بر رنگ آب تأثیر می‌گذارند و ناخالصی‌ها را به منابع آب طبیعی ما مانند رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها منتقل می‌کنند.
آبگیری لجن در تصفیه فاضلاب با پلی الکترولیت
پلی الکترولیت‌ها، پلیمرهای بزرگی هستند که دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی هستند. این بارها با بارهای موجود روی ذرات لجن برهمکنش کرده و پل‌هایی بین آنها ایجاد می‌کنند. این پل‌ها باعث می‌شود ذرات ریز لجن به هم چسبیده و لخته‌های بزرگتری را تشکیل دهند. لخته‌های بزرگتر به دلیل اندازه بیشتر، راحت‌تر ته نشین می‌شوند و آب بین ذرات لخته به راحتی خارج می‌شود. در نتیجه، حجم لجن کاهش یافته و رطوبت آن به شدت کاهش می‌یابد.
بیشتر بخوانید: پکیج تزریق پلی الکترولیت
مکانیسم دقیق‌تر کاهش کدورت آب با پلی الکترولیت‌ها
پلی الکترولیت‌ها، همانطور که پیشتر ذکر شد، پلیمرهایی با بار الکتریکی هستند که به دلیل اندازه مولکولی بزرگ و بار سطحی بالا، قادر به برهمکنش با ذرات معلق ریز و کلوئیدی موجود در آب هستند. این ذرات به دلیل اندازه بسیار کوچک و بار سطحی یکسان، تمایل به دافعه از یکدیگر داشته و به همین دلیل در آب به صورت معلق باقی می‌مانند.
انواع پلی الکترولیت‌ها
پلی الکترولیت‌ها بر اساس نوع بار الکتریکی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- پلی الکترولیت‌های کاتیونی: این نوع پلی الکترولیت‌ها دارای بار مثبت هستند و معمولاً برای لخته‌سازی ذرات با بار منفی یا خنثی استفاده می‌شوند.
- پلی الکترولیت‌های آنیونی: این نوع پلی الکترولیت‌ها دارای بار منفی هستند و معمولاً برای لخته‌سازی ذرات با بار مثبت یا خنثی استفاده می‌شوند.
- پلی الکترولیت‌های غیر یونی: این نوع پلی الکترولیت‌ها فاقد بار الکتریکی هستند و معمولاً به عنوان کمک لخته‌ساز استفاده می‌شوند.
مزایای استفاده از پلی الکترولیت‌ها در تصفیه فاضلاب
- افزایش راندمان تصفیه: پلی الکترولیت‌ها باعث بهبود کیفیت آب تصفیه شده و کاهش بار آلاینده‌ها می‌شوند.
- کاهش حجم لجن: پلی الکترولیت‌ها با کاهش رطوبت لجن، باعث کاهش حجم لجن و در نتیجه، کاهش هزینه‌های دفع آن می‌شوند.
- کاهش مصرف مواد شیمیایی: پلی الکترولیت‌ها به عنوان جایگزینی برای مواد شیمیایی منعقد کننده سنتی مانند آلوم و آهن مورد استفاده قرار می‌گیرند که این امر باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی و اثرات زیست محیطی می‌شود.
- انعطاف‌پذیری بالا: پلی الکترولیت‌ها در طیف وسیعی از شرایط عملیاتی قابل استفاده هستند و می‌توانند برای انواع مختلف فاضلاب‌ها به کار روند.
کاربردهای خاص پلی الکترولیت‌ها در تصفیه فاضلاب
- تصفیه فاضلاب‌های صنعتی: پلی الکترولیت‌ها برای حذف رنگ، روغن، فلزات سنگین و سایر آلاینده‌های موجود در فاضلاب‌های صنعتی استفاده می‌شوند.
- تصفیه لجن: پلی الکترولیت‌ها برای تغلیظ و آبگیری لجن حاصل از فرایندهای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند.
- تصفیه آب آشامیدنی: پلی الکترولیت‌ها برای حذف ذرات معلق و بهبود شفافیت آب آشامیدنی استفاده می‌شوند.
مهم ترین دلایل کاربرد پلی الکترولیت در تصفیه فاضلاب چیست؟
- مقدار بسیار کمتر لجن تولید شده نسبت به سایر مواد منعقد کننده و مواد شیمیایی تصفیه فاضلاب
- سرعت بالای آبگیری لجن و کاهش حجم زیادی از آب از آن
- تاثیر مستقیم کاهش هزینه ها در روند تصفیه
- سرعت بسیار زیاد تولید لجن و منعقد کردن ذرات معلق در پساب
- عدم تولید مواد و ترکیبات خطرناک
عملکرد پلی الکترولیت در فاضلاب
بعد از ترکیب پلی آمید کاتیونی با فاضلاب، گروه های آمید فعال جاذب زنجیره پلیمری روی سطح مواد معلق یا سطح کلوئیدها در فاضلاب قرار می گیرند. این عمل باعث ایجاد بار سطحی بر روی مواد کلوئیدی می شود.
در ابتدا لخته کوچک ایجاد می شود. سپس از آنها لخته های بزرگتر تشکیل می شود. با افزایش این لخته ها، سرعت رسوب در شفاف کننده ها، سرعت شناور شدن در سیستم های DAF و آبگیری از لجن را افزایش پیدا می کند.
بسیاری از محصولات و محیط ها مانند سیستم های دو فازی کلوئیدی هستند، که در آن یک فاز دارای ابعاد 1 نانومتر تا 10 میکرومتر است که در فاز دارای اجزای بزرگتر توزیع شده است.
سخن پایانی
پلی الکترولیت‌ها به عنوان یکی از مهم‌ترین مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب و فاضلاب، نقش بسیار مهمی در بهبود کیفیت آب و حفاظت از محیط زیست ایفا می‌کنند. انتخاب نوع و دوز مناسب پلی الکترولیت برای هر فرایند تصفیه، به ویژگی‌های فاضلاب ورودی و شرایط عملیاتی بستگی دارد.
