Atıksu Arıtımı İçin Katyonik Poliakrilamid Emülsiyonu

Çamurun özelliklerine göre kopolimerizasyon poliakrilamidinin (PAM) moleküler ağırlığının seçilmesinin temel mantığı, çamur parçacıklarının dağılabilirliğini, bağlı su oranını, yüzey özelliklerini ve viskozitesini eşleştirmektir. Atıksuda kullanılan ajan moleküler zincirlerinde poliakrilamid PAM'ın köprüleme kabiliyeti ve çözelti viskozitesi dengelenerek verimli flokülasyon ve susuzlaştırma sağlanabilir: 

1. Çamur Konsantrasyonu (AKM, Askıda Katı Madde İçeriği) Çamur konsantrasyonu, parçacıklar arasındaki mesafeyi ve karıştırma zorluğunu doğrudan belirler ve moleküler ağırlığın seçilmesinde birincil temeldir: 

Düşük Konsantrasyonlu Çamur

Özellikler: Parçacıklar seyrek, oldukça dağılmış ve parçacıklar arasındaki mesafe büyüktür. Dağılmış parçacıkları pıhtılara bağlamak için uzun moleküler zincirlere ihtiyaç vardır. 

Poliakrilamid polimer emülsiyonunun uygun molekül ağırlığı: Yüksek molekül ağırlığı (18 - 25 milyon). 

Sebep: Uzun zincirli kopolimerizasyon poliakrilamidi, daha büyük bir mesafe boyunca birden fazla parçacığı adsorbe edebilir, büyük ve kompakt floklar oluşturabilir (parçacık boyutu 1-3 mm), bu da sedimantasyon veya susuzlaştırmayı hızlandırır. 

Orta Konsantrasyonlu Çamur (%1 ≤ SS ≤ %5, belediye karışık çamuru gibi) 

Özellikler: Parçacık yoğunluğu orta düzeydedir; hem dağılmış parçacıklar hem de az sayıda doğal agrega içerir. Köprüleme kabiliyeti ve çözelti akışkanlığı arasında denge kurulması gerekir. Poliakrilamid kopolimerizasyonunun uygun molekül ağırlığı: Orta molekül ağırlığı (12-18 milyon).

Sebep: Orta uzunluktaki zincirler hem partikül bağlantısını hem de homojen karışımı hesaba katarak, yüksek molekül ağırlıklı kopolimerizasyon poliakrilamidinin yüksek viskozitesini önleyebilir ve bu da yerel kapanmaya (flokların içinde su hapsolması) veya atık su kullanımlarında düşük molekül ağırlıklı poliakrilamid PAM'ın yetersiz köprülenmesine neden olur. Kentsel çamur (SS = %3) için, 15 milyon molekül ağırlıklı kopolimerizasyon poliakrilamid kullanıldığında, filtre kekinin nem içeriği, 20 milyon molekül ağırlıklı PAM'dan %3-5 daha düşüktür. 

Yüksek Konsantrasyonlu Çamur (SS > %5, kimyasal çamur, kağıt yapım çamuru gibi)

Özellikler: Parçacıklar yoğun ve oldukça viskozdur (macuna benzer) ve kopolimerizasyon poliakrilamidinin iç kısma nüfuz etmesi zordur, yüzeyde kolayca bir "kabuk tabakası" oluşturur (sadece dış tabaka pıhtılaşır ve iç su ayrılamaz). 

Kopolimerizasyon poliakrilamidinin uygun molekül ağırlığı: Düşük molekül ağırlığı (8 - 12 milyon). 

Sebep: Kısa zincirli kopolimerizasyon poliakrilamidi düşük bir viskoziteye sahiptir (aynı konsantrasyonda, 8 milyon molekül ağırlığındaki kopolimerizasyon poliakrilamidinin viskozitesi, 20 milyon molekül ağırlığındaki PAM'in viskozitesinin yalnızca 1/3'üdür), bu da çamurun içine hızla nüfuz edebilir, parçacıkları eşit şekilde adsorbe edebilir ve yüzeyde sıkışmayı önleyebilir. Belirli bir kağıt üretim çamuru için (SS = %6), 10 milyon molekül ağırlığındaki PAM kullanımı, çözünme süresini %50 kısaltır ve susuzlaştırma verimliliğini 18 milyon molekül ağırlığındaki poliakrilamid polimer emülsiyonuna kıyasla %20 artırır. 

2. Organik Madde İçeriği (VS/TS Oranı) 

Organik madde içeriği, çamurdaki biyolojik flokların (EPS gibi) oranını yansıtır ve parçacıkların yüzey özelliklerini ve bağlı su oranını doğrudan etkiler: 

Yüksek Organik Maddeli Çamur (VS/TS > %60, aşırı aktif çamur, belediye çamuru gibi)

Özellikleri: Çok miktarda ekstraselüler polimer (EPS) içerir, ince partiküller (partikül boyutu < 50μm), yüksek oranda bağlı su (> %30), yüzeyde güçlü negatif yükler vardır ve dağılması kolaydır. 

Poliakrilamid polimer emülsiyonunun uygun molekül ağırlığı: Orta yüksek molekül ağırlığı (15 - 22 milyon).

Sebep: EPS tarafından oluşturulan kolloid bariyerine nüfuz etmek için uzun zincirli poliakrilamid polimer emülsiyonu gerekir. Daha güçlü köprüleme yeteneği sayesinde kolloidal kararlılık bozulur ve ince parçacıklar kaymaya dayanıklı floklar halinde toplanır. Örneğin, belediye fazla çamuru için (VS/TS = %70), 18 milyon molekül ağırlığına sahip katyonik sıvı flokülant (iyonik derece %30) ve PAC ile şartlandırıldığında, santrifüjlü susuzlaştırmadan sonra üst sıvının SS'si 200 mg/L'den 80 mg/L'ye düşürülür.

Düşük Organik Maddeli Çamur (VS/TS < %40, inorganik çamur, kum haznesi çamuru gibi)

Özellikleri: Esas olarak inorganik parçacıklardan (kum, toprak, mineraller) oluşur, iri parçacıklar (parçacık boyutu > 100μm), daha az bağlı sudan, zayıf yüzey yüklerinden oluşur ve doğal olarak yerleşmesi kolaydır. 

Katyonik sıvı flokülantın uygun molekül ağırlığı: Düşük orta molekül ağırlığı (8-15 milyon).

Gerekçe: Parçacıkların kendileri kolayca kümelenir ve aşırı uzun moleküler zincirler gerektirmez. Düşük ve orta moleküler ağırlıklı katyonik sıvı flokülantın kısa zincirleri etkili bir bağlantı sağlayabilir ve düşük viskozite özelliği filtre bezi tıkanıklığını önleyebilir. Belirli bir maden çamuru için (VS/TS = %30), 10 milyon moleküler ağırlıklı anyonik sıvı flokülant kullanıldığında, atık su kullanımlarında basınçlı filtrasyon hızı, 18 milyon moleküler ağırlıklı poliakrilamid PAM'den %25 daha hızlıdır. 

3. Parçacık Boyutu ve Özgül Yüzey Alanı Parçacıklar ne kadar ince ve özgül yüzey alanı ne kadar büyükse, parçacıkları örtmek ve birbirine bağlamak için gereken moleküler zincirler de o kadar uzun olur.

İnce Partikül Çamuru (partikül boyutu < 50μm, biyokimyasal çamur, baskı ve boyama çamuru gibi)

Özellikleri: Geniş bir özgül yüzey alanına (> 1000 cm²/g), yüksek yüzey enerjisine sahiptir ve su moleküllerini kolayca emerek kararlı bir koloit oluşturur. Kararlılığı bozmak için güçlü bir köprüleme kuvveti gerekir. 

Poliakrilamid polimer emülsiyonunun uygun molekül ağırlığı: Orta yüksek molekül ağırlığı (15 - 20 milyon). 

 Kaba Parçacıklı Çamur (parçacık boyutu > 100μm, kum haznesi çamuru, çelik yapım çamuru gibi)

Özellikleri: Özgül yüzey alanı küçüktür (< 500 cm²/g), parçacıkların çarpışması ve kümelenmesi kolaydır, köprüleme zinciri uzunluğuna olan ihtiyacı düşüktür.

Poliakrilamid polimer emülsiyonunun uygun molekül ağırlığı: Düşük-orta molekül ağırlığı (8 - 15 milyon). 

4. pH Değeri ve İyonik Ortam 

Çamurun pH değeri ve iyonik kuvveti, poliakrilamid polimer emülsiyonunun çözünmesini, yük kararlılığını ve adsorpsiyon yeteneğini etkileyerek dolaylı olarak molekül ağırlığının seçimini etkileyecektir. 

Güçlü Asidik Çamur (pH < 4, kimyasal dekapaj çamuru gibi)

Özellikleri: H⁺ konsantrasyonu yüksektir, bu da anyonik PAM'ın hidrolizine (moleküler zincir kırılması) neden olabilir ve katyonik sıvı flokülant asidik ortamda daha kararlıdır.

Poliakrilamid polimer emülsiyonunun uygun molekül ağırlığı: Orta molekül ağırlığı (12 - 16 milyon) (asidik ortamda yüksek molekül ağırlıklı katyonik sıvı flokülantın zincir kırılmasını ve bozulmasını önlemek için). 

Sebep: Orta uzunluktaki zincirler asidik ortamda daha kararlıdır ve aynı zamanda temel köprüleme gereksinimlerini karşılayabilir. 

Güçlü Alkali Çamur (pH > 10, kireç gibi - şartlandırılmış çamur)

Özellikleri: OH⁻, çamur parçacıklarının (kireç tarafından oluşturulan Ca(OH)₂ parçacıkları gibi) sertliğini artıracaktır ve atık su kullanımlarında dağılmış sert parçacıkları bağlamak için uzun zincirli poliakrilamid PAM'a ihtiyaç duyulmaktadır. 

Uygun Molekül Ağırlığı: Yüksek molekül ağırlığı (20 - 25 milyon). 

Yüksek Tuzlu Çamur (tuz giderme çamuru, turşu atık su çamuru gibi)

Özellikleri: Yüksek iyonik kuvvet çift elektrik tabakasını sıkıştırır, parçacıkların kümelenmesi kolaydır ancak floklar gevşektir ve flok kuvvetini artırmak için uygun zincir uzunluğuna ihtiyaç vardır. 

Katyonik sıvı flokülantın uygun molekül ağırlığı: Orta molekül ağırlığı (12 - 18 milyon) (tuzlanma nedeniyle yüksek molekül ağırlıklı katyonik sıvı flokülantın viskozitesinde anormal artış olmaması için).

Sektöre özgü nitelikler:

Diğer Nitelikler:

Tedarik Yeteneği:

Kurşun zamanı:

Jiufang Tech'in sentez atölyesi

Jiufang Laboratuvarı