אמולסיה פוליאקרילאמיד קטיונית לטיפול בשפכים

ההיגיון המרכזי בבחירת המשקל המולקולרי של פוליאקרילאמיד (PAM) קופולימריזציה בהתאם לתכונות הבוצה הוא להתאים את הפיזור, יחס המים הקשורים, מאפייני פני השטח והצמיגות של חלקיקי הבוצה. על ידי איזון בין יכולת הגישור וצמיגות התמיסה של פוליאקרילאמיד PAM במי שפכים, המשתמש בשרשראות מולקולריות, ניתן להשיג פלוקולציה וייבוש יעילים: 

1. ריכוז בוצה (אס אס, מוּשׁהֶה מוּצָק תוֹכֶן) ריכוז הבוצה קובע ישירות את המרחק בין החלקיקים ואת רמת הקושי של הערבוב, והוא הבסיס העיקרי לבחירת המשקל המולקולרי: 

בוצה בריכוז נמוך

מאפיינים: החלקיקים דלילים, מפוזרים מאוד, והמרחק ביניהם גדול. נדרשות שרשראות מולקולריות ארוכות כדי לגרור גשר רשת כדי לחבר את החלקיקים המפוזרים לגושים. 

משקל מולקולרי מתאים של אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד: משקל מולקולרי גבוה (18 - 25 מיליון). 

סיבה: פוליאקרילאמיד בקופולימריזציה ארוכת שרשרת יכול לספוג חלקיקים מרובים על פני מרחק גדול יותר, וליצור גושי חלקיקים גדולים וקומפקטיים (גודל חלקיקים 1-3 מ"מ), ולהאיץ את שקיעה או התייבשות. 

בוצה בריכוז בינוני (1% ≤ אס אס ≤ 5%, כגון בוצה מעורבת עירונית) 

מאפיינים: צפיפות החלקיקים בינונית, עם חלקיקים מפוזרים ומספר קטן של אגרגטים טבעיים. יש צורך לאזן בין יכולת הגישור לבין נזילות התמיסה. משקל מולקולרי מתאים של פוליאקרילאמיד קופולימריזציה: משקל מולקולרי בינוני (12-18 מיליון).

סיבה: שרשראות באורך בינוני יכולות לקחת בחשבון הן את חיבור החלקיקים והן את הערבוב האחיד, תוך הימנעות מהצמיגות הגבוהה של פוליאקרילאמיד קופולימריזציה בעל משקל מולקולרי גבוה הגורמת לסגירה מקומית (מים לכודים בתוך הגושים) או לגישור לא מספק של פוליאקרילאמיד PAM בעל משקל מולקולרי נמוך בשימוש במי שפכים. עבור בוצה עירונית (אס אס = 3%), באמצעות פוליאקרילאמיד קופולימריזציה בעל משקל מולקולרי של 15 מיליון, תכולת הלחות של עוגת הסינון נמוכה ב-3%-5% מזו של PAM בעל משקל מולקולרי של 20 מיליון. 

בוצה בריכוז גבוה (5%, כגון בוצה כימית, בוצה לייצור נייר)

מאפיינים: החלקיקים צפופים וצמיגים מאוד (בדומה למשחה), ופוליאקרילאמיד בעת קופולימריזציה מתקשה לחדור פנימה, ויוצר בקלות שכבת קליפה על פני השטח (רק השכבה החיצונית מתפתלת, והמים הפנימיים אינם ניתנים להפרדה). 

משקל מולקולרי מתאים של פוליאקרילאמיד קופולימריזציה: משקל מולקולרי נמוך (8 - 12 מיליון). 

סיבה: לפוליאקרילאמיד קופולימריזציה קצרת שרשרת יש צמיגות נמוכה (באותו ריכוז, הצמיגות של פוליאקרילאמיד קופולימריזציה של 8 מיליון משקל מולקולרי היא רק 1/3 מזו של PAM של 20 מיליון משקל מולקולרי), אשר יכול לחדור במהירות לתוך הבוצה, לספוג חלקיקים באופן אחיד ולמנוע סגירה על פני השטח. עבור בוצה מסוימת לייצור נייר (אס אס = 6%), שימוש ב-PAM עם משקל מולקולרי של 10 מיליון מקצר את זמן ההמסה ב-50% ומגדיל את יעילות הסחיטה ב-20% בהשוואה לזו של אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד עם משקל מולקולרי של 18 מיליון משקל מולקולרי. 

2. תכולת חומר אורגני (יחס לעומת/TS) 

תכולת החומר האורגני משקפת את שיעור הגושים הביולוגיים (כגון רווח למניה (EPS)) בבוצה, ומשפיעה ישירות על מאפייני פני השטח של החלקיקים ועל שיעור המים הקשורים: 

בוצה בעלת תכולת חומר אורגני גבוהה (לעומת/TS שששש 60%, כגון עודף בוצה פעילה, בוצה עירונית)

מאפיינים: הוא מכיל כמות גדולה של פולימרים חוץ-תאיים (רווח למניה (EPS)), עם חלקיקים עדינים (גודל חלקיקים < 50 מיקרומטר), שיעור גבוה של מים קשורים (> 30%), מטענים שליליים חזקים על פני השטח, וקל לפיזור. 

משקל מולקולרי מתאים של אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד: משקל מולקולרי בינוני-גבוה (15 - 22 מיליון).

סיבה: מחסום הקולואיד שנוצר על ידי רווח למניה (EPS) דורש אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד ארוכת שרשרת כדי לחדור. באמצעות יכולת גישור חזקה יותר, היציבות הקולואידית נשברת, וחלקיקים עדינים מצטברים לפלוקס עמיד לגזירה. לדוגמה, עבור בוצה עודפת עירונית (לעומת/TS = 70%), שימוש בחומרי פלוקולנט נוזליים קטיוניים בעלי משקל מולקולרי של 18 מיליון (דרגה יונית 30%) והתניה עם PAC, ה-אס אס של הסופרנטנט לאחר סחיטה צנטריפוגלית מופחת מ-200 מ"ג/ליטר ל-80 מ"ג/ליטר.

בוצה דלת חומר אורגני (לעומת/TS < 40%, כגון בוצה אנאורגנית, בוצה מחדר גריט)

מאפיינים: הוא מורכב בעיקר מחלקיקים אנאורגניים (חול, אדמה, מינרלים), עם חלקיקים גסים (גודל חלקיקים 100 מיקרומטר), פחות מים קשורים, מטענים חלשים על פני השטח, וקל לשקיעה טבעית. 

משקל מולקולרי מתאים של פלוקולנט נוזלי קטיוני: משקל מולקולרי נמוך ובינוני (8-15 מיליון).

סיבה: החלקיקים עצמם קלים להצטברות, ואינם דורשים שרשראות מולקולריות ארוכות מדי. שרשראות קצרות של נוזל פלוקולנט קטיוני בעל משקל מולקולרי נמוך ובינוני יכולות להשיג חיבור יעיל, ומאפיין הצמיגות הנמוכה יכול למנוע חסימה בבד הסינון. עבור בוצה מסוימת של מכרה (לעומת/TS = 30%), באמצעות נוזל פלוקולנט אניוני בעל משקל מולקולרי של 10 מיליון, מהירות הסינון בלחץ גבוהה ב-25% מזו של פוליאקרילאמיד PAM בעל משקל מולקולרי של 18 מיליון בשימוש במי שפכים. 

3. גודל חלקיקים ושטח פנים סגולי ככל שהחלקיקים דקים יותר ושטח הפנים הסגולי גדול יותר, כך שרשראות המולקולות הנדרשות כדי לכסות ולחבר את החלקיקים ארוכות יותר.

בוצה דקה (גודל חלקיקים < 50 מיקרומטר, כגון בוצה ביוכימית, בוצה להדפסה וצביעה)

מאפיינים: יש לו שטח פנים סגולי גדול (1000 סמ"ר/גרם), אנרגיית שטח גבוהה, והוא סופג בקלות מולקולות מים ליצירת קולואיד יציב. נדרש כוח גישור חזק כדי לשבור את היציבות. 

משקל מולקולרי מתאים של אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד: משקל מולקולרי בינוני-גבוה (15 - 20 מיליון). 

 בוצה גסה (גודל חלקיקים שששש 100 מיקרומטר, כגון בוצה מתא גריט, בוצה לייצור פלדה)

מאפיינים: יש לו שטח פנים סגולי קטן (< 500 סמ"ר/גרם), וחלקיקים קלים להתנגש ולהצטבר, עם דרישה נמוכה לאורך שרשרת גישור.

משקל מולקולרי מתאים של אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד: משקל מולקולרי נמוך-בינוני (8 - 15 מיליון). 

4. ערך pH וסביבה יונית 

ערך ה-pH וחוזק היוני של הבוצה ישפיעו על ההמסה, יציבות המטען ויכולת הספיחה של אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד, וישפיעו בעקיפין על בחירת המשקל המולקולרי. 

בוצה חומצית מאוד (pH < 4, כגון בוצה לכבישה כימית)

מאפיינים: ריכוז ה-H⁺ גבוה, מה שעלול לגרום להידרוליזה של PAM אניוני (שבירת שרשרת מולקולרית), וחומר פלוקולנט נוזלי קטיוני יציב יותר בסביבה חומצית.

משקל מולקולרי מתאים של אמולסיית פולימר פוליאקרילאמיד: משקל מולקולרי בינוני (12 - 16 מיליון) (כדי למנוע שבירה של השרשרת וכשל של נוזל פלוקולנט קטיוני בעל משקל מולקולרי גבוה בסביבה חומצית). 

סיבה: שרשראות באורך בינוני יציבות יותר בסביבה חומצית ויכולות לעמוד בדרישות הגישור הבסיסיות בו זמנית. 

בוצה אלקלית חזקה (pH 10, כגון בוצה ממותנת בסיד)

מאפיינים: אוה⁻ ישפר את קשיחות חלקיקי הבוצה (כגון חלקיקי קא(אוה)₂ הנוצרים מסיד), ופוליאקרילאמיד PAM ארוך שרשרת בשימושים במי שפכים נדרש כדי לחבר חלקיקים נוקשים מפוזרים. 

משקל מולקולרי מתאים: משקל מולקולרי גבוה (20 - 25 מיליון). 

בוצה עתירת מלח (כגון בוצה להתפלה, בוצה במי שפכים כבושים)

מאפיינים: חוזק יוני גבוה דוחס את השכבה החשמלית הכפולה, חלקיקים קלים להצטברות אך הפלוקים רופפים, ונדרש אורך שרשרת מתאים כדי לשפר את חוזק הפלוק. 

משקל מולקולרי מתאים של נוזל פלוקולנט קטיוני: משקל מולקולרי בינוני (12 - 18 מיליון) (כדי למנוע עלייה חריגה בצמיגות של נוזל פלוקולנט קטיוני בעל משקל מולקולרי גבוה עקב המלחה).

מאפיינים ספציפיים לתעשייה:

תכונות אחרות:

יכולת אספקה:

זמן אספקה:

סדנת הסינתזה של Jiufang טק

מעבדת Jiufang